JP4257749B2 - Intake control device - Google Patents
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Description
本発明は、自動車等の車両におけるエンジンの吸気制御装置に関するものである。 The present invention relates to an intake control device for an engine in a vehicle such as an automobile.
近年、車両組み立て工数の削減、信号ハーネスのコストや重量の低減を目的として、エンジン電子制御装置(以下、エンジンECUと称する)は、従来のような車室内に搭載するものから、より温度環境の厳しいエンジンルーム内またはエンジンに直に搭載される構成になっている。一方では、エンジンルーム内のスペース等の制約から、エンジンECUにはさらなる小型化が求められ、この結果、エンジンECUの放熱がより困難になる。 In recent years, for the purpose of reducing the number of man-hours for assembling a vehicle and reducing the cost and weight of a signal harness, an engine electronic control unit (hereinafter referred to as an engine ECU) has been installed in a vehicle interior as in the prior art. It is configured to be mounted directly in the harsh engine room or engine. On the other hand, the engine ECU is required to be further miniaturized due to space constraints in the engine room, and as a result, heat dissipation of the engine ECU becomes more difficult.
エンジンECUを吸気管側面に取り付けるものとしては、特許文献1が、電子制御スロットルボディ上に搭載するものとして、特許文献2が、また特許文献3、特許文献4には、エンジンECUをエアクリーナ内部に設けるものなどが知られている。
また、特許文献5には、吸入空気流量測定装置の検出素子を含むブリッジ回路及び制御回路で発生した熱を吸入空気に放熱するものが記載されている。
これら従来技術の構成では、エンジンECUからの発熱を十分に放熱することができないという課題がある。エアクリーナ内部に設けて吸入空気で冷却するものでは、組立性に難点がある。また、エンジンECUは回路基板サイズが吸入空気流量測定装置に比べて大きいため、吸気通路内に設けるには吸気通路内の吸気抵抗を大きく増やすことになるという問題がある。 In these prior art configurations, there is a problem that heat generated from the engine ECU cannot be sufficiently dissipated. An assembly provided inside the air cleaner and cooled by intake air has a difficulty in assembling. Further, since the engine ECU has a circuit board size larger than that of the intake air flow rate measuring device, there is a problem that the intake resistance in the intake passage is greatly increased to be provided in the intake passage.
本発明の目的は、吸気通路内の吸気抵抗を大きく増やすことなく、放熱性に優れた吸気制御装置を提供することにある。 An object of the present invention is to provide an intake control device having excellent heat dissipation without greatly increasing the intake resistance in the intake passage.
また、本発明の他の目的は、このようなエンジンECUあるいは制御回路モジュールを備えた低コストでかつコンパクトな吸気制御装置を提供することにある。 Another object of the present invention is to provide a low-cost and compact intake control device including such an engine ECU or a control circuit module.
本発明に係る制御回路モジュールと、吸気通路内を流れる空気の流量を電気的に制御する電子制御スロットルモジュールとを一体化して構成した吸気制御装置は、複数の制御回路素子とコネクタとを備え、当該コネクタは複数の電気端子を備え、当該電気端子の内のいくつかの端子を介して前記制御回路素子の少なくとも一つと内燃機関の絞り弁駆動用モータとが電気的に接続される。 An intake control device comprising a control circuit module according to the present invention and an electronically controlled throttle module that electrically controls the flow rate of air flowing in the intake passage is provided with a plurality of control circuit elements and connectors, The connector includes a plurality of electrical terminals, and at least one of the control circuit elements and the throttle valve driving motor of the internal combustion engine are electrically connected via some of the electrical terminals.
より具体的には、吸気通路を構成する吸気通路体は、外壁面に電気端子を備えており、当該電気端子の内のいくつかは内燃機関の運転状態を検出するセンサからの信号を受け入れる電気端子として構成されており、また前記電気端子の内のいくつかは内燃機関の制御装置のいくつかと電気的に接続される電気端子として構成されており、前記吸気通路体の内部には空気の流れに沿う方向に金属板が配置されており、当該金属板には前記センサからの信号を取り込んで前記電気端子に前記内燃機関の制御装置のための制御信号を出力するマイクロコンピュータが取り付けられており、前記センサはアクセル開度センサを含み、前記制御装置は前記吸気通路体を流れる空気量を前記アクセル開度センサの出力に関連して制御するモータ駆動指揮のスロットバルブ装置と一体に組み立てられているか若しくは着脱可能に接合されている。 More specifically, the intake passage body constituting the intake passage has an electric terminal on the outer wall surface, and some of the electric terminals receive electric signals from sensors that detect the operating state of the internal combustion engine. It is configured as a terminal, and some of the electrical terminals are configured as electrical terminals that are electrically connected to some of the control devices of the internal combustion engine, and air flows inside the intake passage body. A metal plate is arranged in a direction along the line, and a microcomputer that takes in a signal from the sensor and outputs a control signal for the control device of the internal combustion engine to the electric terminal is attached to the metal plate. The sensor includes an accelerator opening sensor, and the control device controls the amount of air flowing through the intake passage body in relation to the output of the accelerator opening sensor. Lot valve device and is to or detachably joined are assembled together.
本発明によれば、吸気通路内の吸気抵抗を大きく増やすことなく、放熱性優れた吸気制御装置を実現することができる。 According to the present invention, an intake control device with excellent heat dissipation can be realized without greatly increasing the intake resistance in the intake passage.
また、このようなエンジンECUあるいは制御回路モジュールを用いることにより、組み立て作業性が良くかつコンパクトな吸気制御装置を得ることができる。 Further, by using such an engine ECU or a control circuit module, it is possible to obtain a compact intake control device with good assembling workability.
本発明を用いた実施例の基本構成を図13及び図4に従い説明する。 A basic configuration of an embodiment using the present invention will be described with reference to FIGS.
1.通気通路3内に装着される制御回路モジュール(エンジンECU1)は、複数の制御回路素子(マイクロコンピュータ30,出力ドライバ41,電源回路43,吸入空気流量測定装置の計測回路67、電子制御スロットルモジュール制御回路81)とコネクタ(コネクタ部21、固定用フランジ22)とを備え、当該コネクタ(コネクタ部21、固定用フランジ22)は複数の電気端子(コネクタ端子20)を備え、当該電気端子(コネクタ端子20)の内のいくつかの端子を介して前記制御回路素子(マイクロコンピュータ30,出力ドライバ41,電源回路43,吸入空気流量測定装置の計測回路67、電子制御スロットルモジュール制御回路81)の少なくとも一つと内燃機関の燃料噴射弁(インジェクタ55)とが電気的に接続される。
1. A control circuit module (engine ECU 1) mounted in the
2.吸気通路3内に装着される制御回路モジュール(エンジンECU1)は、複数の制御回路素子(マイクロコンピュータ30,出力ドライバ41,電源回路43,吸入空気流量測定装置の計測回路67、電子制御スロットルモジュール制御回路81)とコネクタ(コネクタ部21、固定用フランジ22)とを備え、当該コネクタ(コネクタ部21、固定用フランジ22)は複数の電気端子(コネクタ端子20)を備え、当該電気端子(コネクタ端子20)の内のいくつかの端子を介して前記制御回路素子(マイクロコンピュータ30,出力ドライバ41,電源回路43,吸入空気流量測定装置の計測回路67、電子制御スロットルモジュール制御回路81)の少なくとも一つと内燃機関の点火装置(イグナイタ56)とが電気的に接続される。
2. A control circuit module (engine ECU 1) mounted in the
3.吸気通路3内に装着される制御回路モジュール(エンジンECU1)は、複数の制御回路素子(マイクロコンピュータ30,出力ドライバ41,電源回路43,吸入空気流量測定装置の計測回路67、電子制御スロットルモジュール制御回路81)とコネクタ(コネクタ部21、固定用フランジ22)とを備え、当該コネクタ(コネクタ部21、固定用フランジ22)は複数の電気端子(コネクタ端子20)を備え、当該電気端子(コネクタ端子20)の内のいくつかの端子を介して前記制御回路素子(マイクロコンピュータ30,出力ドライバ41,電源回路43,吸入空気流量測定装置の計測回路67、電子制御スロットルモジュール制御回路81)の少なくとも一つと内燃機関の絞り弁駆動用モータ(直流モータ80)とが電気的に接続される。
3. A control circuit module (engine ECU 1) mounted in the
4.吸気通路内に装着される制御回路モジュール(エンジンECU1)は、複数の制御回路素子(マイクロコンピュータ30,出力ドライバ41,電源回路43,吸入空気流量測定装置の計測回路67、電子制御スロットルモジュール制御回路81)とコネクタ(コネクタ部21、固定用フランジ22)とを備え、当該コネクタ(コネクタ部21、固定用フランジ22)は複数の電気端子(コネクタ端子20)を備え、当該電気端子(コネクタ端子20)の内のいくつかの端子を介して前記制御回路素子(マイクロコンピュータ30,出力ドライバ41,電源回路43,吸入空気流量測定装置の計測回路67、電子制御スロットルモジュール制御回路81)の少なくとも一つと内燃機関の燃料ポンプのモータとが電気的に接続される。
4). A control circuit module (engine ECU 1) mounted in the intake passage includes a plurality of control circuit elements (
5.吸気通路3内に装着される制御回路モジュール(エンジンECU1)は、複数の制御回路素子(マイクロコンピュータ30,出力ドライバ41,電源回路43,吸入空気流量測定装置の計測回路67、電子制御スロットルモジュール制御回路81)とコネクタ(コネクタ部21、固定用フランジ22)とを備え、当該コネクタ(コネクタ部21、固定用フランジ22)は複数の電気端子(コネクタ端子20)を備え、当該電気端子(コネクタ端子20)の内のいくつかの端子を介して前記制御回路素子(マイクロコンピュータ30,出力ドライバ41,電源回路43,吸入空気流量測定装置の計測回路67、電子制御スロットルモジュール制御回路81)の少なくとも一つと外部信号線(20X)とが電気的に接続される。
5). A control circuit module (engine ECU 1) mounted in the
6.吸気通路3を構成する吸気通路体(吸気管2)は、外壁面に電気端子(コネクタ端子20)を備えており、当該電気端子(コネクタ端子20)の内のいくつかは内燃機関の制御用アクチュエータ(インジェクタ55,イグナイタ56,燃料ポンプ57,警告ランプ58、スロットルモータ80)と電気的に接続されるものであり、当該電気端子(コネクタ端子20)の内のいくつかは内燃機関の運転状態を検出するセンサ(クランク角センサ52,ノックセンサ53、酸素センサ54,スロットル開度センサ79)と電気的に接続されるものであり、当該センサからのセンサ(クランク角センサ52,ノックセンサ53、酸素センサ54,スロットル開度センサ79)からの信号を取り込んで前記電気端子(コネクタ端子20)に制御用アクチュエータ(インジェクタ55,イグナイタ56,燃料ポンプ57,警告ランプ58、スロットルモータ80)の駆動信号を出力するマイクロコンピュータ30が取り付けられている。
6). The intake passage body (intake pipe 2) constituting the
7.吸気通路3を構成する吸気通路体(吸気管2)は、外壁面に電気端子(コネクタ端子20)を備えており、当該電気端子(コネクタ端子20)の内のいくつか(コネクタ端子20a)は内燃機関の燃料噴射弁(インジェクタ55)と電気的に接続されるものであり、前記吸気通路体(吸気管2)の内部には空気の流れに沿う方向に金属板(メタルベース12)が配置されており、当該金属板(メタルベース12)には空気流量検出装置(吸入空気流量測定装置60)と、当該空気流量検出装置(吸入空気流量測定装置60)からの信号を取り込んで前記電気端子(コネクタ端子20a)に燃料噴射弁駆動信号を出力するマイクロコンピュータ30が取り付けられている。
7. The intake passage body (intake pipe 2) constituting the
8.吸気通路3を構成する吸気通路体(吸気管2)は、外壁面に電気端子(コネクタ端子20)を備えており、当該電気端子(コネクタ端子20)の内のいくつかはクランク角を示す信号を受け入れる電気端子(コネクタ端子20A)として構成されており、また前記電気端子(コネクタ端子20)の内のいくつかは内燃機関の点火装置(イグナイタ56)と電気的に接続される電気端子(コネクタ端子20b)として構成されており、前記吸気通路体(吸気管2)の内部には空気の流れに沿う方向に金属板(メタルベース12)が配置されており、当該金属板(メタルベース12)には前記クランク角信号を取り込んで前記電気端子(コネクタ端子20b)に前記点火装置(イグナイタ56)のための点火信号を出力するマイクロコンピュータ30が取り付けられている。
8). The intake passage body (intake pipe 2) constituting the
9.吸気通路3を構成する吸気通路体(吸気管2)は、外壁面に電気端子(コネクタ端子20)を備えており、当該電気端子(コネクタ端子20)の内のいくつかは内燃機関の運転状態を検出するセンサ(クランク角センサ52,ノックセンサ53、酸素センサ54,スロットル開度センサ79)からの信号を受け入れる電気端子(コネクタ端子20)として構成されており、また前記電気端子(コネクタ端子20)の内のいくつかは内燃機関の制御装置のいくつかと電気的に接続される電気端子(コネクタ端子20)として構成されており、前記吸気通路体(吸気管2)の内部には空気の流れに沿う方向に金属板が配置されており、当該金属板には前記電気端子(コネクタ端子20)を介して前記センサからの信号を取り込んで前記電気端子(コネクタ端子20)に前記内燃機関の制御装置(インジェクタ55,イグナイタ56,燃料ポンプ57,警告ランプ58、スロットルモータ80)のための制御信号を出力するマイクロコンピュータ30が取り付けられており、前記センサはアクセル開度センサ(アクセルセンサ51)を含み、前記制御装置は前記吸気通路体(吸気管2)を流れる空気量を前記アクセル開度センサから信号に関連して制御するモータ駆動式のスロットバルブ装置(スロットルモータ80)を含み、前記吸気通路体(吸気管2)は前記モータ駆動式のスロットバルブ装置(スロットルモータ80)と一体に組み立てられているか若しくは着脱可能に接合されている。
9. The intake passage body (intake pipe 2) constituting the
10.好ましくは、前記金属板(メタルベース12)と前記スロットバルブの回転シャフト(スロットル軸72)とは並行に配置されている。 10. Preferably, the metal plate (metal base 12) and the rotary shaft (throttle shaft 72) of the slot valve are arranged in parallel.
11.吸気通路3内に装着される制御回路モジュール(エンジンECU1)は、空気流量検出装置(吸入空気流量測定装置60)と内燃機関の制御装置(インジェクタ55,イグナイタ56,燃料ポンプ57,警告ランプ58、スロットルモータ80)を駆動するためのドライバー回路(出力ドライバ41、出力ドライバLSI410、電子制御スロットルモジュール制御回路81)を備え、前記ドライバー回路(出力ドライバ41、出力ドライバLSI410)は前記空気流量検出装置(吸入空気流量測定装置60)の空気取り入れ口(流路65)より下流側に設けられている。
11. The control circuit module (engine ECU 1) mounted in the
12.吸気通路3内に装着される制御回路モジュール(エンジンECU1)は、吸気通路体(吸気管2)に固定される樹脂モールドコネクタ部(コネクタ部21、固定用フランジ22)と、吸気通路3に配置される金属板(メタルベース12)と、当該金属板(メタルベース12)上に固定された制御回路基板(回路基板11)とを備え、前記金属板(メタルベース12)は前記吸気通路3の径方向若しくは周方向の長さより空気の流れに沿った方向に長く形成されており、前記樹脂モールドコネクタ部(コネクタ部21、固定用フランジ22)は前記金属板(メタルベース12)の長手方向に沿って細長く形成され、当該樹脂モールドコネクタ部(コネクタ部21、固定用フランジ22)内部には複数の電気端子(コネクタ端子20)が整列配置されており、前記金属板(メタルベース12)と前記樹脂モールドコネクタ部(コネクタ部21、固定用フランジ22)の接合部に前記電気端子(コネクタ端子20)と前記制御回路基板(回路基板11)側との電気的接続部(ワイヤーボンディング部200)が集中配置されている。
12 A control circuit module (engine ECU 1) mounted in the
13.好ましくは、前記樹脂モールドコネクタ部(コネクタ部21、固定用フランジ22)は異なった方向に向いて開口する少なくとも2つの部分(コネクタ部21、エンジンECUの電子制御スロットルモジュールとの接続用コネクタ部75)から構成されている。
13. Preferably, the resin molded connector portion (
以下、図面に基づき本発明のエンジンECUと、これを取り付けた自動車エンジンの吸気装置の実施の形態について説明する。 DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS Embodiments of an engine ECU of the present invention and an automobile engine intake device to which the engine ECU is attached will be described below with reference to the drawings.
図1、図2及び図3に本発明第1の実施例に関するエンジンECUの模式図を示す。本実施例は、吸気装置のエアクリーナハウジングより下流の吸気管内にエンジンECUを挿入して吸気管に固定した実施例である。 1, 2 and 3 are schematic views of an engine ECU according to the first embodiment of the present invention. The present embodiment is an embodiment in which an engine ECU is inserted into an intake pipe downstream of an air cleaner housing of the intake device and fixed to the intake pipe.
図1は吸気管の断面図を示している。この図において、エンジンECU1は、吸気管2に設けた貫通孔4を通して吸気通路3に、この吸気通路3を形成する吸気管2の面に対してほぼ垂直な方向になるように挿入されている。
FIG. 1 shows a cross-sectional view of the intake pipe. In this figure, an
エンジンECU1は、図4の回路ブロック図に示すように、クランク角センサ52、ノックセンサ53、酸素センサ54などの各種センサの信号を入力回路40経由でマイクロコンピュータ30のI/O35に入力し、この入力信号に基づき、マイクロコンピュータ30のCPU31がROM33にあらかじめ記憶している制御プログラムに従い、RAM32等を用いて演算を行い、最適な制御信号をI/O35経由で出力ドライバ41に送り、この出力ドライバ41によりインジェクタ55、イグナイタ56、燃料ポンプ57、警告ランプ58などの各種アクチュエータを駆動するものである。
As shown in the circuit block diagram of FIG. 4, the
また、マイクロコンピュータ30に内蔵されている通信コントローラである通信インタフェース34と、トランシーバであるシリアル通信回路42を介して他の電子制御ユニットと通信を行う。このようにECU1は、マイクロコンピュータ30をはじめとして、入力回路40、出力ドライバ41、シリアル通信回路42、電源回路43などの多種の回路から構成され、各種回路部品は回路基板上に実装される。
In addition, communication is performed with another electronic control unit via a
再び図1に戻り、本実施例のエンジンECUの構造について説明する。エンジンECU1を構成するLSIなどの回路部品10は回路基板11上に実装され、アルミ線あるいは金線などの金属線14を用いて、回路基板11とコネクタ端子20の間を電気的に接続する。この回路基板11を金属製のベース(メタルベース)12に接着し、オイルやガソリンなどの汚れ防止や防水のため、金属製のカバー(メタルカバー)13をネジ15を用いてメタルベース12に密着させる。パワーMOSトランジスタ等の発熱をする回路部品10の発熱は回路基板11を介してメタルベース12及びメタルカバー13の両面から吸気通路3内を流れる吸入空気中に放熱する。
Returning to FIG. 1 again, the structure of the engine ECU of this embodiment will be described. A
エンジンECU1はコネクタ部21に固定用フランジ22を設けて、ネジ23により吸気管2に固定する。吸気管2通路内の吸気抵抗を低減するために、エンジンECU1の吸気通路に対する断面積はできるだけ小さくする必要があるため、回路基板10の吸気管の直径方向の長さを短くすることが望ましい。このため、本実施例では、エンジンECU1は吸気管下部には達せず、振動による回路基板の破損を防止するためには、エンジンECU1のコネクタ部21と反対側の端部を固定することが必要となる。これを実現するために、吸気管内部に固定用レール5を突出させて、このレールにエンジンECU1のメタルベース12とメタルカバー13の先端を嵌め込む構造としている。
The
図1は、吸気装置のエアクリーナハウジングより下流の吸気管内にエンジンECUを挿入して吸気管に固定した実施例であるが、エアクリーナーハウジングの壁面に同様な方法でエンジンECUを取り付けてもよい。また、回路基板11はセラミック基板であるが、回路規模が小さく回路部品数が少ない場合(回路を密に設ける場合)には、ガラスエポキシ基板を用いることによってコスト削減を図ることができる。また、LSIのセラミック基板への接続方法としては、ワイヤボンディングだけではなく、ハンダバンプによる接続であってもよい。さらに、吸気管内部の固定用レール5は、図1に示すように吸気管2と一体成形できるようにしても、図5に示すように吸気管2の下方に凹部6を形成し、ここに固定用レール5を差込み、吸気管外部からネジ止めすることによって配設してもよい。
FIG. 1 shows an embodiment in which an engine ECU is inserted into an intake pipe downstream of an air cleaner housing of the intake device and fixed to the intake pipe. However, the engine ECU may be attached to the wall surface of the air cleaner housing by a similar method. Further, although the
図2は図1のA−Aにおける断面図、すなわち吸気管の長手方向の断面図を示している。回路基板11上には、例えばマイクロコンピュータ30や、出力ドライバLSI410、電源LSI430などが搭載されている。マイコン30はフリップチップ実装、出力ドライバLSI410や電源LSI430はワイヤボンディングにより実装されている。出力ドライバLSI410や電源LSI430はともに発熱量が大きいため、吸入空気100の流れが最も速い、吸気管の径方向の中央部に配置して放熱効率を向上させている。
FIG. 2 shows a cross-sectional view taken along the line AA of FIG. 1, that is, a cross-sectional view in the longitudinal direction of the intake pipe. On the
本実施例に示すように、出力ドライバLSI410、電源LSI430などのLSIを用いることにより、回路基板面積を小さくすることができ、これにより初めて、エンジンECUを吸気通路内に挿入して配置することが可能になる。これらのLSIの一例として、図6に出力ドライバLSI410の回路ブロック図を示す。図6の出力ドライバLSI410は、インジェクタやソレノイドのコイルなど各種負荷98を駆動するN型パワーMOSトランジスタ90及び保護・診断ロジックをnチャンネル分1チップに集積化したものである。N型MOSトランジスタ90のゲートGをマイクロコンピュータからの信号で制御することでトランジスタ90のオン/オフを行い、ドレインDに接続した負荷98を駆動する。ゲートオンの場合にはソース・ドレイン間に数アンペア程度の電流が流れ、前述したように、オン抵抗(0.2Ω程度)により発熱する。ドレインDとゲートGの間のツェナーダイオード91は、ドレインに誘導性負荷を接続した場合、ゲートオフ時の逆起電圧によりMOSが破壊されるのを防ぐためのものである。また、図6の出力ドライバLSI410は、負荷断線又はドレインDのグランド短絡診断回路93、過電流又はドレインDの電源短絡診断回路94、過熱診断回路95の自己診断回路を内蔵し、これらの異常状態を検出すると診断出力制御回路96及びシリアル通信制御部97を通じて、異常状態に応じた信号をマイクロコンピュータに出力することができる。さらに、過熱検出時又は過電流/電源短絡検出時には、ゲート制御回路92に異常検出信号を伝えることによりMOSトランジスタ90をオフし、MOSトランジスタ90の破壊を防止する。
As shown in the present embodiment, by using LSIs such as the
図3は図2のB−Bにおける断面図を示している。エンジンECU1を吸気管内2に挿入することにより、吸入空気100の流れを乱して、吸気抵抗を増大させないようにするために、エンジンECU1のメタルベース12とメタルカバー13をネジ15で止めたときに、エンジンECU1の吸気管上流側、もしくは上流、下流側がともに流線形になるように、メタルベース12及びメタルカバー13に丸みを施している。
FIG. 3 shows a cross-sectional view taken along the line BB of FIG. When the
以上説明した本発明第1の実施例によって生じる効果について述べる。 The effects produced by the first embodiment of the present invention described above will be described.
第一に、エンジンECU1を吸気通路3内部に挿入することによって、吸気管2外部に比べて温度の低い吸入空気の流れを利用してエンジンECU1を冷却できるため、放熱効率が飛躍的に向上し、エンジンECU1を小型化した場合でも、特別な放熱部品を設けることなく、放熱が可能になる。本実施例はエンジンECU1のメタルベースだけでなく、メタルカバーも金属製にしているため、エンジンECU1の両面から放熱が可能になり、さらに放熱効率が向上するという特徴がある。特に、吸気管を樹脂で製造している場合は、エンジンECU1を吸気管2外部に置くという従来の構造では放熱が困難になるため、本発明のようなエンジンECU1の配置が有利であることは明らかである。
First, by inserting the
第二に、エンジンECU1をエアクリーナーハウジングの下流に搭載しているため、制御対象であるエンジン機器までの距離がエアクリーナーハウジングに搭載するよりも近くなり、ハーネス長を短くすることができるとともに、吸気管の外部にはエンジンECU本体は出ておらず、コネクタのみが出ているため、吸気系をコンパクトにまとめることが可能となる。
Secondly, since the
第三に、吸気管に固定用レールを設けてエンジンECUのコネクタ部と反対側の端部を固定することにより、エンジンの振動による回路基板の破損を防止することができる。また、この固定用レールを吸気管下部のみに設けているため、吸気抵抗を大きく増やすことなく、耐振性に優れた構造を実現している。 Third, by providing a fixing rail in the intake pipe and fixing the end of the engine ECU opposite to the connector, damage to the circuit board due to engine vibration can be prevented. Further, since this fixing rail is provided only at the lower part of the intake pipe, a structure with excellent vibration resistance is realized without greatly increasing the intake resistance.
図7に本発明第2の実施例に関するエンジンECUの模式図を示す。本実施例は、本発明第1の実施例におけるメタルカバー13の代わりに、高熱伝導性樹脂16をモールドすることにより回路基板11上の回路部品10を保護している。
FIG. 7 shows a schematic diagram of an engine ECU according to the second embodiment of the present invention. In this embodiment, the
高熱伝導性樹脂は、樹脂の中に熱伝導率の高い金属や無機セラミックスのフィラを混合するなどの方法でつくることができる。また、本実施例は、メタルカバーを用いない構造であるため、メタルベース12のみを固定用レール5に挟み込み、エンジンECU1のコネクタ部21と反対側の端部を固定している。
The high thermal conductive resin can be made by a method such as mixing a high thermal conductivity metal or inorganic ceramic filler in the resin. Further, since the present embodiment has a structure that does not use a metal cover, only the
高熱伝導性樹脂でモールドすることにより、回路部品からの発熱を回路基板側からだけではなく、高熱伝導性樹脂経由で吸気管通路を流れる空気に放熱することができる。また、メタルカバーや、このメタルカバーとメタルベースを止めるネジが不要になるため、部品数を減らすことができる。 By molding with the high thermal conductive resin, heat generated from the circuit components can be radiated not only from the circuit board side but also to the air flowing through the intake pipe passage via the high thermal conductive resin. In addition, the number of components can be reduced because a metal cover and a screw for fixing the metal cover and the metal base are not required.
さらに、高熱伝導性樹脂として、樹脂自体の熱伝導率の高い樹脂に、熱伝導率の高い金属や無機セラミックスのフィラを混合した高熱伝導性樹脂を用いることで、より放熱性の優れたエンジン電子制御装置となる。樹脂自体の熱伝導率が高い樹脂としては、樹脂成分中に異方性構造単位が共有結合部を有しており、該異方性構造単位の径の最大値が400nm以上で樹脂成分中に含まれる異方性構造の割合が25vol%以上であることが望ましい。 In addition, as a high thermal conductive resin, a high thermal conductive resin in which a metal with high thermal conductivity or a filler of inorganic ceramics is mixed with a resin with high thermal conductivity of the resin itself can be used to provide engine electronics with better heat dissipation. It becomes a control device. As a resin having high thermal conductivity of the resin itself, the anisotropic structural unit has a covalent bond in the resin component, and the maximum value of the diameter of the anisotropic structural unit is 400 nm or more in the resin component. The proportion of the anisotropic structure contained is preferably 25 vol% or more.
このような樹脂の一例として、エポキシ樹脂モノマとして4−(オキシラニルメトキシ)ベンゾイックアシッド−4,4’−[1、8−オクタンジイルビス(オキシ)]ビスフェノールエステルを、エポキシ樹脂用硬化剤として4,4’−ジアミノジフェニルメタンを用いた樹脂がある。 As an example of such a resin, 4- (oxiranylmethoxy) benzoic acid-4,4 ′-[1,8-octanediylbis (oxy)] bisphenol ester as an epoxy resin monomer is used as a curing agent for epoxy resin. There is a resin using 4,4′-diaminodiphenylmethane.
図8に本発明第3の実施例に関するエンジンECUの模式図を示す。本実施例は、回路部品10を搭載した回路基板11を2枚に分けて、メタルベース12上だけではなく、メタルカバー13上にも接着剤によって固定している。2枚の回路基板は、例えば樹脂製のフレキシブル基板17を用いて電気的に接続する。図8に示すように、高さのある回路部品の対面にはベアチップ部品を配置するなどの工夫をすることで、2枚の基板を用いてもエンジンECU1の厚みを小さくすることができる。
FIG. 8 shows a schematic diagram of an engine ECU according to the third embodiment of the present invention. In this embodiment, the
本実施例によれば、基板を2枚にして回路部品の実装面積を増やしているため、入出力数が多い多機能なエンジンECUも吸気管内に置くことができる。多機能なエンジンECUは回路部品数が多いため、発熱量も増すが、2枚の基板をともに金属板に接着することにより、回路部品から吸気管通路を流れる空気までの熱抵抗を減少させることができ、放熱が容易になる。 According to the present embodiment, since the mounting area of the circuit components is increased by using two boards, a multifunctional engine ECU having a large number of inputs / outputs can be placed in the intake pipe. The multifunctional engine ECU has a large number of circuit parts, so the amount of heat generation increases, but by bonding the two boards together to a metal plate, the thermal resistance from the circuit parts to the air flowing through the intake pipe passage is reduced. Heat dissipation.
図9に本発明第4の実施例に関するエンジンECUの模式図を示す。本実施例のエンジンECUは、吸気管2の両側に貫通孔4を設けて、回路基板11の吸気管径方向長さを増やし、両方の貫通孔にコネクタ部21を突出させた構造としている。
FIG. 9 shows a schematic diagram of an engine ECU according to the fourth embodiment of the present invention. The engine ECU of the present embodiment has a structure in which through
本実施例によれば、吸気管の両側において、コネクタ部21に設けた固定用フランジ22を吸気管に固定しているため、エンジンECUのコネクタ部21と反対側の端部を固定する吸気管内部の固定用レールを設ける必要はない。また、回路基板面積を大きくすることができるため、本発明第3の実施例と同様に、入出力数が多い多機能なエンジンECUも吸気管内に置くことができる。
図10に本発明第5の実施例に関するエンジンECUの模式図を示す。本実施例のエンジンECUは、回路部品10を例えばフレキシブル基板17上に実装し、このフレキシブル基板17を吸気管2の内壁に密着させ固定する構造としている。
According to the present embodiment, the fixing
FIG. 10 shows a schematic diagram of an engine ECU according to the fifth embodiment of the present invention. The engine ECU of the present embodiment has a structure in which the
また、ゲル材18を用いて、フレキシブル基板17上の回路部品10をオイルやガソリンなどの汚れや水分から保護している。本発明第1の実施例等で説明したように、エンジンECU1のコネクタ部21は、吸気管2に設けた貫通孔4から吸気管2の外部に突出させ、コネクタ部21の固定用フランジ22において吸気管2にネジ止めして固定する。
Further, the
本実施例によれば、回路部品を実装したフレキシブル基板を吸気管の内壁に直接密着させているため、エンジンECUのコネクタ部と反対側の端部を固定する吸気管内部の固定用レールが不要となり、さらに、メタルベース及びメタルカバー、このメタルカバーとメタルベースを止めるネジ等が不要になるため、部品数を大幅に減らすことができる。また、エンジンECUが吸気通路内に挿入されている構造ではないため、吸気抵抗を低減することが可能となる。本実施例は、これまで述べてきた実施例のように、エンジンECUの両面から吸入空気に放熱する構造を有してはいないが、基板面積を大きくしても吸気抵抗を増やすことがないため、基板面積を大きくし、発熱部品を疎に配置して、発熱密度を小さくすることによって、十分な放熱性を保つことが可能である。 According to this embodiment, since the flexible board on which the circuit components are mounted is directly adhered to the inner wall of the intake pipe, there is no need for a fixing rail inside the intake pipe that fixes the end opposite to the connector part of the engine ECU. Further, since the metal base and the metal cover, and the screws for stopping the metal cover and the metal base are not necessary, the number of parts can be greatly reduced. Further, since the engine ECU is not configured to be inserted into the intake passage, the intake resistance can be reduced. Although the present embodiment does not have a structure for radiating heat to the intake air from both sides of the engine ECU as in the embodiments described so far, the intake resistance is not increased even if the board area is increased. It is possible to maintain sufficient heat dissipation by increasing the board area, arranging the heat generating components sparsely, and reducing the heat generation density.
さらに、上記の実施例に用いたゲル材の代わりに、樹脂自体の熱伝導率の高い樹脂に、熱伝導率の高い金属や無機セラミックスのフィラを混合した高熱伝導性樹脂を用いることで、より放熱性の優れたエンジン電子制御装置となる。樹脂自体の熱伝導率が高い樹脂としては、樹脂成分中に異方性構造が存在する樹脂を用いることができる。特に好ましくは、該異方性構造を構成する異方性構造単位が共有結合部を有しており、該異方性構造単位の径の最大値が400nm以上で樹脂成分中に含まれる異方性構造の割合が25vol%以上であることが望ましい。 Furthermore, instead of the gel material used in the above embodiment, by using a resin with high thermal conductivity of the resin itself and a high thermal conductive resin in which a filler of a metal with high thermal conductivity or an inorganic ceramic filler is used, The engine electronic control device has excellent heat dissipation. As the resin having a high thermal conductivity, a resin having an anisotropic structure in the resin component can be used. Particularly preferably, the anisotropic structural unit constituting the anisotropic structure has a covalent bond, and the anisotropic structure unit has a maximum diameter of 400 nm or more and is contained in the resin component. It is desirable that the ratio of the sex structure is 25 vol% or more.
このような樹脂の一例として、エポキシ樹脂モノマとして4−(オキシラニルメトキシ)ベンゾイックアシッド−4,4’−[1、8−オクタンジイルビス(オキシ)]ビスフェノールエステルを、エポキシ樹脂用硬化剤として4,4’−ジアミノジフェニルメタンを用いた樹脂がある。 As an example of such a resin, 4- (oxiranylmethoxy) benzoic acid-4,4 ′-[1,8-octanediylbis (oxy)] bisphenol ester as an epoxy resin monomer is used as a curing agent for epoxy resin. There is a resin using 4,4′-diaminodiphenylmethane.
図11に本発明第6の実施例に関する吸入空気流量測定装置付きエンジンECUの模式図を示す。図11は、吸入空気流量測定装置付きエンジンECUの吸気管長手方向の断面図を示している。
エンジンECU1のメタルベース12上に、エンジンECU1を構成する回路部品を搭載した回路基板11とともに、吸入空気流量測定装置60を取り付ける。吸入空気流量測定装置60は、樹脂製のハウジング64の内部に設けられた、流量測定用の発熱抵抗体61及び温度検出用の感温抵抗体62により吸気通路3内の空気流量及び吸気温度を測定する。吸入空気流量測定装置による吸入空気量の測定方法については公知であるので、ここでは詳細は省略する。吸入空気流量測定装置60の出力信号は、支持ターミナル63から、吸入空気流量測定装置60の計測回路67を介して、エンジンECU1のマイクロコンピュータ30に送られる。ここで、吸入空気流量測定装置60の計測回路67には、発熱抵抗体61の加熱温度と吸気温度との温度差を一定に制御するための制御回路も含むものとする。エンジンECU1のマイクロコンピュータ30は吸入空気流量測定装置60の信号に基づいて、最適な燃料噴射量を計算し、出力ドライバLSI410によって、図示していないインジェクタを駆動する。ハウジング64は、本実施例では、コの字状通路を形成しており、吸気通路3内を流れる吸入空気100を流路65から出口開口面66へと導く構造としている。エンジンECU1の構造や固定用レール5での吸気管2への取り付け方法等については、本発明第1の実施例で説明した通りである。本実施例では、本発明第1の実施例のエンジンECUをエンジンECU1として用いているが、他の実施例のエンジンECUを適用することも可能である。
FIG. 11 is a schematic diagram of an engine ECU with an intake air flow rate measuring device according to a sixth embodiment of the present invention. FIG. 11 shows a sectional view in the longitudinal direction of the intake pipe of the engine ECU with the intake air flow rate measuring device.
An intake air flow
本実施例によれば、エンジンECU1と吸入空気流量測定装置60を一体化することにより、吸入空気流量測定装置60専用のメタルベース、コネクタ部、吸気管への取り付け部、さらには出力信号をエンジンECUへ送信するためのハーネス等が不要になるため、低コストでかつコンパクトな吸気系を構成することができる。その他に、エンジンECUの放熱効率向上等の効果については、本発明第一の実施例において詳述した通りである。
図12に、本発明第6の実施例に関する吸入空気流量測定装置付きエンジンECUをエンジンの吸気装置に実装した実施例を示す。
図12において、エンジンの吸気装置は、エアクリーナーハウジング102、吸入空気流量測定装置60を取り付けたエンジンECU1、吸気ダクト104から構成される。エアクリーナーハウジング102は、新気を取り込むための新気導入口101と、空気中の塵や埃を除去するためのフィルタ103から成っている。吸入空気流量測定装置60を取り付けたエンジンECU1は、エアクリーナーハウジング102の下流に位置する吸気管2に設けた貫通孔から、吸気通路3内に挿入して固定用フランジ22を吸気管2に固定することにより、吸気装置に実装する。
According to this embodiment, by integrating the
FIG. 12 shows an embodiment in which an engine ECU with an intake air flow rate measuring device according to a sixth embodiment of the present invention is mounted on an intake device of an engine.
In FIG. 12, the engine intake device includes an air
図13に本発明第7の実施例に関する吸入空気流量測定装置及び電子制御スロットルモジュール付きエンジンECUの模式図を示す。図13は、吸入空気流量測定装置及び電子制御スロットルモジュール付きエンジンECUの吸気管長手方向の断面図を示している。
電子制御スロットルモジュール70は、図示していないアクセルペダルの踏み込み量に応じて、エンジンの各気筒に供給する空気量を電気的に制御する装置であり、スロットル軸72に固定したスロットル弁71、スロットル軸72を回転させるための直流モータ80及びギア78、直流モータ80の出力がない時にスロットル弁71をある開度に保つためのバネ77、スロットル軸72の位置からスロットル弁71の開度を測定するためのスロットル弁開度センサ79から構成されている。バネ77、ギア78、スロットル弁開度センサ79、直流モータ80は、吸気管2と一体に形成されたスロットルボディ76に収容されている。
FIG. 13 shows a schematic diagram of an intake air flow rate measuring apparatus and an engine ECU with an electronically controlled throttle module according to a seventh embodiment of the present invention. FIG. 13 shows a sectional view in the longitudinal direction of the intake pipe of an engine ECU with an intake air flow rate measuring device and an electronically controlled throttle module.
The electronically controlled
本実施例において、エンジンECU1の回路基板11上には、スロットル弁開度センサ79からの信号をマイクロコンピュータ30に入力するための入力インタフェース回路及び直流モータ80を駆動するドライバ回路から成る電子制御スロットルモジュール制御回路81が実装されており、エンジンECU1に設けられた電子制御スロットルモジュール70との接続用コネクタ部74のコネクタ端子73を、電子制御スロットルモジュール70に設けられたエンジンECU1との接続用コネクタ部75に嵌合することにより、エンジンECU1と電子制御スロットルモジュール70とを電気的に接続する。また、吸気管2に挿入したエンジンECU1の回路基板11とスロットル軸72を平行に配置することによって、吸気通路3内の吸気抵抗を低減している。
In this embodiment, an electronically controlled throttle comprising an input interface circuit for inputting a signal from the throttle
さらに、本実施例においても、本発明第6の実施例において説明したように、エンジンECU1のメタルベース12上に、エンジンECU1を構成する回路部品を搭載した回路基板11とともに、吸入空気流量測定装置60を取り付けている。このような構成を用いて、図示していないアクセルペダルの踏み込み量に応じて、エンジンの各気筒に供給する空気量を電気的に制御し、この時の吸気通路内を流れる空気流量を計測する吸気モジュールを一体で成形することができる。本実施例では、本発明第1の実施例のエンジンECUをエンジンECU1として用いているが、他の実施例のエンジンECUを適用することも可能である。
Further, also in the present embodiment, as described in the sixth embodiment of the present invention, the intake air flow rate measuring device together with the
エンジンECU1と吸入空気流量測定装置60及び電子制御スロットルモジュール70を一体化して、本実施例のような吸気モジュールを構成することで、吸入空気流量測定装置専用のメタルベース、コネクタ部、吸気管への取り付け部、出力信号をエンジンECUへ送信するためのハーネス、さらにはエンジンECUと電子制御スロットルモジュールの間のハーネス等が不要になるため、低コストでかつコンパクトな吸気系を構成することができる。また、このような吸気モジュールを用いることによって、エンジンの吸気系の試験やマッチング等の工程を簡略化することができる。エンジンECU、吸入空気流量測定装置及び電子制御スロットルモジュールを一体化した吸気モジュールの以上のような効果は公知であるが、本実施例では、特に、エンジンECUを吸気管内に挿入した吸気モジュールとすることで、さらなる吸気系のコンパクト化及びエンジンECUの放熱効率向上を実現することが可能となる。
By integrating the
図14に、本発明第7の実施例に関する吸入空気流量測定装置及び電子制御スロットルモジュール付きエンジンECUをエンジンの吸気装置に実装した実施例を示す。
図14において、エンジンの吸気装置は、エアクリーナーハウジング102、吸入空気流量測定装置60を取り付けたエンジンECU1、吸気ダクト104から構成される。エアクリーナーハウジング102は、新気を取り込むための新気導入口101と、空気中の塵や埃を除去するためのフィルタ103からなっている。吸入空気流量測定装置60及び電子制御スロットルモジュール70を取り付けたエンジンECU1は、吸気ダクト104の下流に位置する吸気管2に設けた貫通孔から、吸気通路3内に挿入して吸気管2に固定することにより、吸気装置に実装する。
FIG. 14 shows an embodiment in which an intake air flow rate measuring device and an engine ECU with an electronically controlled throttle module according to a seventh embodiment of the present invention are mounted on an intake device of an engine.
In FIG. 14, the engine intake device includes an air
以下に更なる実施例の特徴を説明する。 The features of further embodiments will be described below.
図13において、スロットルボディ76はエンジンECU1が取り付けられた部分とスロットル弁71が取り付けられた部分との2つの部分から構成されている。
In FIG. 13, the
この実施例では吸気管2が両方の部分に共通の一つのボディを提供している。 吸気管2のスロットル弁71の上流側にエンジンECU1を差し込むための貫通孔4が形成されているが、この貫通孔4は空気の流れに沿う方向に長く形成されている。
In this embodiment, the
エンジンECU1のコネクタ21は、この貫通孔4を塞ぐために、空気の流れに沿った方向の寸法が、それに直角あるいは周方向の寸法に対して長い、細長い形成をなしている。
The
したがって、コネクタ21内にモールドされている電気端子20は、図13に示すように空気の流れに沿って複数個配置されている。電気端子20は、アクセルセンサ51からの信号が入力される端子20E、クランク角センサ52からの信号(エンジンの回転数及び気筒判別信号)が入力される端子20A、ノックセンサ53からの信号が入力される端子20B、排気ガス中の酸素濃度を検出する酸素センサ54からの信号が入力される端子20Cを備える。スロットル開度センサ79からの信号が入力される端子は、後述するコネクタ74の端子73aの中に形成されている。
Therefore, a plurality of
さらに、コネクタ21内にモールドされている電気端子20は、インジェクタ55へ駆動電流を出力する端子20a、イグナイタ56へ点火信号を出力する端子20b、燃料ポンプ57へ駆動電流を出力する端子20c、インストゥルメントパネルに設けた警告ランプ58に駆動電流を供給する端子20dを備える。 スロットル弁71を駆動する直流モータ80への駆動電流の出力端子は後述するコネクタ74の端子73bの中に形成される。
Further, the
図示していないが、紙面直角方向に電気端子の同じような別の列が2乃至4列並列に形成されている。 Although not shown, two to four rows of similar electric terminals are formed in parallel in a direction perpendicular to the paper surface.
このコネクタ21には下流側に配置された電子制御スロットルモジュール70の駆動用モータである直流モータ80、及びスロットル開度センサ79と電気的に接続するためのコネクタ部74が形成されている。この実施例ではコネクタ21は、空気の流れに直角な方向に開口し、コネクタ部74は空気の流れに沿って下流側に開口している。
The
これらコネクタ21、コネクタ部74の電気端子20、73はコネクタを形成する樹脂剤によってモールド成形される。
The
メタルベース12に接着剤で接着された制御回路基板11の一片に対面して電気端子(20、73)の吸気通路側の端部が整列している。そしてそこで制御回路基板11側の複数のパッド14Aとの間に複数の金属線14が張り渡され、自動ワイヤボンディングによってワイヤボンディング部200が形成される。この構成は端子の接続を自動化するのに効果がある。
The air passage side ends of the electric terminals (20, 73) are aligned so as to face one piece of the
複数のパッド14Aは、それぞれ、制御回路基板上のしかるべき電気素子と印刷配線によって接続される。
The plurality of
電子制御スロットルモジュール70は吸気管2に取り付けられた直流モータ80を備える。直流モータ80のモータシャフト80aは、スロットル弁71のスロットルシャフト72と並行に配置される。
The electronic
モータシャフト80aの一端には、出力ギア78aが取り付けられている。モータシャフト80aの回転は、中間ギア78bの大径ギアに伝達され、同軸に形成された中間ギア(図示せず)を介してスロットルシャフト72の一端に取り付けられた扇型の終段ギア78cに伝達される。モータの回転はこれらのギアで約25分の1に減速され、スロットル弁71を全閉から全開の約90度回転させる。バネ77はスロットル弁71に対し、全開側からデフォルト位置(待避走行位置)までの範囲では閉じる方向の力を付与し、全閉位置側からデフォルト位置(待避走行位置)までの範囲では、開く方向の力を付与する。
An output gear 78a is attached to one end of the
これらギア78は、樹脂製のカバー76aで覆われている。ギアカバー76aには、スロットル開度センサ79が取り付けられている。スロットルシャフト72の端部は、このスロットル開度センサ79の位置まで延びていて、その回転変位をスロットル開度センサ79が電気的あるいは磁気的に検出する。
These gears 78 are covered with a
検出信号は、スロットル開度センサ79の電気端子とギアカバー76aにモールドされた電気導体端子と接合部79a―ギアカバー76aにモールドされた電気導体79bを介してギアカバー76aに形成されたコネクタ75の部分の電気端子に至る。
The detection signal is sent to the
コネクタ75は、このギアカバー76aに一体に形成されている。
The
エンジンECU1側のコネクタ74と電子制御スロットルモジュール側のコネクタ75は、互いに差し込み結合により電気的に接続される。
The
直流モータ80への駆動電流はエンジン制御ECU1の電子制御スロットルモジュール制御回路81で演算され、このコネクタを介して直流モータ80へ送られる。
The drive current to the
具体的には、エンジン制御ECU1は、コネクタ21の電気端子20のどれかに入ってきたアクセル開度センサからの信号に基づいて、目標スロットル弁開度をマイクロコンピュータ30で演算し、電子制御スロットルモジュール制御回路81に送る。電子制御スロットルモジュール制御回路81は、電子制御スロットルモジュール70のスロットル開度センサ79から送られてきたスロットル弁71の実際の開度とマイクロコンピュータ30から送られてきた目標開度指令との偏差が最小になるよう、直流モータ80への駆動電流をフィードバック制御する。
Specifically, the
メタルベース12の空気の流れに対し上流部に位置する部位に吸入空気量測定装置60が取り付けられている。
An intake air
測定用空気の流路65は、樹脂の成形体で形成されたハウジング64の中に形成されている。このハウジング64は制御回路基板11の一部が切り欠かれた部位でメタルベース12に直接固定される。
The measurement
樹脂成形体製のハウジング64には、発熱抵抗体61と感温抵抗体62が固定され、流路65に上流側から発熱抵抗体61、感温抵抗体62の順に並んで配置されている。
A heat generating resistor 61 and a temperature
ハウジング64からは、これら抵抗体61、62が接続された電気端子としての支持ターミナル63が制御回路基板11側に突出しており、制御回路基板11側に設けたパッド14Bとワイヤボンディング部201によって電気的に接続されている。
A
この吸入空気量測定装置60は、制御回路基板11に設置した出力ドライバー41、電源回路43、電子制御スロットルモジュール制御回路81に対して上流側に取り付けられている。
The intake air
これら制御回路(41、43、81)の発生した熱で温められた空気を流路65内に導いて測定したのでは正確な質量流量は求められない。
If the air heated by the heat generated by these control circuits (41, 43, 81) is introduced into the
また、これら制御回路(41、43、81)の発生する熱が、メタルベース12を介して吸入空気量測定装置60に伝わったのではやはり正確な吸入空気量は測定できない。
Further, if the heat generated by these control circuits (41, 43, 81) is transmitted to the intake air
本実施例の構成であれば、空気量の測定に対して上記したような制御回路の発生する熱の影響を少なくするのに効果がある。 The configuration of the present embodiment is effective in reducing the influence of heat generated by the control circuit as described above on the measurement of the air amount.
また、マイクロコンピュータ30を制御回路基板11の中心に配置し、上流側に吸入空気量測定装置60及びその出力処理回路を配置し、下流側にドライバー回路41、電源回路43、電子制御スロットルモジュール制御回路81を配置し、コネクタ側の一片にパッド14Aを整列させた構成は配線のレイアウト及び素子の配置スペースの観点からも無駄が無く、好ましい。
Further, the
図6において、OUT1−nの接続される電気負荷98としては(すべての負荷にソレノイドの記号が代表して記載されているが)図4の各負荷が接続されている。
In FIG. 6, each load shown in FIG. 4 is connected as an
この実施例では、シリアル通信制御部97を介して外部の診断装置とシリアル通信で信号の授受を行う者を記載している。
In this embodiment, a person who exchanges signals with an external diagnostic apparatus via serial communication via the serial
この考えを拡張すれば、エンジンECU1のコネクタ21の電気端子20に直接センサの信号を入力したり、電気負荷への駆動電流を出力したりするのではなく、外部の別の制御モジュールに設けた通信制御回路との間で通信によって信号の授受を行うことができる。
If this idea is expanded, the sensor signal is not directly input to the
本実施例においても、自動変速機のコントロールユニットとは通信によって接続されており、変速段のデータが通信によってマイクロコンピュータ30に取り込まれ燃料噴射量や点火時期あるいはスロットル開度信号の演算に用いられている。
Also in this embodiment, the control unit of the automatic transmission is connected by communication, and data of the shift stage is taken into the
逆にマイクロコンピュータの演算したエンジン制御用の燃料噴射データ、点火データあるいはスロットル開度データや、あるいはエンジンECU1がクランク角センサやスロットル開度センサから取り込んだデータなどは、通信制御部97を介して自動変速機のコントロールユニットに送られる。
Conversely, engine control fuel injection data, ignition data or throttle opening data calculated by the microcomputer, or data taken in from the crank angle sensor or throttle opening sensor by the
この実施例では、スロットル開度センサ79からの信号は短い信号ライン(79b、73)を介してエンジンECU1に取り込まれるので、信号線の途中で電磁的ノイズを疲労可能性が低く、エンジンECU1を吸気管2に装着した効果が顕著である。
In this embodiment, since the signal from the
スロットル開度センサ79を非接触式のホールICセンサで構成した場合、センサのホールIC内でデジタル信号に変換して温度補償や零スパン調整を施し、再度アナログ信号に変換して出力し、マイクロコンピュータで再びデジタル信号に変換する方法が開発されているが、信号変換回数が多いためセンサからマイクロコンピュータに入力されるまでに時間が掛かり、制御遅れの原因になっている。
When the
本実施例の構成をとることによって信号ラインが短くなって、温度の影響や電磁ノイズの影響を受け難くなれば、ホール素子から直接あるいはアナログ信号増幅しただけの状態でマイクロコンピュータに送り、マイクロコンピュータ内でデジタル的に温度補償や零スパン調整することが可能となる。これによりホール素子からの信号入力遅れが解消されて制御遅れの問題を解消できる。 If the signal line is shortened and becomes less susceptible to the influence of temperature and electromagnetic noise by adopting the configuration of this embodiment, the signal line is sent directly to the microcomputer from the Hall element or simply amplified by an analog signal. It is possible to digitally perform temperature compensation and zero span adjustment. As a result, the signal input delay from the Hall element is eliminated, and the problem of control delay can be solved.
また、本発明に係る吸気通路内に装着される制御回路モジュールは、複数の制御回路素子とコネクタとを備え、当該コネクタは複数の電気端子を備え、当該電気端子の内のいくつかの端子を介して前記制御回路素子の少なくとも一つと内燃機関の燃料噴射弁とが電気的に接続される。 Further, the control circuit module mounted in the intake passage according to the present invention includes a plurality of control circuit elements and a connector, the connector includes a plurality of electrical terminals, and some of the electrical terminals are connected to each other. At least one of the control circuit elements is electrically connected to the fuel injection valve of the internal combustion engine.
さらに、本発明に係る吸気通路内に装着される制御回路モジュールは、複数の制御回路素子とコネクタとを備え、当該コネクタは複数の電気端子を備え、当該電気端子の内のいくつかの端子を介して前記制御回路素子の少なくとも一つと内燃機関の点火装置とが電気的に接続される。 Furthermore, the control circuit module mounted in the intake passage according to the present invention includes a plurality of control circuit elements and a connector, the connector includes a plurality of electrical terminals, and some of the electrical terminals are connected to each other. Through this, at least one of the control circuit elements and the ignition device of the internal combustion engine are electrically connected.
また、本発明に係る吸気通路内に装着される制御回路モジュールは、複数の制御回路素子とコネクタとを備え、当該コネクタは複数の電気端子を備え、当該電気端子の内のいくつかの端子を介して前記制御回路素子の少なくとも一つと内燃機関の燃料ポンプのモータとが電気的に接続される。 Further, the control circuit module mounted in the intake passage according to the present invention includes a plurality of control circuit elements and a connector, the connector includes a plurality of electrical terminals, and some of the electrical terminals are connected to each other. At least one of the control circuit elements is electrically connected to the motor of the fuel pump of the internal combustion engine.
そして、本発明に係る吸気通路内に装着される制御回路モジュールは、複数の制御回路素子とコネクタとを備え、当該コネクタは複数の電気端子を備え、当該電気端子の内のいくつかの端子を介して前記制御回路素子の少なくとも一つと外部信号線とが電気的に接続される。 The control circuit module mounted in the intake passage according to the present invention includes a plurality of control circuit elements and a connector, the connector includes a plurality of electrical terminals, and some of the electrical terminals are connected to each other. Through this, at least one of the control circuit elements is electrically connected to the external signal line.
また、本発明に係る吸気通路を構成する吸気通路体は、外壁面に電気端子を備えており、当該電気端子の内のいくつかは内燃機関の制御アクチュエータと電気的に接続されるものであり、前記電気端子の内のいくつかは内燃機関の運転状態を検出するセンサと電気的に接続されるものであり、前記吸気通路体の内部には空気の流れに沿う方向に金属板が配置されており、当該金属板には前記センサからの信号を取り込んで前記電気端子に前記アクチュエータ駆動信号を出力するマイクロコンピュータが取り付けられている。 Further, the intake passage body constituting the intake passage according to the present invention includes an electrical terminal on the outer wall surface, and some of the electrical terminals are electrically connected to a control actuator of the internal combustion engine. Some of the electrical terminals are electrically connected to a sensor for detecting the operating state of the internal combustion engine, and a metal plate is disposed in the intake passage body in a direction along the air flow. A microcomputer that takes in a signal from the sensor and outputs the actuator drive signal to the electrical terminal is attached to the metal plate.
さらに、本発明に係る吸気通路を構成する吸気通路体は、外壁面に電気端子を備えており、当該電気端子の内のいくつかは内燃機関の燃料噴射弁と電気的に接続されるものであり、前記吸気通路体の内部には空気の流れに沿う方向に金属板が配置されており、当該金属板には空気流量検出装置と、当該空気流量検出装置からの信号を取り込んで前記電気端子に燃料噴射弁駆動信号を出力するマイクロコンピュータが取り付けられている。 Furthermore, the intake passage body constituting the intake passage according to the present invention includes an electrical terminal on the outer wall surface, and some of the electrical terminals are electrically connected to the fuel injection valve of the internal combustion engine. A metal plate is disposed in the intake passage body in a direction along an air flow, and the electric terminal receives an air flow rate detection device and a signal from the air flow rate detection device. A microcomputer for outputting a fuel injection valve drive signal is attached.
そして、本発明に係る吸気通路を構成する吸気通路体は、外壁面に電気端子を備えており、当該電気端子の内のいくつかはクランク角を示す信号を受け入れる電気端子として構成されており、また前記電気端子の内のいくつかは内燃機関の点火装置と電気的に接続される電気端子として構成されており、前記吸気通路体の内部には空気の流れに沿う方向に金属板が配置されており、当該金属板には前記クランク角信号を取り込んで前記電気端子に前記点火装置のための点火信号を出力するマイクロコンピュータが取り付けられている。 And the intake passage body constituting the intake passage according to the present invention is provided with an electrical terminal on the outer wall surface, and some of the electrical terminals are configured as electrical terminals that receive a signal indicating a crank angle, Some of the electrical terminals are configured as electrical terminals that are electrically connected to the ignition device of the internal combustion engine, and a metal plate is disposed in the intake passage body in a direction along the air flow. A microcomputer that takes in the crank angle signal and outputs an ignition signal for the ignition device to the electrical terminal is attached to the metal plate.
好ましくは、前記金属板と前記スロットバルブの回転シャフトとは並行に配置されている。 Preferably, the metal plate and the rotary shaft of the slot valve are arranged in parallel.
また、本発明に係る吸気通路内に装着される制御回路モジュールは、空気流量検出装置と内燃機関の制御装置を駆動するためのドライバー回路を備えたものにおいて、前記ドライバー回路は前記空気流量検出装置の空気取り入れ口より下流側に設けられている。 The control circuit module mounted in the intake passage according to the present invention includes an air flow rate detection device and a driver circuit for driving the control device of the internal combustion engine, and the driver circuit is the air flow rate detection device. It is provided downstream from the air intake.
さらに、本発明に係る吸気通路内に装着される制御回路モジュールは、吸気通路体に固定される樹脂モールドコネクタ部と、吸気通路に配置される金属板上に固定された制御回路基板とを備えたものにおいて、前記金属板は前記吸気通路の径方向若しくは周方向の長さより空気の流れに沿った方向に長く形成されており、前記樹脂モールドコネクタ部は前記金属板の長手方向に沿って細長く形成され、当該樹脂モールドコネクタ部内部には複数の電気端子が整列配置された状態でモールド成形されており、前記金属板と前記樹脂モールドコネクタ部の接合部に前記電気端子と前記制御回路の電気的接続部が集中配置されている。 Furthermore, a control circuit module mounted in the intake passage according to the present invention includes a resin mold connector portion fixed to the intake passage body, and a control circuit board fixed on a metal plate disposed in the intake passage. The metal plate is formed longer in the direction along the air flow than the radial or circumferential length of the intake passage, and the resin mold connector portion is elongated along the longitudinal direction of the metal plate. A plurality of electrical terminals are formed and arranged inside the resin molded connector portion, and the electrical terminals and the control circuit are electrically connected to the joint between the metal plate and the resin molded connector portion. Central connections are centrally arranged.
好ましくは、前記樹脂モールドコネクタ部は異なった方向に向いて開口する少なくとも2つの部分から構成されている。 Preferably, the resin molded connector part is composed of at least two parts that open in different directions.
なお、本発明に係る車両等のエンジンを制御するためのマイクロコンピュータと、その周辺回路である入力インタフェース回路、出力ドライバ回路、電源回路、シリアル通信回路等の回路部品を回路基板上に実装したエンジン電子制御装置は、前記回路基板が、エンジンの各気筒に空気を供給する吸気装置の吸気通路内に、該吸気通路を形成する吸気通路面に対してほぼ垂直方向に挿着したものである。 An engine in which circuit components such as a microcomputer for controlling an engine of a vehicle or the like according to the present invention and its peripheral circuits such as an input interface circuit, an output driver circuit, a power supply circuit, and a serial communication circuit are mounted on a circuit board. In the electronic control device, the circuit board is inserted into the intake passage of the intake device that supplies air to each cylinder of the engine in a direction substantially perpendicular to the intake passage surface forming the intake passage.
また、本発明に係る前記エンジン電子制御装置において、エンジン各種機器からのハーネスを接続するためのコネクタ部を吸気通路外部に突出させ、吸気通路を構成する部材に前記コネクタ部を固定し、さらに前記コネクタ部とは別の端部においても、吸気通路を構成する部材に固定することを特徴としている。 Further, in the engine electronic control device according to the present invention, a connector part for connecting harnesses from various engine equipments protrudes outside the intake passage, the connector part is fixed to a member constituting the intake passage, and An end portion different from the connector portion is also fixed to a member constituting the intake passage.
そして、前記回路基板を金属部材上に密着して固定し、この回路基板を金属製のカバーで覆い、該カバーを前記金属部材に密着させて固定することにより密封する。 The circuit board is tightly fixed on the metal member, the circuit board is covered with a metal cover, and the cover is tightly fixed to the metal member to be sealed.
そして、本発明に係るエンジン電子制御装置は、前記回路基板を樹脂モールドすることにより密封することを特徴とする。 The engine electronic control device according to the present invention is characterized in that the circuit board is sealed by resin molding.
好適には、前記樹脂モールドする樹脂は、樹脂成分中に異方性構造が存在する熱伝導率の高い樹脂に金属あるいは無機セラミックスのフィラを混合した高熱伝導樹脂であることを特徴とする。 Preferably, the resin molding resin is a high thermal conductive resin in which a metal or inorganic ceramic filler is mixed with a high thermal conductivity resin having an anisotropic structure in the resin component.
さらに、前記金属部材に加えて前記金属製カバーにも回路部品を実装した回路基板を密着固定し、前記金属部材上の回路基板と前記金属製カバー上の回路基板とを電気的に接続することを特徴としている。 Furthermore, in addition to the metal member, a circuit board having circuit components mounted on the metal cover is firmly fixed, and the circuit board on the metal member and the circuit board on the metal cover are electrically connected. It is characterized by.
そして、本発明に係るエンジン電子制御装置を吸気通路内に挿入して配置するには、回路基板面積を小さくすることが必須であり、これを実現するために、本発明のエンジン電子制御装置は、入力インタフェース回路、出力ドライバ回路、電源回路、シリアル通信回路の少なくとも一つの回路が、LSIチップを用いて構成されていることを特徴としている。 And in order to insert and arrange the engine electronic control device according to the present invention in the intake passage, it is essential to reduce the circuit board area. To realize this, the engine electronic control device of the present invention At least one of the input interface circuit, the output driver circuit, the power supply circuit, and the serial communication circuit is configured using an LSI chip.
またさらに、本発明に関わる別の形態のエンジン電子制御装置は、車両等のエンジンを制御するためのマイクロコンピュータと、その周辺回路である入力インタフェース回路、出力ドライバ回路、電源回路、シリアル通信回路等の回路部品を回路基板上に実装したエンジン電子制御装置であって、前記回路基板が、エンジンの各気筒に空気を供給する吸気装置の吸気通路内に、該吸気通路を形成する吸気通路面上に密着固定するようにして配置され、エンジン各種機器からのハーネスを接続するためのコネクタ部を前記吸気通路外部に突出させ、前記吸気通路を構成する部材に前記コネクタ部を固定することを特徴としている。 Still further, another form of engine electronic control device according to the present invention is a microcomputer for controlling an engine of a vehicle and the like, and its peripheral circuits are an input interface circuit, an output driver circuit, a power supply circuit, a serial communication circuit, etc. Engine circuit control device mounted on a circuit board, wherein the circuit board forms an intake passage in an intake passage of an intake device that supplies air to each cylinder of the engine A connector portion for connecting a harness from various engine devices is projected outside the intake passage, and the connector portion is fixed to a member constituting the intake passage. Yes.
さらに、以上のようなエンジン電子制御装置を、前記吸気通路内を流れる空気の流量を測定する吸入空気流量測定装置あるいは、前記吸気通路内を流れる空気の流量を電気的に制御する電子制御スロットルモジュールと一体化して、吸気モジュールを構成することを特徴とする。 Further, the engine electronic control device as described above is used as an intake air flow rate measuring device for measuring the flow rate of air flowing in the intake passage or an electronically controlled throttle module for electrically controlling the flow rate of air flowing in the intake passage. And an air intake module.
最後に、本発明は、以上に記載の特徴を有するエンジン電子制御装置をエンジンの吸気装置に搭載することを特徴としている。 Finally, the present invention is characterized in that an engine electronic control device having the above-described features is mounted on an engine intake device.
1…エンジン電子制御装置(エンジンECU)、2…吸気管、3…吸気通路、4…貫通孔、5…固定用レール、6…固定用レール差し込み用の吸気管凹部、10…回路部品、11…回路基板、12…メタルベース、13…メタルカバー、14…金属線、15…ネジ、16…高熱伝導性樹脂、17…フレキシブル基板、18…ゲル材、20…コネクタ端子、21…コネクタ、22…固定用フランジ、23…ネジ、30…マイクロコンピュータ、31…CPU、32…RAM、33…ROM、34…通信インタフェース、35…I/O、40…入力回路、41…出力ドライバ、410…出力ドライバLSI、42…シリアル通信回路、43…電源回路、430 …電源LSI、52…クランク角センサ、53…ノックセンサ、54…酸素センサ、55…インジェクタ、56…イグナイタ、57…燃料ポンプ、58…警告ランプ、60…吸入空気流量測定装置、61…発熱抵抗体、62…感温抵抗体、63…支持ターミナル、64…吸入空気流量測定装置のハウジング、65…流路、66…出口開口面、67…吸入空気流量測定装置の計測回路、70…電子制御スロットルモジュール、71…スロットル弁、72…スロットル軸、73…エンジンECUの電子制御スロットルモジュールとの接続用コネクタ端子、74…エンジンECUの電子制御スロットルモジュールとの接続用コネクタ部、75…電子制御スロットルモジュールのエンジンECUとの接続用コネクタ部、76…スロットルボディ、76a…カバー(樹脂)、77…バネ、78…ギア、79…スロットル開度センサ、80…スロットルモータ(直流モータ)、81…電子制御スロットルモジュール制御回路、90…MOSトランジスタ、91…ツェナーダイオード、92…ゲート制御回路、93…負荷断線又はドレインDのグランド短絡診断回路、94…過電流又はドレインDの電源短絡診断回路、95…過熱診断回路、96…診断出力制御回路、97…シリアル通信制御部、98…負荷、100…吸入空気、101…新気導入口、102…エアクリーナーハウジング、103…フィルタ、104…吸気ダクト
DESCRIPTION OF
Claims (5)
前記制御回路モジュールが、エンジンの各気筒に空気を供給する吸気装置の吸気通路内に差し込まれ、エンジン各種機器からのハーネスを接続するためのコネクタ部を前記吸気通路外部に突出させ、前記吸気通路を構成する部材に前記コネクタ部を固定すると共に、
前記制御回路モジュールと、前記吸気通路内を流れる空気の流量を電気的に制御する電子制御スロットル装置とを一体化して構成したものにおいて、
前記制御回路モジュールが前記電子制御スロットル装置のスロットルバルブの上流側に差し込まれ、前記制御回路モジュールのコネクタ部が前記電子制御スロットル装置のカバー側に当該カバーと隣接して固定され、
前記制御回路モジュールのコネクタ部の端子と前記電子制御スロットル装置のカバーに形成されコネクタ部のモータの制御端子とが電気的に接続されている吸気制御装置。 A microcomputer for controlling an engine such as a vehicle, and a control circuit module in which circuit components such as an input interface circuit, an output driver circuit, and a power supply circuit as peripheral circuits are mounted on a control circuit board,
The control circuit module is inserted into an intake passage of an intake device that supplies air to each cylinder of the engine, and a connector portion for connecting a harness from various engine devices protrudes outside the intake passage, and the intake passage And fixing the connector part to the member constituting
In the configuration in which the control circuit module and the electronic control throttle device that electrically controls the flow rate of the air flowing in the intake passage are integrated ,
The control circuit module is inserted upstream of the throttle valve of the electronic control throttle device, and the connector portion of the control circuit module is fixed adjacent to the cover on the cover side of the electronic control throttle device,
An intake control device in which a terminal of the connector portion of the control circuit module and a control terminal of a motor of the connector portion formed on a cover of the electronic control throttle device are electrically connected .
前記制御回路モジュールは、樹脂成分中に異方性構造が存在する熱伝導率の高い樹脂に金属あるいは無機セラミックスのフィラを混合した高熱伝導樹脂によってモールドしたものである吸気制御装置。 In claim 1,
The control circuit module is an intake control device that is molded by a high thermal conductive resin in which a metal or inorganic ceramic filler is mixed with a resin having a high thermal conductivity in which an anisotropic structure is present in a resin component.
前記制御回路モジュールと、前記吸気通路内を流れる空気の流量を測定する吸入空気流量測定装置とを一体化して構成した吸気制御装置。 In claim 1,
An intake air control apparatus in which the control circuit module and an intake air flow rate measuring device for measuring a flow rate of air flowing through the intake passage are integrated.
前記制御回路基板上に通信回路が設けられている吸気制御装置。 In claim 1,
An intake control device in which a communication circuit is provided on the control circuit board.
前記制御回路モジュールは前記吸気通路の空気の流れに沿って配置される金属板の家に装着されており、The control circuit module is mounted on a metal plate house arranged along the air flow in the intake passage,
前記金属板と前記スロットバルブの回転シャフト(スロットル軸72)とは並行に配置されている吸気制御装置。The intake control device, wherein the metal plate and the rotation shaft (throttle shaft 72) of the slot valve are arranged in parallel.
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