JP5063572B2 - In-vehicle electronic control unit - Google Patents

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Description

この発明は、マイクロプロセッサと入出力回路とを搭載した車載電子制御装置に関するもので、特に車載電子制御装置の多層電子基板において、負荷駆動電流の変動に伴うマイクロプロセッサの誤動作を抑制するためのグランド回路を改良した車載電子制御装置に関するものである。   The present invention relates to an in-vehicle electronic control device equipped with a microprocessor and an input / output circuit, and particularly in a multilayer electronic board of the in-vehicle electronic control device. The present invention relates to an on-vehicle electronic control device having an improved circuit.

車載電子制御装置に対してワイヤハーネスを介して接続される各種入力センサ群や各種電気負荷群は車両上の各所に分散設置されていて、コストダウンを図るためにワイヤハーネスの線径は細く、全体は硬く結束されているので、電圧降下が発生したり誘導ノイズを受けやすい環境にある。
車載電子制御装置と各種入力センサ群と各種電気負荷群の各部の負端子電位は、理想的には車載バッテリの負端子が接続されている部分の基準車体電位と一致していることであるが、実態としては様々な電位変動がある。
一方、車載電子基板におけるグランド回路は車載バッテリの負端子に接続され、マイクロプロセッサを駆動するための安定化電源回路は非絶縁形式の安価な回路構成となっているため、大電流負荷駆動回路系や弱電制御系のグランド回路は相互に直結されたものとなっている。
Various input sensor groups and various electric load groups connected to the in-vehicle electronic control device via the wire harness are dispersedly installed in various places on the vehicle, and the wire diameter of the wire harness is thin for cost reduction. Since the whole is tightly bound, it is in an environment where a voltage drop occurs and it is susceptible to inductive noise.
Although the negative terminal potential of each part of the in-vehicle electronic control device, various input sensor groups, and various electric load groups is ideally the same as the reference vehicle body potential of the part where the negative terminal of the in-vehicle battery is connected. In reality, there are various potential fluctuations.
On the other hand, the ground circuit in the in-vehicle electronic board is connected to the negative terminal of the in-vehicle battery, and the stabilized power supply circuit for driving the microprocessor has a non-insulated and inexpensive circuit configuration. In addition, the ground circuit of the weak electric control system is directly connected to each other.

電子基板内のグランド回路の構成方法には様々な考え方に基づくものがある。例えば、下記の特許文献1によれば、プリント基板56には第1・第2のグランドパターン57、58が設けられ、第1のグランドパターン57は金属ケース60と車体62を介して車載バッテリ72の負端子に接続されている。第2のグランドパターン58は小電流グランドライン52と直結されて車載バッテリ72の負端子に接続されている。
また、大電流出力制御用トランジスタ53に接続される大電流グランドライン55を備え、この大電流グランドライン55は小電流グランドライン52とは独立した配線によって車載バッテリ72の負端子に接続されている。
There are various methods for configuring a ground circuit in an electronic substrate based on various ideas. For example, according to Patent Document 1 below, the printed circuit board 56 is provided with first and second ground patterns 57 and 58, and the first ground pattern 57 is connected to the vehicle-mounted battery 72 via the metal case 60 and the vehicle body 62. Is connected to the negative terminal. The second ground pattern 58 is directly connected to the small current ground line 52 and is connected to the negative terminal of the in-vehicle battery 72.
Further, a large current ground line 55 connected to the large current output control transistor 53 is provided, and the large current ground line 55 is connected to the negative terminal of the in-vehicle battery 72 by a wiring independent of the small current ground line 52. .

更に、信号入力ライン47〜49や小電流用出力ライン51はEMIコンデンサ67、68、69、70によって第2のグランドパターン58に接続され、電源ライン43と大電流グランドライン55と大電流用出力ライン54はEMIコンデンサ64、65、66によって第1のグランドパターン57に接続され、第1・第2のグランドパターン57、58間にもEMIコンデンサ63が接続されている。
このような構成によって、外部からの高周波ノイズに対する耐電波障害対策を損なうことなく、ソレノイドの駆動などに起因する信号入出力系のグランド電位の変動防止を図るようになっている。
Further, the signal input lines 47 to 49 and the small current output line 51 are connected to the second ground pattern 58 by EMI capacitors 67, 68, 69 and 70, and the power line 43, the large current ground line 55 and the large current output. The line 54 is connected to the first ground pattern 57 by EMI capacitors 64, 65 and 66, and the EMI capacitor 63 is also connected between the first and second ground patterns 57 and 58.
With such a configuration, it is possible to prevent fluctuations in the ground potential of the signal input / output system due to driving of the solenoid or the like without impairing countermeasures against radio wave interference against high frequency noise from the outside.

特開平09−312488号公報(図2、要約)Japanese Patent Application Laid-Open No. 09-312488 (FIG. 2, summary)

特許文献1による接地構造は、電子基板内では相互に直結されない2種類のグランドパターンを備えていると共に、車載バッテリの負端子に対する接続としては、車体接続部の他に大電流用グランドラインと小電流用グランドラインを接続するための2本のワイヤハーネスを備えている。従って、電子基板内において大電流用グランドラインと小電流用グランドラインとの間で電位変動が発生しやすく、余分な外部配線を必要とする欠点がある。
特に、車載バッテリに対する電源線やグランド線はコネクタの接触信頼性を高めるために複数の接続ピンが並列使用されているので、分離したグランドラインを設けることはコネクタの大型化にもつながる問題点がある。
The ground structure according to Patent Document 1 includes two types of ground patterns that are not directly connected to each other in the electronic board, and as a connection to the negative terminal of the in-vehicle battery, in addition to the vehicle body connection portion, a large current ground line and a small ground pattern are provided. Two wire harnesses for connecting a current ground line are provided. Accordingly, there is a drawback that potential fluctuation is likely to occur between the large current ground line and the small current ground line in the electronic substrate, and an extra external wiring is required.
In particular, the power supply line and ground line for the in-vehicle battery use a plurality of connection pins in parallel in order to increase the contact reliability of the connector. Therefore, providing a separate ground line has the problem of increasing the size of the connector. is there.

この発明の第一の目的は、車載電子基板のグランド端子と車載バッテリの負端子間を接続する電源用の外部配線を少なくすると共に、電子基板内に大電流が流れても弱電制御系に対する基板内のグランド電位の変動を抑制することができる車載電子制御装置を提供することである。
この発明の第二の目的は、多数の外部接続端子群に接続される入出力配線の交錯を回避することができる車載電子制御装置を提供することである。
この発明の第三の目的は、高周波誘導ノイズに対する制御誤動作を抑制すると共に、車載電子制御装置と各種センサ群と各種車載電気負荷群の負端子電位の変動が発生しても安定した制御動作が行えるようにした車載電子制御装置を提供することである。
The first object of the present invention is to reduce the number of external wirings for power supply connecting between the ground terminal of the in-vehicle electronic board and the negative terminal of the in-vehicle battery, and the board for the weak electric control system even if a large current flows in the electronic board It is providing the vehicle-mounted electronic control apparatus which can suppress the fluctuation | variation of an internal ground potential.
A second object of the present invention is to provide an in-vehicle electronic control device capable of avoiding crossing of input / output wirings connected to a large number of external connection terminal groups.
The third object of the present invention is to suppress control malfunctions due to high frequency induction noise, and to perform stable control operations even when fluctuations in the negative terminal potential of the in-vehicle electronic control device, various sensor groups, and various in-vehicle electric load groups occur. It is to provide an in-vehicle electronic control device that can be used.

この発明による車載電子制御装置は、車載バッテリから給電されて所定の安定化電圧を発生する定電圧電源回路素子と、スイッチセンサ及びアナログセンサを含む車載センサ群の動作状態に応動して各種車載電気負荷群を駆動制御するための開閉素子である大電流負荷駆動用の出力素子モジュールと、マイクロプロセッサを包含し安定化電圧によって駆動される制御回路素子と、入出力インタフェース回路とが搭載され、各種車載電気負荷群と車載センサ群に接続された外部接続用コネクタが脱着接続される多層電子基板を有する車載電子制御装置であって、
多層電子基板は少なくとも3枚の絶縁基材層と4層の配線パターン面を備えていて矩形形状をなし、少なくとも一方が部品実装面となる表面信号層及び裏面信号層と、中間層となるグランド層及び電源層を構成し、多層電子基板の第一の特定中間層に位置するグランド層に設けられた面状のグランドパターンは仕切用スリットによってパワーグランド領域とシグナルグランド領域に分割隔離されると共に、仕切用スリットのない特定接続領域においてパワーグランド領域とシグナルグランド領域が相互に接続されていて、
パワーグランド領域は外部接続用コネクタが搭載される多層電子基板の外周一辺と、当該外周一辺と直交する隣接辺に設けられ、パワーグランド領域は外部接続用コネクタを介して車載バッテリの負端子に接続されると共に、当該パワーグランド領域には出力素子モジュールと定電圧電源回路素子の入力回路部が搭載され、シグナルグランド領域には制御回路素子とアナログセンサに対する入力インタフェース回路を含む入出力インタフェース
回路が搭載され、
多層電子基板の第二の特定中間層に位置する電源層に設けられた面状の電源パターンは、分割用スリットによって入力電源パターンと出力電源パターンの領域に分割され、入力電源パターンは車載バッテリの正端子に接続され、出力電源パターンは定電圧電源回路素子の正端子出力回路に接続され、当該出力電源パターンの領域は異種の出力電圧に対応して複数の出力電源パターンに分割されており、出力素子モジュールはモニタ回路を備え、当該モニタ回路は出力素子モジュールを構成する出力トランジスタの断線又は短絡又は過熱異常の有無を検出記憶するラッチ回路を備え、
パワーグランド領域に搭載された出力素子モジュールの近傍位置にはバイパスコンデンサが配置され、当該バイパスコンデンサは出力素子モジュールの負端子と制御回路素子又は入出力インタフェース回路の負端子との間に接続され、車載センサ群の中のアナログセンサの少なくとも一部に対しては、シグナルグランド領域とアナログセンサの負端子間が信号用グランド配線で接続されており、パワーグランド領域とシグナルグランド領域との特定接続領域には定電圧電源回路素子の出力回路部が位置していて、特定接続領域における接続幅は仕切用スリットの長さよりも短いものである。
The in-vehicle electronic control device according to the present invention is a variety of in-vehicle electric devices in response to the operating state of a constant-voltage power supply circuit element that is supplied with power from an in-vehicle battery and generates a predetermined stabilization voltage, and a switch sensor and an analog sensor. An output element module for driving a large current load, which is an open / close element for driving and controlling a load group, a control circuit element including a microprocessor and driven by a stabilizing voltage, and an input / output interface circuit are mounted. An in-vehicle electronic control device having a multilayer electronic substrate to which a connector for external connection connected to an in-vehicle electrical load group and an in-vehicle sensor group is attached and detached ,
The multilayer electronic board has at least three insulating base layers and four wiring pattern surfaces and has a rectangular shape, at least one of which is a surface signal layer and back signal layer serving as a component mounting surface, and a ground serving as an intermediate layer The planar ground pattern provided on the ground layer that constitutes the layer and the power supply layer and is located in the first specific intermediate layer of the multilayer electronic substrate is divided and separated into the power ground region and the signal ground region by the partitioning slit. In addition, the power ground area and the signal ground area are connected to each other in a specific connection area without a partition slit ,
The power ground area is provided on the outer peripheral side of the multilayer electronic board on which the connector for external connection is mounted and the adjacent side orthogonal to the outer peripheral side, and the power ground area is connected to the negative terminal of the vehicle battery via the external connection connector. At the same time, the power ground area is equipped with the input circuit section of the output element module and the constant voltage power supply circuit element, and the signal ground area is equipped with an input / output interface circuit including an input interface circuit for the control circuit element and the analog sensor. And
The planar power supply pattern provided in the power supply layer located in the second specific intermediate layer of the multilayer electronic board is divided into input power supply pattern and output power supply pattern areas by the dividing slits. Connected to the positive terminal, the output power supply pattern is connected to the positive terminal output circuit of the constant voltage power supply circuit element, the region of the output power supply pattern is divided into a plurality of output power supply patterns corresponding to different output voltages, The output element module includes a monitor circuit, and the monitor circuit includes a latch circuit that detects and stores the presence or absence of disconnection or short circuit of the output transistor that constitutes the output element module, or an overheat abnormality.
A bypass capacitor is disposed in the vicinity of the output element module mounted in the power ground area, and the bypass capacitor is connected between the negative terminal of the output element module and the negative terminal of the control circuit element or the input / output interface circuit. The signal ground area and the negative terminal of the analog sensor are connected by signal ground wiring to at least a part of the analog sensors in the in-vehicle sensor group, and the specific connection area between the power ground area and the signal ground area Is located at the output circuit portion of the constant voltage power supply circuit element, and the connection width in the specific connection region is shorter than the length of the partitioning slit.

この発明による車載電子制御装置は、多層電子基板の第一の特定層に位置する面状のグランドパターンはパワーグランド領域とシグナルグランド領域に分離され、定電圧電源回路素子の出力部に位置する特定接続領域において相互に接続されていると共に、アナログセンサの一部については信号用グランド線が接続されている。
従って、高精度が求められるアナログセンサの一部については、信号用グランド配線によって相互の負端子電位レベルが同一になるように構成され、負荷電流の断続に伴う電位変動の影響が除去されていると共に、パワーグランド領域に搭載された負荷駆動用開閉素子である出力素子モジュールの開閉動作による負荷電流の変動に対し、シグナルグランド領域のグランド電位が変動し難く、シグナルグランド領域に搭載されたマイクロプロセッサとパワーグランド領域に設けられた出力素子モジュール間の監視・制御信号の授受に関する誤動作が抑制される効果がある。
In the vehicle-mounted electronic control device according to the present invention, the planar ground pattern located on the first specific layer of the multilayer electronic substrate is separated into a power ground region and a signal ground region, and is specified at the output portion of the constant voltage power circuit element. While being connected to each other in the connection region, a signal ground line is connected to a part of the analog sensor.
Therefore, some of the analog sensors that require high accuracy are configured so that their negative terminal potential levels are the same by the signal ground wiring, thereby eliminating the influence of potential fluctuations due to intermittent load currents. In addition, the ground potential in the signal ground area is unlikely to fluctuate in response to fluctuations in the load current due to the switching operation of the output element module, which is a load drive switching element mounted in the power ground area, and the microprocessor mounted in the signal ground area In addition, there is an effect of suppressing malfunctions related to transmission / reception of monitoring / control signals between the output element modules provided in the power ground region.

実施の形態1.
以下、この発明の実施の形態1における車載電子制御装置を図1〜図6に基づいて説明する。図1はこの発明の車載電子制御装置の全体回路図、図2は図1に示す入出力インタフェース回路の部分詳細図、図3は車載電子制御装置の筐体組立構造図、図4は車載電子制御装置の多層電子基板のグランド層を透視した基板表面図、図5は多層電子基板の配線パターン面の構成図、図6は多層電子基板の基板断面図である。
Embodiment 1 FIG.
Hereinafter, an in-vehicle electronic control device according to Embodiment 1 of the present invention will be described with reference to FIGS. 1 is an overall circuit diagram of an in-vehicle electronic control device according to the present invention, FIG. 2 is a partial detailed view of an input / output interface circuit shown in FIG. 1, FIG. 3 is a housing assembly structure diagram of the in-vehicle electronic control device, and FIG. FIG. 5 is a configuration diagram of a wiring pattern surface of the multilayer electronic substrate, and FIG. 6 is a sectional view of the multilayer electronic substrate.

まず、この発明の多層電子基板を用いた車載電子制御装置の全体回路図である図1について説明する。
図1において、車載電子制御装置100は例えばエンジン制御装置であり、車載バッテリ101は電源リレーの出力接点102aを介して車載電子制御装置100に給電し、電源リレーの励磁コイル102bは電源スイッチ103が閉路されたことによって付勢され、電源スイッチ103が開路されたことによって遅延開路するよう車載電子制御装置100によって制御されている。
車載センサ群の一つであるアナログセンサ104は、例えばアクセルペダルの踏込み度合いを検出するアクセルポジションセンサ、スロットル弁開度を検出するスロットルポジションセンサ、エンジンの吸気量を測定するエアフローセンサ、排気ガスセンサ、冷却水温センサなどのエンジンの環境と動作状態を検出するアナログセンサとなっている。車載センサ群の他の一つであるスイッチセンサ105はエンジン回転センサ、クランク角センサ、車速センサ、変速機のシフトレバー位置の検出センサなど、運転手の操作指令や各部の動作状態を検出する開閉動作のセンサとなっている。
First, FIG. 1, which is an overall circuit diagram of an in-vehicle electronic control device using the multilayer electronic substrate of the present invention, will be described.
In FIG. 1, an in-vehicle electronic control device 100 is an engine control device, for example, an in-vehicle battery 101 supplies power to the in-vehicle electronic control device 100 via an output contact 102a of a power relay, and an excitation coil 102b of the power relay is controlled by a power switch 103. The vehicle-mounted electronic control device 100 is energized by being closed and controlled to be delayed by the power switch 103 being opened.
The analog sensor 104, which is one of the in-vehicle sensors, includes, for example, an accelerator position sensor that detects the degree of depression of the accelerator pedal, a throttle position sensor that detects the throttle valve opening, an airflow sensor that measures the intake air amount of the engine, an exhaust gas sensor, It is an analog sensor that detects the engine environment and operating state, such as a coolant temperature sensor. The switch sensor 105, which is another member of the in-vehicle sensor group, is an open / close that detects the driver's operation command and the operating state of each part, such as an engine rotation sensor, a crank angle sensor, a vehicle speed sensor, and a shift lever position detection sensor of the transmission. It is an operation sensor.

車載電気負荷群の一つである小電流電気負荷106は、たとえば前述した電源リレーの励磁コイル102bであったり、またはパワートランジスタが外付けされた点火コイルなどである。車載電気負荷群の他の一つである大電流電気負荷107は、たとえばスロットル弁開度制御用モータ、或いは燃料噴射用電磁弁などであって、これ等の大電流電気負荷は車載電子制御装置100内に設けられたパワートランジスタである出力素子モジュール32b、32cを介して給電駆動されるようになっている。
信号用グランド配線108aはアナログセンサ104の一部の負端子と車載電子制御装置100内のシグナルグランド間を接続するものであり、各アナログセンサの設置場所に応じて複数本の信号用グランド配線108aが用いられている。なお、一部のアナログセンサ104に対しては信号用電源線108bによって車載電子制御装置100から安定化制御電圧が給電されている。
車体接地部位109aは車載バッテリ101の負端子が接続された基準となる接地点であり、車載電子制御装置100は当該車体接地部位109aに対してグランド配線109bによって配線接続されていると共に、後述のとおり車載電子制御装置100内の電子基板ではパワーグランド領域421とシグナルグランド領域423のグランドパターンがあり、各グランド領域は電子基板上で結合されて一体となり、複数個の接続端子を介して外部配線され、車体接地部位109aに接続されるようになっている。
The small current electric load 106 which is one of the in-vehicle electric load groups is, for example, the excitation coil 102b of the power relay described above, or an ignition coil to which a power transistor is externally attached. The large current electric load 107, which is another member of the in-vehicle electric load group, is, for example, a throttle valve opening control motor or a fuel injection electromagnetic valve, and the large current electric load is an in-vehicle electronic control device. The power supply is driven through output element modules 32b and 32c, which are power transistors provided in 100.
The signal ground wiring 108a connects a part of the negative terminals of the analog sensor 104 and the signal ground in the in-vehicle electronic control device 100, and a plurality of signal ground wirings 108a are provided depending on the installation location of each analog sensor. Is used. A part of the analog sensors 104 is supplied with a stabilization control voltage from the in-vehicle electronic control device 100 through the signal power supply line 108b.
The vehicle body grounding part 109a is a reference grounding point to which the negative terminal of the vehicle-mounted battery 101 is connected. The vehicle-mounted electronic control device 100 is connected to the vehicle body grounding part 109a by a ground wiring 109b, which will be described later. As described above, the electronic substrate in the in-vehicle electronic control device 100 has a ground pattern of a power ground region 421 and a signal ground region 423, and each ground region is combined on the electronic substrate and integrated with each other via a plurality of connection terminals. And connected to the vehicle body grounding part 109a.

車載電子制御装置100の内部構成として、定電圧電源装置110は複数のパワートランジスタである定電圧電源回路素子31a(図4参照)と、図示しない定電圧制御回路部を包含し、電源リレーの出力接点102aを介して給電される主電源電圧Vbと、車載バッテリ101から直接給電される副電源電圧Vbbによって第一から第五の出力電圧を発生するものとなっている。
第一の出力電圧Vccは主電源電圧Vbから降圧されて、例えばDC5Vの安定化電圧を発生し、後述の各インタフェース回路116、125、126に給電する主となる出力電源となっている。
第二の出力電圧Vadは主電源電圧Vbから降圧されて、例えばDC5Vの高精度安定化電圧を発生し、後述のアナログ系インタフェース回路114、AD変換器124に給電する小容量電源となっている。
第三の出力電圧Vcpは主電源電圧Vbから降圧されて、例えばDC3.3Vの安定化電圧を発生し、後述のマイクロプロセッサ121と各種メモリ122、123a、123bに給電する演算処理系の電源となっている。
As an internal configuration of the in-vehicle electronic control device 100, the constant voltage power supply device 110 includes a constant voltage power supply circuit element 31a (see FIG. 4) that is a plurality of power transistors and a constant voltage control circuit unit (not shown), and outputs the power relay. The first to fifth output voltages are generated by the main power supply voltage Vb fed through the contact 102a and the sub power supply voltage Vbb fed directly from the in-vehicle battery 101.
The first output voltage Vcc is stepped down from the main power supply voltage Vb, generates a stabilized voltage of, for example, DC5V, and serves as a main output power supply that supplies power to each of the interface circuits 116, 125, and 126 described later.
The second output voltage Vad is stepped down from the main power supply voltage Vb to generate a high-accuracy stabilized voltage of, for example, DC 5 V, and serves as a small-capacity power supply that supplies power to an analog interface circuit 114 and an AD converter 124 described later. .
The third output voltage Vcp is stepped down from the main power supply voltage Vb to generate a stabilized voltage of, for example, DC 3.3V, and a power supply for an arithmetic processing system that supplies power to a microprocessor 121 and various memories 122, 123a, 123b described later. It has become.

第四の出力電圧Vupは副電源電圧Vbbから降圧されて、例えばDC2.8Vの安定化電圧を発生し、RAMメモリの一部領域であるバックアップメモリ123bに給電する小容量電源となっている。
第五の出力電圧Vscpは副電源電圧Vbbから降圧されて、例えばDC5Vの安定化電電圧を発生し、ソークタイマとなる補助マイクロプロセッサ131に給電する小容量電源となっている。
なお、ソークタイマは電源スイッチ103が開路されている状態において、定期的にごく短時間だけマイクロプロセッサ121を起動して、車両の状態を監視記憶するためのものである。
バッファアンプによって構成された短絡保護回路111は第二の出力電圧Vadをアナログセンサ104に供給する経路に設けられ、信号用電源配線108bに短絡異常が発生しても定電圧電源装置110が焼損しないための保護回路となっている。
ダイオード112は電源スイッチ103が開路されているときに、第四の出力電圧Vupによってバックアップメモリ123bの記憶動作を保持しておくための給電回路に設けられており、ダイオード113は電源スイッチ103が閉路されているときに、第三の出力電圧Vcpによってバックアップメモリ123bの記憶動作を保持しておくための給電回路に設けられている。
The fourth output voltage Vup is stepped down from the sub power supply voltage Vbb to generate a stabilized voltage of, for example, DC 2.8V, and serves as a small capacity power supply that supplies power to the backup memory 123b, which is a partial area of the RAM memory.
The fifth output voltage Vscp is stepped down from the sub power supply voltage Vbb to generate a stabilized power voltage of, for example, DC 5 V, and serves as a small capacity power source for supplying power to the auxiliary microprocessor 131 serving as a soak timer.
The soak timer is for periodically starting the microprocessor 121 for a very short time and monitoring and storing the state of the vehicle when the power switch 103 is open.
The short circuit protection circuit 111 configured by a buffer amplifier is provided in a path for supplying the second output voltage Vad to the analog sensor 104, and the constant voltage power supply device 110 is not burned even if a short circuit abnormality occurs in the signal power supply wiring 108b. This is a protection circuit.
The diode 112 is provided in a power supply circuit for holding the storage operation of the backup memory 123b by the fourth output voltage Vup when the power switch 103 is open. The diode 113 is closed when the power switch 103 is closed. Is provided in the power supply circuit for holding the storage operation of the backup memory 123b by the third output voltage Vcp.

アナログ系インタフェース回路114、入力インタフェース回路115、出力インタフェース回路116によって構成された入出力インタフェース回路34と出力素子モジュール117の個々の内容は図2によって後述するとおりであるが、出力素子モジュール117は第一、第二の出力素子モジュール32b、32cを包含し、各出力素子モジュール117は後述する図2に示すように、出力インタフェース116又は第一次出力インタフェース回路126からの駆動指令によって導通制御されるパワートランジスタと、当該パワートランジスタの動作状態を監視してマイクロプロセッサ121にシリアル送信するモニタ回路を備えている。
制御回路素子120は集積回路素子127と後述のマイクロプロセッサ121とシリアル接続された補助マイクロプロセッサ131と不揮発データメモリ132によって構成されている。
集積回路素子127は例えば32ビットのマイクロプロセッサ121と、当該マイクロプロセッサ121と協働する例えば不揮発フラッシュメモリであるプログラムメモリ122と、演算処理用のRAMメモリ123aと、当該RAMメモリの一部領域であって電源スイッチ103が開路されているときにも持続給電されるバックアップメモリ123bを備えている。
The contents of the input / output interface circuit 34 and the output element module 117 constituted by the analog interface circuit 114, the input interface circuit 115, and the output interface circuit 116 are as described later with reference to FIG. The first and second output element modules 32b and 32c are included, and each output element module 117 is conduction-controlled by a drive command from the output interface 116 or the primary output interface circuit 126 as shown in FIG. A power transistor and a monitor circuit that monitors the operating state of the power transistor and serially transmits it to the microprocessor 121 are provided.
The control circuit element 120 includes an integrated circuit element 127, an auxiliary microprocessor 131 serially connected to a microprocessor 121 described later, and a nonvolatile data memory 132.
The integrated circuit element 127 includes, for example, a 32-bit microprocessor 121, a program memory 122 that is, for example, a nonvolatile flash memory that cooperates with the microprocessor 121, a RAM memory 123a for arithmetic processing, and a partial area of the RAM memory. A backup memory 123b that is continuously supplied with power even when the power switch 103 is open is provided.

また、集積回路素子127内に設けられた多チャンネルAD変換器124は、アナログ系インタフェース回路114から入力されたアナログ信号をデジタル変換してマイクロプロセッサ121に供給するものである。
更に、集積回路素子127内に設けられた第二次入力インタフェース回路125はインタフェース回路115から入力された開閉論理信号の電圧レベルをDC5V系からDC3.3V系に変換してマイクロプロセッサ121に供給するためのものである。
同様に、集積回路素子127内に設けられた第一次出力インタフェース回路126はマイクロプロセッサ121から出力されるDC3.3V系の論理信号をDC5V系に変換して出力インタフェース回路116に供給するためのものであり、これ等の入出力インタフェース回路125、126と多チャンネルAD変換器124と各種メモリ122、123a、123bとマイクロプロセッサ121はデータバス128によって相互に接続されている。
The multi-channel AD converter 124 provided in the integrated circuit element 127 converts the analog signal input from the analog interface circuit 114 into a digital signal and supplies it to the microprocessor 121.
Further, the secondary input interface circuit 125 provided in the integrated circuit element 127 converts the voltage level of the open / close logic signal input from the interface circuit 115 from the DC5V system to the DC3.3V system and supplies it to the microprocessor 121. Is for.
Similarly, a primary output interface circuit 126 provided in the integrated circuit element 127 converts a DC 3.3V logic signal output from the microprocessor 121 into a DC 5V system and supplies it to the output interface circuit 116. These input / output interface circuits 125 and 126, the multi-channel AD converter 124, various memories 122, 123 a and 123 b, and the microprocessor 121 are connected to each other by a data bus 128.

次に、図1に示す入出力インタフェース回路の部分詳細図である図2について説明する。
図2において、アナログセンサ104の一例であるポテンショメータ104aは信号用電源配線108bと信号用グランド配線108aと可変電圧の信号端子配線108cによって車載電子制御装置100に接続され、アナログ系入力インタフェース回路114に入力されたアナログ信号電圧は直列抵抗141と平滑コンデンサ142によって構成されたノイズフィルタ143を介して多チャンネルAD変換器124に供給されると共に、電源回路とグランド回路に接続された正負のクリップダイオード144、145によって過大ノイズ電圧が制限されている。
アナログ系入力インタフェース回路114はノイズフィルタ143と正負のクリップダイオード144、145によって構成されている。
Next, FIG. 2 which is a partial detailed view of the input / output interface circuit shown in FIG. 1 will be described.
In FIG. 2, a potentiometer 104 a which is an example of the analog sensor 104 is connected to the on-vehicle electronic control device 100 by a signal power supply wiring 108 b, a signal ground wiring 108 a, and a variable voltage signal terminal wiring 108 c, and is connected to the analog input interface circuit 114. The input analog signal voltage is supplied to the multi-channel AD converter 124 via a noise filter 143 constituted by a series resistor 141 and a smoothing capacitor 142, and a positive / negative clip diode 144 connected to a power supply circuit and a ground circuit. 145 limits the excessive noise voltage.
The analog system input interface circuit 114 includes a noise filter 143 and positive and negative clip diodes 144 and 145.

スイッチセンサ105の一例である開閉素子105aの一端は近傍の車体に接地され、他端は入力インタフェース回路115に接続されてプルアップ抵抗151を介して主電源電圧Vbが印加されている。
ノイズフィルタ152は直列抵抗153と平滑コンデンサ154によって構成され、開閉素子105aによる開閉信号をヒステリシス回路155に供給する。ヒステリシス回路155はノイズフィルタ152の出力電圧と比較基準電圧157とを比較して、当該比較出力を第二次入力インタフェース回路125に供給する比較回路156を備え、当該比較回路156の出力端子は正帰還抵抗158を介して正の入力端子に接続されている。
従って、ノイズフィルタ152の出力電圧が上昇する過程において、当該出力電圧が比較基準電圧157を超過すると比較回路156の出力論理は「H」となり、当該出力論理が一旦「H」になると、正帰還抵抗158によって正入力電圧が加算されるので、ノイズフィルタ152の出力電圧が減少する過程では比較基準電圧157よりも低い出力電圧に低下するまで比較回路156の出力論理は「H」を持続するようになっている。
One end of an opening / closing element 105a, which is an example of the switch sensor 105, is grounded to a nearby vehicle body, and the other end is connected to an input interface circuit 115 to which a main power supply voltage Vb is applied via a pull-up resistor 151.
The noise filter 152 includes a series resistor 153 and a smoothing capacitor 154, and supplies an opening / closing signal from the opening / closing element 105a to the hysteresis circuit 155. The hysteresis circuit 155 includes a comparison circuit 156 that compares the output voltage of the noise filter 152 and the comparison reference voltage 157 and supplies the comparison output to the secondary input interface circuit 125, and the output terminal of the comparison circuit 156 is positive. It is connected to the positive input terminal via the feedback resistor 158.
Therefore, in the process of increasing the output voltage of the noise filter 152, when the output voltage exceeds the comparison reference voltage 157, the output logic of the comparison circuit 156 becomes “H”, and once the output logic becomes “H”, positive feedback Since the positive input voltage is added by the resistor 158, the output logic of the comparison circuit 156 continues to be “H” until the output voltage of the noise filter 152 decreases to an output voltage lower than the comparison reference voltage 157. It has become.

その結果、例えば比較回路156の出力論理が「L」→「H」に上昇反転する入力電圧はDC3.5V、逆に「H」→「L」に下降反転する入力電圧はDC1.5Vとなるように定数設定を行っておけば、DC2Vのヒステリシス帯域を持つことになり、例えば開閉素子105aが閉路している状態で、その車体接地電位と入力インタフェース回路115のグランド電位が変動しても変動幅が2V未満であれば比較回路156の出力論理が交互に往復変化することはない。
なお、開閉素子105aの一端が正の電源線に接続されているようなプラスコモン形式のセンサである場合には、プルアップ抵抗151に代わってプルダウン抵抗が使用され、これ等のプルアップ抵抗又はプルダウン抵抗は開閉素子105aが開路しているときの入力信号電位を確定するためのものとなっている。
As a result, for example, the input voltage at which the output logic of the comparison circuit 156 rises and reverses from “L” to “H” is DC 3.5 V, and conversely, the input voltage that falls and reverses from “H” to “L” becomes DC 1.5 V. If the constants are set in this way, a hysteresis band of DC2V is obtained. For example, when the switching element 105a is closed, the vehicle body ground potential and the ground potential of the input interface circuit 115 fluctuate. If the width is less than 2V, the output logic of the comparison circuit 156 does not reciprocate alternately.
In the case of a positive common type sensor in which one end of the switching element 105a is connected to a positive power supply line, a pull-down resistor is used instead of the pull-up resistor 151. The pull-down resistor is for determining the input signal potential when the switching element 105a is open.

小電流の車載電気負荷106の一例として特定電気負荷106aは例えば点火コイルであり、当該特定電気負荷106aは負荷駆動用トランジスタ106bを内蔵し、負荷駆動用トランジスタ106bの入力回路にはヒステリシス回路106cが設けられている。
従って、駆動指令信号が例えば3.5V以上になると負荷駆動用トランジスタ106bが導通し、駆動指令信号が例えば1.5V以下になると負荷駆動用トランジスタ106bが不導通となるよう構成されている。
出力インタフェース回路116は第一の出力電圧Vccから給電される出力トランジスタ161から短絡保護用直列抵抗162を介してヒステリシス回路106cの入力端子に駆動指令信号を供給するようになっている。
プルダウン抵抗163は出力トランジスタ161が開路しているときの指令信号をグランド電位に安定化するためのものであり、駆動抵抗164は第一次出力インタフェース回路126内に設けられた図示しないNPN型トランジスタが導通したときに、PNP型トランジスタである出力トランジスタ161のベース電流を供給するものであり、安定抵抗165は出力トランジスタ161のエミッタ端子とベース端子間に接続されて、出力トランジスタ161の開路暗電流を抑制するものとなっている。
なお、出力トランジスタ161がグランド回路側に設けられたNPN型トランジスタである場合には、プルダウン抵抗163に代わってプルアップ抵抗が使用され、出力トランジスタが開路しているときの出力論理を論理レベル「H」に確定するようになっている。
As an example of the small current on-vehicle electric load 106, the specific electric load 106a is, for example, an ignition coil, the specific electric load 106a includes a load driving transistor 106b, and a hysteresis circuit 106c is provided as an input circuit of the load driving transistor 106b. Is provided.
Accordingly, the load driving transistor 106b is turned on when the drive command signal is, for example, 3.5V or more, and the load drive transistor 106b is turned off when the drive command signal is, for example, 1.5V or less.
The output interface circuit 116 supplies a drive command signal to the input terminal of the hysteresis circuit 106c through the short-circuit protection series resistor 162 from the output transistor 161 fed from the first output voltage Vcc.
The pull-down resistor 163 is for stabilizing the command signal when the output transistor 161 is open to the ground potential, and the drive resistor 164 is an NPN transistor (not shown) provided in the primary output interface circuit 126. Is supplied, the base current of the output transistor 161, which is a PNP transistor, is supplied. The stabilization resistor 165 is connected between the emitter terminal and the base terminal of the output transistor 161, and the open circuit dark current of the output transistor 161 is supplied. It is what suppresses.
When the output transistor 161 is an NPN transistor provided on the ground circuit side, a pull-up resistor is used instead of the pull-down resistor 163, and the output logic when the output transistor is open is set to a logic level “ “H” is fixed.

出力素子モジュール117の第一の出力素子モジュール32bを構成する出力トランジスタ171は車載電気負荷群107の中の大電流電気負荷を駆動するNチャンネルCMOS-FET型トランジスタであり、第一の出力電圧Vccから給電される駆動トランジスタ172はPNP型トランジスタであり、駆動抵抗173は駆動トランジスタ172のコレクタ端子と出力トランジスタ171のゲート端子間に接続されており、安定抵抗174は出力トランジスタ171のゲート端子とソース端子間に接続されており、駆動抵抗175は第一次出力インタフェース回路126内の図示しないNPN型トランジスタと駆動トランジスタ172のベース端子間に接続され、安定抵抗176は駆動トランジスタ172のエミッタ端子とベース端子間に接続されている。
なお、出力トランジスタ171は様々な大電流電気負荷107を駆動するために例えば18個分のトランジスタがモジュール化されていて、各出力トランジスタに対して第一次出力インタフェース回路126から駆動指令が供給されるようになっている。
The output transistor 171 constituting the first output element module 32b of the output element module 117 is an N-channel CMOS-FET type transistor that drives a large current electric load in the in-vehicle electric load group 107, and the first output voltage Vcc. The driving transistor 172 fed from the PNP transistor is a PNP transistor, the driving resistor 173 is connected between the collector terminal of the driving transistor 172 and the gate terminal of the output transistor 171, and the stable resistor 174 is connected to the gate terminal and the source of the output transistor 171. The drive resistor 175 is connected between the NPN transistor (not shown) in the primary output interface circuit 126 and the base terminal of the drive transistor 172, and the stable resistor 176 is connected to the emitter terminal and the base of the drive transistor 172. Between terminals It is connected.
The output transistor 171 is, for example, a module of 18 transistors for driving various high-current electric loads 107, and a drive command is supplied from the primary output interface circuit 126 to each output transistor. It has become so.

モニタ回路177は多数の出力トランジスタ171に関して断線・短絡・過熱異常の有無を検出して、直並列変換器178を介してマイクロプロセッサ121へシリアル送信するようになっている。
プルアップ抵抗179は出力トランジスタ171のドレーン端子を主電源電圧Vbに接続するためのものである。
バイパスコンデンサ35bは第一の出力素子モジュール32bのグランド端子と集積回路素子127のグランド端子間にあって後述する接続パターン412bによって接続されている。
なお、第一の出力素子モジュール32bは例えば図示しない燃料噴射用電磁弁を含む各種電気負荷を駆動し、第二の出力素子モジュール32cはH型ブリッジ回路を構成していて、図示しないスロットル弁開度制御用モータを制御するようになっている。
The monitor circuit 177 detects the presence / absence of disconnection / short circuit / overheating abnormality for a large number of output transistors 171 and serially transmits the detection result to the microprocessor 121 via the serial / parallel converter 178.
The pull-up resistor 179 is for connecting the drain terminal of the output transistor 171 to the main power supply voltage Vb.
The bypass capacitor 35b is between the ground terminal of the first output element module 32b and the ground terminal of the integrated circuit element 127 and is connected by a connection pattern 412b described later.
The first output element module 32b drives various electric loads including, for example, a fuel injection solenoid valve (not shown), and the second output element module 32c forms an H-type bridge circuit. The motor for controlling the degree is controlled.

次に、車載電子制御装置100の多層電子基板の筐体組立構造図である図3について説明する。
図3において、車載電子制御装置100はベース部材10とカバー部材20との間で密閉挟持された多層電子基板30Aによって構成されている。例えばアルミダイキャストで成形された高熱伝導部材であるベース部材10は、四方の取付足11によって車体に取付固定されるものである。また、ベース部材10には輪郭外周部12と、突起台座部分である伝熱媒体部13が設けられ、多層電子基板30Aの裏面層に設けられた面状パターンが熱伝導性接着材又は熱伝導性シート14を介して伝熱媒体部13に接触伝熱するようになっている。
発熱部品である定電圧電源回路素子31aの放熱電極は多層電子基板30Aの表面層に設けられた面状パターンに半田付けされ、この面状パターンと多数のスルーホールメッキで連結された裏面層の面状パターンが上記伝熱媒体部13と対向するようになっている。カバー部材20は環状壁部21と天蓋部22を備え、環状壁部21の一面にはコネクタハウジング23Aが一体成形されている。
Next, FIG. 3 which is a housing assembly structure diagram of the multilayer electronic substrate of the in-vehicle electronic control device 100 will be described.
In FIG. 3, the on-vehicle electronic control device 100 is configured by a multilayer electronic board 30 </ b> A that is hermetically sandwiched between a base member 10 and a cover member 20. For example, the base member 10, which is a high heat conductive member formed by aluminum die casting, is attached and fixed to the vehicle body by four mounting legs 11. The base member 10 is provided with a contour outer peripheral portion 12 and a heat transfer medium portion 13 which is a protrusion pedestal portion, and a planar pattern provided on the back surface layer of the multilayer electronic substrate 30A is a heat conductive adhesive or heat conductive material. Heat transfer to the heat transfer medium section 13 through the conductive sheet 14.
The heat radiation electrode of the constant voltage power circuit element 31a, which is a heat generating component, is soldered to a planar pattern provided on the surface layer of the multilayer electronic substrate 30A, and the back surface layer connected to the planar pattern by a number of through-hole platings. A planar pattern faces the heat transfer medium part 13. The cover member 20 includes an annular wall portion 21 and a canopy portion 22, and a connector housing 23 </ b> A is integrally formed on one surface of the annular wall portion 21.

コネクタハウジング23Aには多数の接続ピン24の一端が圧入されていて、接続ピン24の他端は多層電子基板30Aに対して半田付けされている。
多数の電子部品を実装した多層電子基板30Aに対して、接続ピン24を半田付けして一体化されたカバー部材20の輪郭外周部には、防水シール材25が塗布されてからベース部材10の輪郭外周部12と嵌合され、図示しない固定ねじで固定されるようになっている。
なお、カバー部材20の天蓋部22が開放されてねじ止め固定される形式のものでは、多数の接続ピン24と多層電子基板30A間の接続はワイヤボンディングによって接続することも可能である。
One end of a large number of connection pins 24 is press-fitted into the connector housing 23A, and the other end of the connection pins 24 is soldered to the multilayer electronic board 30A.
After the waterproof sealing material 25 is applied to the outer periphery of the cover member 20 integrated by soldering the connection pins 24 to the multilayer electronic substrate 30A on which a large number of electronic components are mounted, the base member 10 The outer peripheral portion 12 is fitted and fixed with a fixing screw (not shown).
In the type in which the canopy portion 22 of the cover member 20 is opened and fixed by screwing, the connection between the numerous connection pins 24 and the multilayer electronic substrate 30A can be connected by wire bonding.

次に、多層電子基板30Aのグランド層を透視した基板表面図である図4について説明する。
図4において、多層電子基板30Aは矩形形状をなし、その部品取付面である表面層の中央領域には図1で示した制御回路素子120と入出力インタフェース回路34が搭載され、左端領域には第一・第二の出力素子モジュール32b、32cと入力電源端子間に接続される電源用コンデンサ32aと後述のバイパスコンデンサ35b、35cが搭載され、右端領域には入力電源端子間に接続されている電源用コンデンサ31bと、複数のパワートランジスタによって構成された定電圧電源回路素子31aと出力電源端子間に接続された複数の電源用コンデンサ31cが搭載され、下端領域には多数の接続ピン24の一端が圧入されたコネクタハウジング23Aが設けられている。
透視表現したグランド層として、面状のグランドパターンは仕切用スリット422によってパワーグランド領域421とシグナルグランド領域423に仕切られて分離隔離され、仕切用スリット422のない特定接続領域424においてパワーグランド領域421とシグナルグランド領域423が相互に一体接続されている。また特定接続領域424における接続幅は仕切用スリット422の長さよりも短くしている。
パワーグランド領域421は多層電子基板30Aのグランド層における左端領域と下端領領域と右端領域の下半分を占めて、出力素子モジュール117(32b、32c)と定電圧電源回路素子31aの入力回路部が搭載されているのに対し、シグナルグランド領域423は中央領域にあって制御回路素子120と入出力インタフェース回路34が搭載されるようになっている。
パワーグランド領域421とシグナルグランド領域423とが接続される特定接続領域424は定電圧電源回路素子31aの出力回路部が位置している。
Next, FIG. 4 which is a substrate surface view through which the ground layer of the multilayer electronic substrate 30A is seen will be described.
In FIG. 4, the multilayer electronic board 30A has a rectangular shape, and the control circuit element 120 and the input / output interface circuit 34 shown in FIG. 1 are mounted in the central area of the surface layer that is the component mounting surface, and the left end area. A power supply capacitor 32a connected between the first and second output element modules 32b and 32c and the input power supply terminal and bypass capacitors 35b and 35c described later are mounted, and the right end region is connected between the input power supply terminals. A power supply capacitor 31b, a constant voltage power supply circuit element 31a composed of a plurality of power transistors, and a plurality of power supply capacitors 31c connected between output power supply terminals are mounted. Is provided with a connector housing 23A.
As a see-through ground layer, a planar ground pattern is partitioned and separated by a partition slit 422 into a power ground region 421 and a signal ground region 423, and the power ground region 421 in a specific connection region 424 without the partition slit 422. And the signal ground region 423 are integrally connected to each other. Further, the connection width in the specific connection region 424 is shorter than the length of the partition slit 422.
The power ground region 421 occupies the left end region, the lower end region, and the lower half of the right end region in the ground layer of the multilayer electronic substrate 30A, and the input circuit portions of the output element module 117 (32b, 32c) and the constant voltage power circuit element 31a On the other hand, the signal ground region 423 is in the central region, and the control circuit element 120 and the input / output interface circuit 34 are mounted.
In the specific connection region 424 where the power ground region 421 and the signal ground region 423 are connected, the output circuit portion of the constant voltage power circuit element 31a is located.

バイパスコンデンサ35b、35cは接続パターン412b、412cによって第一・第二の出力素子モジュール32b、32cと入出力インタフェース回路34または制御回路素子120のグランド端子との間に接続されている。
また、多数の接続ピン24の他端が半田付けまたはワイヤボンディング接続される外部接続端子群は、パワーグランド領域421に配置されて、近傍位置にシグナルグランド領域423が存在するか、またはパワーグランド領域421とシグナルグランド領域423に跨った位置に配置されていて、当該外部接続端子群の中のグランド端子はパワーグランド領域421のグランドパターンに接続されている。
外部接続用コネクタ54Aはコネクタハウジング23Aに挿入され、多数の外部配線によって車載バッテリ101、車載センサ群104および105、車載電気負荷群106および107に接続されている。
The bypass capacitors 35b and 35c are connected between the first and second output element modules 32b and 32c and the input / output interface circuit 34 or the ground terminal of the control circuit element 120 by connection patterns 412b and 412c.
Further, the external connection terminal group in which the other ends of the numerous connection pins 24 are connected by soldering or wire bonding is disposed in the power ground region 421, and the signal ground region 423 exists in the vicinity, or the power ground region The ground terminals in the external connection terminal group are connected to the ground pattern of the power ground area 421.
The external connection connector 54A is inserted into the connector housing 23A and connected to the in-vehicle battery 101, the in-vehicle sensor groups 104 and 105, and the in-vehicle electrical load groups 106 and 107 through a number of external wires.

次に、多層電子基板30Aの配線パターン面の構成図である図5について説明する。
図5において、多層電子基板30Aを構成する絶縁基材層30a、30b、30cの両面には、表面信号層41、グランド層42、電源層43、裏面信号層44となる配線パターンが設けられている。
部品実装面となる表面信号層41は発熱部品の放熱電極が密着する面状銅箔パターンを含み、その他の線状入力信号パターン又は線状出力パターンのいずれか一方又は両方が混在した表面層となり、裏面信号層44は表面信号層41の面状銅箔パターンとスルホールメッキで接続された裏面層側の面状銅箔パターンを有し、その他の線状出力信号パターン又は線状入力パターンのいずれか一方又は両方が混在した裏面層となっているとともに、前記裏面層側の面状銅箔パターンは伝熱媒体部13に隣接している。
Next, FIG. 5, which is a configuration diagram of the wiring pattern surface of the multilayer electronic substrate 30A, will be described.
In FIG. 5, wiring patterns to be a front surface signal layer 41, a ground layer 42, a power supply layer 43, and a back surface signal layer 44 are provided on both surfaces of the insulating base layers 30a, 30b, and 30c constituting the multilayer electronic substrate 30A. Yes.
The surface signal layer 41 serving as a component mounting surface includes a surface copper foil pattern to which heat radiation electrodes of heat-generating components are in close contact, and is a surface layer in which one or both of other linear input signal patterns and linear output patterns are mixed. The back surface signal layer 44 has a surface copper layer pattern on the back surface layer connected to the surface copper layer pattern of the front surface signal layer 41 by through-hole plating, and any of the other linear output signal patterns or linear input patterns. Either one or both of them are mixed, and the planar copper foil pattern on the back layer side is adjacent to the heat transfer medium portion 13.

第一の特定層となる中間層の一つであるグランド層42は図4で説明した通り面状のグランドパターンを主体とした層となっている。第二の特定層となる中間層の他の一つである電源層43は面状又は線状の電源パターンを主体とした層となっており、分割用スリット432によって主電源電圧Vbが印加される入力電源パターン431と、出力電源パターン433の領域に分割され、出力電源パターン433の領域は更に複数のパターンに分割されて第一〜第五の出力電圧が印加されるようになっている。入力電源パターン431は車載バッテリ101の正端子に接続され、出力電源パターン433は定電圧電源回路素子31aの正端子出力回路に接続される。
各層の配線パターンを相互に接続するためにはスルーホールメッキが用いられ、接続を必要としない層では独立した円形の銅箔ランドが設けられている。例えば、第一の出力素子モジュール32bの左下端子は表面信号層41と電源層43の入力電源パターン431に接続されている。同様に、第一の出力素子モジュール32bの左上端子は表面信号層41とグランド層42のパワーグランド領域421に接続されていると共に、バイパスコンデンサ35bと表面信号層41に設けられた接続パターン412bを介してグランド層42のシグナルグランド領域423に接続されている。
The ground layer 42, which is one of the intermediate layers serving as the first specific layer, is a layer mainly composed of a planar ground pattern as described with reference to FIG. The power supply layer 43, which is another intermediate layer serving as the second specific layer, is a layer mainly composed of a planar or linear power supply pattern, and the main power supply voltage Vb is applied by the dividing slit 432. The input power supply pattern 431 and the output power supply pattern 433 are divided into regions, and the output power supply pattern 433 is further divided into a plurality of patterns to which the first to fifth output voltages are applied. The input power supply pattern 431 is connected to the positive terminal of the in-vehicle battery 101, and the output power supply pattern 433 is connected to the positive terminal output circuit of the constant voltage power supply circuit element 31a.
Through-hole plating is used to connect the wiring patterns of each layer to each other, and independent circular copper foil lands are provided in layers that do not require connection. For example, the lower left terminal of the first output element module 32 b is connected to the input signal pattern 431 of the surface signal layer 41 and the power supply layer 43. Similarly, the upper left terminal of the first output element module 32b is connected to the power ground region 421 of the surface signal layer 41 and the ground layer 42, and the connection pattern 412b provided on the bypass capacitor 35b and the surface signal layer 41 is connected. And is connected to the signal ground region 423 of the ground layer 42.

多層電子基板30Aの基板断面図である図6において、外部接続用端子群411は表面信号層41に設けられ、主として入力信号を扱う接続ピン24が接続されるようになっている。また、外部接続用端子群441は裏面信号層44に設けられ、主として出力信号を扱う接続ピン24が接続されるようになっている。
但し、実態としては入出力信号端子は表面信号層41と裏面信号層44に混在し、外部接続用端子群411、441に接続される接続ピン24も分散した位置のものが接続されるようになっている。
In FIG. 6, which is a cross-sectional view of the multilayer electronic substrate 30A, an external connection terminal group 411 is provided on the surface signal layer 41, and connection pins 24 that mainly handle input signals are connected thereto. The external connection terminal group 441 is provided on the back signal layer 44 and is connected to the connection pins 24 that mainly handle output signals.
However, as a matter of fact, the input / output signal terminals are mixed in the front surface signal layer 41 and the back surface signal layer 44, and the connection pins 24 connected to the external connection terminal groups 411 and 441 are also connected to the dispersed positions. It has become.

以上のとおりに構成された実施の形態1における車載電子制御装置の電子基板のグランド回路について、その作用動作について説明する。
多層電子基板30Aに搭載される電子回路と、外部接続機器の概要を示した図1、図2において、車載電子制御装置100のグランド端子と車載バッテリ101の負端子が接続される車体接地部位109a間を接続するグランド配線109bの抵抗値は例えば5〜10mΩ程度のものであるが、実際にはインダクタンス成分の影響によって高速動作信号の伝播遅延が発生し、高周波信号に対する交流インピーダンスはより大きなものとなって、多層電子基板30Aの接地電位が大きく変動する。
同様に、車載センサ群104、105や車載電気負荷群106、107の接地電位も変動するので、相互に変動する電位を持つ入出力信号源とマイクロプロセッサ間で信号の授受を行なうためには相応の注意が必要となる。
一般には、数mV単位の分解能を必要とする高精度なアナログ信号を扱うアナログセンサ104についてはアナロググランド線を相互に接続することによってグランド電位の変動を抑制することが行なわれている。
The operation of the ground circuit of the electronic board of the in-vehicle electronic control device according to the first embodiment configured as described above will be described.
1 and 2 showing an outline of an electronic circuit mounted on the multilayer electronic substrate 30A and externally connected devices, a vehicle body grounding part 109a to which a ground terminal of the in-vehicle electronic control device 100 and a negative terminal of the in-vehicle battery 101 are connected. The resistance value of the ground wiring 109b that connects them is, for example, about 5 to 10 mΩ, but in reality, the propagation delay of the high-speed operation signal occurs due to the influence of the inductance component, and the AC impedance for the high-frequency signal is larger. Thus, the ground potential of the multilayer electronic substrate 30A varies greatly.
Similarly, since the ground potentials of the in-vehicle sensor groups 104 and 105 and the in-vehicle electric load groups 106 and 107 also fluctuate, it is suitable for exchanging signals between the input / output signal source having the fluctuating potential and the microprocessor. Need attention.
In general, with respect to the analog sensor 104 that handles a high-precision analog signal that requires a resolution of several mV, an analog ground line is connected to each other to suppress a change in ground potential.

更に、正負のクリップダイオード144、145でノイズカットしたうえで、ノイズフィルタ143によって平滑化したアナログ信号を多チャンネルAD変換器124に入力し、そのデジタル変換値がマイクロプロセッサ121に取り込まれている。
また、スイッチセンサ105や一部の電気負荷において、信号の受取側でヒステリシス回路155を設け、信号レベルが一定範囲で変動しても出力論理が反転しないようにしたり、入力信号に関しては応答遅れが問題とならない範囲でノイズフィルタ152を設けることが行なわれている。
一方、多層電子基板内では面状グランドパターンを用いてパターン抵抗を抑制することが行なわれているが、それでもパターン抵抗としては上記グランド配線109bの数十パーセントに及ぶ値を持ち、大負荷電流の断続による接地電位の変動に注意が必要となる。特に、高密度実装された電子基板では配線パターンからの誘導ノイズの影響を受けやすく、大電流パターンと微小電流パターンが隣接並行配線されないような注意が必要となる。
Further, the noise signal is cut by the positive and negative clip diodes 144 and 145 and the analog signal smoothed by the noise filter 143 is input to the multi-channel AD converter 124, and the digital conversion value is taken into the microprocessor 121.
Further, in the switch sensor 105 and some electric loads, a hysteresis circuit 155 is provided on the signal receiving side so that the output logic does not invert even if the signal level fluctuates within a certain range, or there is a response delay with respect to the input signal. A noise filter 152 is provided in a range that does not cause a problem.
On the other hand, in the multilayer electronic substrate, the pattern resistance is suppressed by using a planar ground pattern. However, the pattern resistance still has a value of several tens percent of the ground wiring 109b and a large load current. It is necessary to pay attention to fluctuations in ground potential due to intermittent operation. In particular, an electronic board mounted with high density is easily affected by inductive noise from the wiring pattern, and care must be taken so that the large current pattern and the minute current pattern are not adjacently wired in parallel.

この発明の特徴的な基板構成を示した図4〜図6において、グランドパターンは一面のベタグランドにしないで、パワーグランド領域421とシグナルグランド領域423に分離され、部品実装面には各グランド領域に適した回路部品が搭載されるようになっている。しかも、コネクタハウジング23Aの取付位置として、パワーグランド系回路部品への接続とシグナルグランド系回路部品への接続が交錯することなく接続できるように、両グランド領域に跨る位置に設置されている。
なお、パワーグランド領域421とシグナルグランド領域423とが分離されたことに伴って、大負荷電流の断続に伴うシグナルグランド領域423の電位変動は抑制されているが、入出力インタフェース回路34と第一・第二の出力素子モジュール32b、32c間の信号の授受を行なう上でノイズ誤動作の危険が増している。
この問題を解決するために、パワーグランド領域421のグランドパターンに接続されている第一・第二の出力素子モジュール32b、32cのグランド端子と、シグナルグランド領域423のグランドパターンに接続されている入出力インタフェース回路34又は制御回路素子120のグランド端子との間にはバイパスコンデンサ35b、35cが接続されている。
4 to 6 showing the characteristic substrate configuration of the present invention, the ground pattern is not divided into one solid ground, but is separated into a power ground region 421 and a signal ground region 423, and each ground region is provided on the component mounting surface. Circuit components suitable for the above are installed. Moreover, the connector housing 23A is installed at a position across both ground areas so that the connection to the power ground system circuit component and the connection to the signal ground system circuit component can be connected without crossing.
In addition, with the separation of the power ground region 421 and the signal ground region 423, the potential fluctuation of the signal ground region 423 due to the interruption of the large load current is suppressed, but the input / output interface circuit 34 and the first The risk of noise malfunction increases when signals are transferred between the second output element modules 32b and 32c.
In order to solve this problem, the ground terminals of the first and second output element modules 32b and 32c connected to the ground pattern of the power ground region 421 and the input connected to the ground pattern of the signal ground region 423 are used. Bypass capacitors 35b and 35c are connected between the output interface circuit 34 and the ground terminal of the control circuit element 120.

バイパスコンデンサ35b、35cは結果的にはパワーグランド領域421とシグナルグランド領域423をコンデンサ接続するものとなっているが、目標とする端子間に接続するために信号層に設けられた接続パターン412b、412cを介してピンポイントで接続されている。従って、単に両グランドパターン間のどこかにバイパスコンデンサを接続するという一般概念に比べて実効性を高めることができるものである。
なお、バイパスコンデンサ35b、35cは例えば静電容量が0.1〜0.01μFのセラミックスコンデンサが使用され、当該セラミックスコンデンサの寄生内部インダクタンスをLc、静電容量をCi、接続パターンの線路インダクタンスをLp、出力素子モジュールの負端子と制御回路素子120又は入出力インタフェース回路34の負端子との間に発生する主要誘導ノイズの中心周波数をfiとしたときに、
1/[(2πfi)×(Lc+Lp)]≦Ci ・・・・・・(1)
の関係が成立する容量のコンデンサを使用するのが望ましい。
これによって、中心周波数fi近傍でのバイパスコンデンサ35b、35cのインピーダンスは数Ω以下となり、ノイズ誤動作を防止することができるものである。
As a result, the bypass capacitors 35b and 35c connect the power ground region 421 and the signal ground region 423 with capacitors, but the connection patterns 412b provided in the signal layer to connect between target terminals, Pin points are connected via 412c. Therefore, the effectiveness can be improved compared to the general concept of simply connecting a bypass capacitor somewhere between the two ground patterns.
As the bypass capacitors 35b and 35c, ceramic capacitors having a capacitance of 0.1 to 0.01 μF, for example, are used. The parasitic internal inductance of the ceramic capacitors is Lc, the capacitance is Ci, and the line inductance of the connection pattern is Lp. , When the center frequency of the main induced noise generated between the negative terminal of the output element module and the negative terminal of the control circuit element 120 or the input / output interface circuit 34 is fi,
1 / [(2πfi) 2 × (Lc + Lp)] ≦ Ci (1)
It is desirable to use a capacitor having a capacity that satisfies the above relationship.
As a result, the impedance of the bypass capacitors 35b and 35c in the vicinity of the center frequency fi becomes several Ω or less, and noise malfunction can be prevented.

以上説明した実施の形態1の車載電子制御装置について、その要点と特徴について述べる。
この発明の実施の形態1による車載電子制御装置によれば、車載バッテリ101から給電されて所定の安定化電圧を発生する電源モジュール110の定電圧電源回路素子31aと、スイッチセンサ105及びアナログセンサ104を含む車載センサ群104、105の動作状態に応動して各種車載電気負荷群106、107を駆動制御するための開閉素子である大電流負荷駆動用の出力素子モジュール32b、32cと、マイクロプロセッサ121を包含し安定化電圧によって駆動される制御回路素子120と入出力インタフェース回路34とが搭載され、各種車載電気負荷群106、107と車載センサ群104、105に接続された外部接続用コネクタ54Aが脱着接続される多層電子基板30Aであって、多層電子基板30Aの第一の特定層に位置する面状のグランドパターンは仕切用スリット422によって大略分割され、特定接続領域424において相互に接続されたパワーグランド領域421とシグナルグランド領域423に隔離されている。
The main points and features of the on-vehicle electronic control device of the first embodiment described above will be described.
According to the on-vehicle electronic control device according to Embodiment 1 of the present invention, the constant voltage power circuit element 31a of the power module 110 that is supplied with power from the on-vehicle battery 101 and generates a predetermined stabilization voltage, the switch sensor 105, and the analog sensor 104. Output element modules 32b and 32c for driving a large current load, which are open / close elements for driving and controlling various in-vehicle electric load groups 106 and 107 in response to the operating state of the in-vehicle sensor groups 104 and 105 including the microprocessor 121 The control circuit element 120 and the input / output interface circuit 34 which are driven by a stabilizing voltage are mounted, and an external connection connector 54A connected to various in-vehicle electric load groups 106 and 107 and in-vehicle sensor groups 104 and 105 is provided. A multilayer electronic substrate 30A to be detachably connected, the first of the multilayer electronic substrate 30A Planar ground pattern located fixed layer is divided roughly by the dividing slit 422, it is isolated in the power ground region 421 and the signal ground region 423 which are connected to one another in a particular connection region 424.

パワーグランド領域421は車載バッテリ101の負端子に接続されるものであると共に、当該パワーグランド領域421には出力素子モジュール32b、32cと定電圧電源回路素子31aの入力回路部が搭載されている。シグナルグランド領域423には制御回路素子120とアナログセンサ104に対する入力インタフェース回路114を含む入出力インタフェース回路34が搭載されている。
車載センサ群104、105の中のアナログセンサ104の少なくとも一部に対しては、シグナルグランド領域423とアナログセンサの負端子間が信号用グランド配線108aで接続されており、パワーグランド領域421とシグナルグランド領域423との特定接続領域424は定電圧電源回路素子31aの出力回路部に位置していて、特定接続領域424における接続幅は仕切用スリット422の長さよりも短くなっている。
従って、高精度が求められるアナログセンサの一部については、信号用グランド線108aによって相互の負端子電位レベルが同一になるように構成され、負荷電流の断続に伴う電位変動の影響が除去されていると共に、パワーグランド領域421に搭載された負荷駆動用開閉素子である出力素子モジュール32b、32cの開閉動作による負荷電流の変動に対し、シグナルグランド領域423のグランド電位が変動し難く、シグナルグランド領域423に搭載されたマイクロプロセッサ121とパワーグランド領域421に搭載された出力素子モジュール32b、32c間の監視・制御信号の授受に関する誤動作が抑制される効果がある。
With power ground area 421 is intended to be connected to the negative terminal of the vehicle battery 101, an input circuit portion of the power output element module 32b to the ground region 421, 32c and the constant-voltage power supply circuit elements 31a are mounted . Input-output interface circuit 34 which includes an input interface circuit 114 is mounted relative to the control circuit element 120 and the analog sensor 104 to the signal ground region 423.
For at least a part of the analog sensors 104 in the in-vehicle sensor groups 104 and 105, the signal ground region 423 and the negative terminal of the analog sensor are connected by the signal ground wiring 108a, and the power ground region 421 and the signal are connected to each other. The specific connection region 424 with the ground region 423 is located in the output circuit portion of the constant voltage power supply circuit element 31a, and the connection width in the specific connection region 424 is shorter than the length of the partitioning slit 422.
Therefore, some analog sensors that require high accuracy are configured so that the negative terminal potential level is the same by the signal ground line 108a, and the influence of potential fluctuations due to intermittent load current is eliminated. In addition, the ground potential of the signal ground region 423 hardly changes with respect to the fluctuation of the load current due to the opening / closing operation of the output element modules 32b and 32c, which are load driving switching elements mounted in the power ground region 421. This has the effect of suppressing malfunctions related to the exchange of monitoring and control signals between the microprocessor 121 mounted on the 423 and the output element modules 32b and 32c mounted on the power ground area 421.

多層電子基板30Aは矩形形状をなし、当該矩形形状の一辺には外部接続コネクタ54Aと接触する多数の接続ピン24が半田接続又はワイヤボンディング接続される外部接続端子群411、441が設けられている。
外部接続端子群411、441はパワーグランド領域421に配置されて、近傍位置にシグナルグランド領域423が存在するか、またはパワーグランド領域421とシグナルグランド領域423に跨った位置に配置されていて、当該外部接続端子群の中のグランド端子はパワーグランド領域421のグランドパターンに接続されている。
従って、車載センサ群104、105に接続される入力信号線はシグナルグランド領域423に搭載された入力インタフェース回路34に対して容易に接続することができ、車載電気負荷群106、107に接続される出力信号線はパワーグランド領域421に搭載された出力素子モジュール32b、32cに対して直接接続することが可能であり、入出力信号線が交錯するのを回避して、ノイズ誤動作を抑制することができる特徴がある。
The multilayer electronic substrate 30A has a rectangular shape, and external connection terminal groups 411 and 441 to which a large number of connection pins 24 that contact the external connection connector 54A are connected by soldering or wire bonding are provided on one side of the rectangular shape. .
The external connection terminal groups 411 and 441 are disposed in the power ground region 421, and the signal ground region 423 exists in the vicinity of the external connection terminal group 411 or 441, and is disposed at a position straddling the power ground region 421 and the signal ground region 423. A ground terminal in the external connection terminal group is connected to the ground pattern of the power ground region 421.
Therefore, the input signal lines connected to the in-vehicle sensor groups 104 and 105 can be easily connected to the input interface circuit 34 mounted in the signal ground region 423 and are connected to the in-vehicle electric load groups 106 and 107. The output signal lines can be directly connected to the output element modules 32b and 32c mounted in the power ground region 421, and the noise input / output signal lines are prevented from intermingling and noise malfunction is suppressed. There are features that can be done.

多層電子基板30Aの第二の特定層に位置する面状の電源パターンは分割用スリット432によって入力電源パターン431と出力電源パターン433に分割されていて、入力電源パターン431は車載バッテリ101の正端子に接続されている。
出力電源パターン433は定電圧電源回路素子31aの正端子出力回路に接続されるものであると共に、当該出力電源パターン433は異種の出力電圧に対応して複数の出力電源パターンに分割されている。
従って、入力信号回路と出力回路とが交錯するのを回避して、ノイズ誤動作を抑制することができる特徴がある。また、マイクロプロセッサ121に内蔵された低電圧メモリへの給電や、電源スイッチ103が開路された後のバッテリバックアップメモリ123bへの微弱給電回路を独立した電源パターンによって行なうことができる特徴がある。
Planar power supply pattern positioned in the second particular layer of a multilayer electronic substrate 30A is divided in the input power supply pattern 431 and an output power pattern 4 33 by dividing slit 432, the input power supply pattern 431 of the in-vehicle battery 101 Connected to the positive terminal.
Dividing the output power pattern 4 33 together are intended to be connected to the positive terminal output circuit of the constant voltage power supply circuit elements 31a, the output power pattern 4 33 to multiple output power supply pattern corresponds to the output voltage of the heterologous Has been.
Therefore, there is a feature that it is possible to prevent noise malfunctions by avoiding the intersection of the input signal circuit and the output circuit. Further, there is a feature that power supply to the low voltage memory built in the microprocessor 121 and a weak power supply circuit to the battery backup memory 123b after the power switch 103 is opened can be performed by an independent power supply pattern.

多層電子基板30Aは3枚の絶縁基材層30a、30b、30cと4層の配線パターン面41、42、43、44によって構成された4層基板となっている。
部品実装面となる表面信号層41は発熱部品の放熱電極が密着する面状銅箔パターンを含み、その他の線状入力信号パターン又は線状出力パターンのいずれか一方又は両方が混在した表面層となっている。裏面信号層44は表面信号層41の面状銅箔パターンと接続され、伝熱媒体部13に隣接する面状銅箔パターンを含み、その他の線状出力信号パターン又は線状入力パターンのいずれか一方又は両方が混在した裏面層となっている。
第一の特定層となる中間のグランド層42は面状のグランドパターンを主体とした層となっており、仕切用スリット422によってパワーグランド領域421とシグナルグランド領域423に分割隔離されると共に、仕切用スリットのない特定接続領域424においてパワーグランド領域421とシグナルグランド領域423が相互に接続されている。
第二の特定層となる中間の電源層43は面状又は線状の電源パターンを主体とした層となっており、分割用スリット432によって入力電源パターン431と出力電源パターン433の領域に分割されている。
従って、製造過程における多層電子基板の導通検査を容易にすると共に、実用状態においては面状出力パターンから熱伝導シート又は熱伝導接着材を介して放熱部分へ効率よく伝熱放散することができる特徴がある。
The multilayer electronic substrate 30A is a four-layer substrate constituted by three insulating base layers 30a, 30b, 30c and four wiring pattern surfaces 41, 42, 43, 44.
The surface signal layer 41 serving as a component mounting surface includes a planar copper foil pattern to which heat radiation electrodes of heat-generating components are in close contact, and a surface layer in which one or both of other linear input signal patterns and linear output patterns are mixed. It has become. The back surface signal layer 44 is connected to the planar copper foil pattern of the front surface signal layer 41, includes the planar copper foil pattern adjacent to the heat transfer medium section 13, and is either a linear output signal pattern or a linear input pattern. One or both are mixed in the back layer.
The intermediate ground layer 42 that is the first specific layer is a layer mainly composed of a planar ground pattern, and is divided into a power ground region 421 and a signal ground region 423 by a partition slit 422, and The power ground region 421 and the signal ground region 423 are connected to each other in the specific connection region 424 having no slit for use.
The intermediate power supply layer 43 serving as the second specific layer is a layer mainly composed of a planar or linear power supply pattern, and is divided into regions of the input power supply pattern 431 and the output power supply pattern 433 by the dividing slit 432. ing.
Therefore, it is easy to conduct continuity inspection of the multilayer electronic substrate in the manufacturing process, and in the practical state, it is possible to efficiently dissipate heat from the planar output pattern to the heat radiating part via the heat conductive sheet or the heat conductive adhesive. There is.

パワーグランド領域421に搭載された出力素子モジュール32b、32cの近傍位置にはバイパスコンデンサ35b、35cが配置されている。当該バイパスコンデンサ35b、35cは出力素子モジュール32b、32cの負端子と制御回路素子120又は入出力インタフェース回路34の負端子との間にあって、多層電子基板30Aの信号層41、44に設けられた接続パターン412b、412cによって接続されているものである。
従って、高周波・高圧ノイズに対して、出力素子モジュール32b、32cの負端子と制御回路素子120又は入出力インタフェース回路34の負端子間の電位変動を直接抑制して、信号授受の誤動作、特に論理状態を記憶しているラッチ信号の記憶論理の消失を抑制して、誤動作状態が持続するのを防止することができる特徴がある。
Bypass capacitors 35b and 35c are disposed in the vicinity of the output element modules 32b and 32c mounted in the power ground region 421. The bypass capacitors 35b and 35c are connected between the negative terminals of the output element modules 32b and 32c and the negative terminal of the control circuit element 120 or the input / output interface circuit 34, and are provided in the signal layers 41 and 44 of the multilayer electronic board 30A. The patterns 412b and 412c are connected.
Therefore, it is possible to directly suppress potential fluctuations between the negative terminals of the output element modules 32b and 32c and the negative terminal of the control circuit element 120 or the input / output interface circuit 34 against high-frequency / high-voltage noise, thereby causing malfunction of signal transmission / reception, particularly logic. There is a feature that it is possible to prevent the malfunctioning state from continuing by suppressing the disappearance of the storage logic of the latch signal storing the state.

バイパスコンデンサ35b、35cは静電容量が0.1〜0.01μFのセラミックスコンデンサが使用されている。当該セラミックスコンデンサの寄生内部インダクタンスをLc、静電容量をCi、接続パターン412b、412cの線路インダクタンスをLp、出力素子モジュール32b、32cの負端子と制御回路素子120又は入出力インタフェース回路34の負端子との間に発生する主要誘導ノイズの中心周波数をfiとしたときに、
1/(2πfi)×(Lc+Lp)]≦Ci ・・・(1)
の関係が成立する容量のコンデンサが使用される。
従って、高周波ノイズに対して出力素子モジュール32b、32cの負端子と制御回路素子120又は入出力インタフェース回路34の負端子との間がバイパスコンデンサ35b、35cによって低インピーダンスで接続され、相互の電位差を抑制することができる特徴がある。
Ceramic capacitors having a capacitance of 0.1 to 0.01 μF are used for the bypass capacitors 35b and 35c. The parasitic internal inductance of the ceramic capacitor is Lc, the capacitance is Ci, the line inductance of the connection patterns 412b and 412c is Lp, the negative terminals of the output element modules 32b and 32c and the negative terminal of the control circuit element 120 or the input / output interface circuit 34. When the center frequency of the main induction noise generated between
1 / (2πfi) 2 × (Lc + Lp)] ≦ Ci (1)
A capacitor having a capacity satisfying the above relationship is used.
Therefore, the negative terminals of the output element modules 32b and 32c and the negative terminal of the control circuit element 120 or the input / output interface circuit 34 are connected to the high frequency noise with low impedance by the bypass capacitors 35b and 35c. There is a feature that can be suppressed.

各種車載電気負荷群106、107の内、多層電子基板30Aの外部に負荷駆動用トランジスタ106bが用いられていて、入出力インタフェース回路34から出力素子モジュール32b・32cを介さないで直接出力される小電流電気負荷106に該当する特定電気負荷106aに関し、入出力インタフェース回路34の中の出力インタフェース回路116はプルアップ抵抗又はプルダウン抵抗163によって論理レベルが確定する出力トランジスタ161と短絡保護用直列抵抗162を備えると共に、特定電気負荷106aを駆動する負荷駆動用トランジスタ106bの入力回路には、当該特定電気負荷106aの負端子電位の変動と多層電子基板30Aのシグナルグランド領域423のグランド電位の変動に対して出力論理が変化するのを防止するヒステリシス回路106c設けられている。
従って、多層電子基板内の出力インタフェース回路116の負電位と負荷駆動用トランジスタ106bの負電位に変動が生じても、安定して負荷駆動が行なえる特徴がある。
Among the various on-vehicle electric load groups 106 and 107, the load driving transistor 106b is used outside the multilayer electronic substrate 30A, and is output directly from the input / output interface circuit 34 without passing through the output element modules 32b and 32c. Regarding the specific electrical load 106 a corresponding to the current electrical load 106, the output interface circuit 116 in the input / output interface circuit 34 includes an output transistor 161 whose logic level is determined by a pull-up resistor or a pull-down resistor 163 and a short-circuit protection series resistor 162. In addition, the input circuit of the load driving transistor 106b for driving the specific electric load 106a is provided with respect to the fluctuation of the negative terminal potential of the specific electric load 106a and the fluctuation of the ground potential of the signal ground region 423 of the multilayer electronic substrate 30A. The output logic changes It provided hysteresis circuit 106c to prevent.
Therefore, even if the negative potential of the output interface circuit 116 in the multilayer electronic substrate and the negative potential of the load driving transistor 106b change, the load driving can be performed stably.

車載センサ群104、105の内、開閉動作する電気接点又はトランジスタによる開閉素子105aを用いたスイッチセンサ105に関し、入出力インタフェース回路34の中のスイッチセンサ用の入力インタフェース回路115は、開閉素子105aの開閉動作に応動して論理レベルを確定するためのプルアップ抵抗151又はプルダウン抵抗と、ローパスフィルタであるノイズフィルタ152と、ヒステリシス回路155とを備え、ヒステリシス回路155はスイッチセンサ105の負端子電位の変動と多層電子基板30Aのシグナルグランド領域423のグランド電位の変動に対して出力論理が変化しないように構成された正帰還回路となっている。
従って、多層電子基板内の入力インタフェース回路115の負電位に変動が生じても、センサの開閉状態を正しく入力することができる特徴がある。
The switch interface 105 for the switch sensor in the input / output interface circuit 34 is related to the switch sensor 105a in the in-vehicle sensor group 104, 105, which uses the switching element 105a by an electrical contact or transistor that opens and closes. A pull-up resistor 151 or a pull-down resistor for determining a logic level in response to an opening / closing operation, a noise filter 152 as a low-pass filter, and a hysteresis circuit 155 are provided. The hysteresis circuit 155 has a negative terminal potential of the switch sensor 105. This is a positive feedback circuit configured so that the output logic does not change with respect to the fluctuation and the fluctuation of the ground potential of the signal ground region 423 of the multilayer electronic substrate 30A.
Therefore, even if the negative potential of the input interface circuit 115 in the multilayer electronic substrate fluctuates, the sensor open / closed state can be correctly input.

実施の形態2.
次に、この発明の実施の形態2における車載電子制御装置を図7〜図8に基づいて説明する。図7は車載電子制御装置の多層電子基板のグランド層を透視した基板表面図、図8は多層電子基板の基板断面図である。
また、実施の形態2である多層電子基板30Bを用いた車載電子制御装置100の全体回路図と、入出力インタフェース回路の部分詳細図と、筐体組立構造図については、実施の形態1における図1、図2、図3と同様であり、説明を省略する。なお、4層の多層電子基板30Aに代わって6層の多層電子基板30Bが使用され、コネクタハウジング23Aに代わってコネクタハウジング23Bが使用され、外部接続コネクタ54Aに代わって外部接続コネクタ54Bが使用されている。また、各図において同一符号は同一又は相当部分を示している。
Embodiment 2. FIG.
Next, an in-vehicle electronic control apparatus according to Embodiment 2 of the present invention will be described with reference to FIGS. FIG. 7 is a front view of the substrate through which the ground layer of the multilayer electronic substrate of the in-vehicle electronic control device is seen, and FIG. 8 is a cross-sectional view of the multilayer electronic substrate.
The overall circuit diagram of the in-vehicle electronic control device 100 using the multilayer electronic substrate 30B according to the second embodiment, the partial detailed view of the input / output interface circuit, and the housing assembly structure diagram are the same as those in the first embodiment. This is the same as FIG. 1, FIG. 2, and FIG. A 6-layer multilayer electronic board 30B is used instead of the 4-layer multilayer electronic board 30A, a connector housing 23B is used instead of the connector housing 23A, and an external connection connector 54B is used instead of the external connection connector 54A. ing. Moreover, in each figure, the same code | symbol has shown the same or an equivalent part.

実施の形態2における多層電子基板の基板表面図を示す図7において、外周環状パターン425は多層電子基板30Bの各層の輪郭外周部において、他の配線パターンとは分離して設けられた外周環状パターンであり、各層の外周環状パターン425はスルーホールメッキで互いに接続され、接続ピン24と外部接続用コネクタ54Bと、グランド配線109dを介して車載電子制御装置100が設置されている近傍車体接地部位109cに接続され、カバー部材20で発生した高圧静電気を車体へ放電し、多層電子基板30Bに搭載された電子部品の静電破壊を防止するためのものとなっている。
多層電子基板30Bにおいて、パワーグランド領域421は電子基板の左右端と下端に位置しており、中央部に位置するシグナルグランド領域423とは左右の仕切用スリット422a、422bで分離され、中央下部の特定接続領域424で相互に接続されている。
In FIG. 7 which shows the substrate surface view of the multilayer electronic substrate in the second embodiment, the outer peripheral annular pattern 425 is provided at the outer periphery of each layer of the multilayer electronic substrate 30B separately from the other wiring patterns. The peripheral annular pattern 425 of each layer is connected to each other by through-hole plating, and the vehicle body grounding part 109c in the vicinity where the in-vehicle electronic control device 100 is installed via the connection pin 24, the external connection connector 54B, and the ground wiring 109d. The high-pressure static electricity generated in the cover member 20 is discharged to the vehicle body to prevent electrostatic breakdown of the electronic components mounted on the multilayer electronic substrate 30B.
In the multilayer electronic substrate 30B, the power ground regions 421 are located at the left and right ends and the lower end of the electronic substrate. The power ground regions 421 are separated from the signal ground regions 423 located at the center by left and right partitioning slits 422a and 422b. The specific connection area 424 connects each other.

左側のパワーグランド領域421には2個使いされた電源用コンデンサ32aの一方と、第一の出力素子モジュール32b、バイパスコンデンサ35bが搭載され、右側のパワーグランド領域421には2個使いされた電源用コンデンサ32aの他方と、第二の出力素子モジュール32c、バイパスコンデンサ35cが搭載され、下側のパワーグランド領域421にはコネクタハウジング23Bが設けられている。
中央下部には電源用コンデンサ31b、定電圧電源回路素子31a、電源用コンデンサ31cが搭載され、定電圧電源回路素子31aの出力部が特定接続領域424となっている。制御回路素子120と入出力インタフェース回路34が搭載されるシグナルグランド領域423の下部はコネクタハウジング23Bが配置された外部接続端子群に隣接している。
One of the two power supply capacitors 32a, the first output element module 32b, and the bypass capacitor 35b are mounted in the left power ground region 421, and two used power supplies are mounted in the right power ground region 421. The other capacitor 32a, the second output element module 32c, and the bypass capacitor 35c are mounted, and a connector housing 23B is provided in the lower power ground area 421.
A power supply capacitor 31b, a constant voltage power supply circuit element 31a, and a power supply capacitor 31c are mounted in the lower center part, and an output portion of the constant voltage power supply circuit element 31a is a specific connection region 424. The lower part of the signal ground area 423 on which the control circuit element 120 and the input / output interface circuit 34 are mounted is adjacent to the external connection terminal group in which the connector housing 23B is disposed.

多層電子基板の基板断面図を示す図8において、多層電子基板30Bは絶縁基材層30a、30d、30b,30e、30cの順で積層され、表面信号層41、グランド層42、中間信号層45、中間信号層46、電源層43、裏面信号層44となる配線パターンを備えている。
接続ピン24と接続される外部接続端子群451は中間信号層45に設けられ、主として入力信号端子が接続されるようになっている。接続ピン24と接続される外部接続端子群461は中間信号層46に設けられ、主として出力信号端子が接続されるようになっている。
なお、図8で示した6層基板に代わって、5層基板を使用する場合には多層電子基板は絶縁基材層30a、30b、30d、30cの順で積層され、表面信号層41、グランド層42、中間信号層45、電源層43、裏面信号層44となる配線パターンを備えていて、接続ピン24と接続される入出力の外部接続端子群451は中間信号層45に設けられるようになっている。
In FIG. 8 showing the cross-sectional view of the multilayer electronic substrate, the multilayer electronic substrate 30B is laminated in the order of the insulating base layers 30a, 30d, 30b, 30e, 30c, and the surface signal layer 41, the ground layer 42, and the intermediate signal layer 45. In addition, a wiring pattern to be an intermediate signal layer 46, a power supply layer 43, and a back signal layer 44 is provided.
A group of external connection terminals 451 connected to the connection pins 24 is provided in the intermediate signal layer 45, and input signal terminals are mainly connected thereto. A group of external connection terminals 461 connected to the connection pins 24 is provided in the intermediate signal layer 46, and output signal terminals are mainly connected thereto.
When a five-layer substrate is used instead of the six-layer substrate shown in FIG. 8, the multilayer electronic substrate is laminated in the order of the insulating base layers 30a, 30b, 30d, 30c, and the surface signal layer 41, the ground Wiring patterns to be a layer 42, an intermediate signal layer 45, a power supply layer 43, and a back signal layer 44 are provided, and input / output external connection terminal groups 451 connected to the connection pins 24 are provided in the intermediate signal layer 45. It has become.

以上説明した実施の形態2の車載電子制御装置について、その要点と特徴について述べる。
この発明の実施の形態2による車載電子制御装置によれば、車載バッテリ101から給電されて所定の安定化電圧を発生する定電圧電源回路素子31aと、スイッチセンサ105及びアナログセンサ104を含む車載センサ群104、105の動作状態に応動して各種車載電気負荷群106、107を駆動制御するための開閉素子である大電流負荷駆動用の出力素子モジュール32b、32cと、マイクロプロセッサ121を包含し安定化電圧によって駆動される制御回路素子120と入出力インタフェース回路34とが搭載され、各種車載電気負荷群106、107と車載センサ群104、105に接続された外部接続用コネクタ54Bが脱着接続される多層電子基板30Bであって、多層電子基板30Bの第一の特定層に位置する面状のグランドパターンは仕切用スリット422a、422bによって大略分割され、特定接続領域424において相互に接続されたパワーグランド領域421とシグナルグランド領域423に隔離されている。
The main points and features of the on-vehicle electronic control device of the second embodiment described above will be described.
According to the in-vehicle electronic control device according to the second embodiment of the present invention, the in-vehicle sensor including the constant voltage power circuit element 31a that is supplied with power from the in-vehicle battery 101 and generates a predetermined stabilized voltage, the switch sensor 105, and the analog sensor 104. The output element modules 32b and 32c for driving a large current load, which are switching elements for controlling the driving of various on-vehicle electric load groups 106 and 107 in response to the operating state of the groups 104 and 105, and the microprocessor 121 are included and stable. The control circuit element 120 driven by the control voltage and the input / output interface circuit 34 are mounted, and the various on-vehicle electric load groups 106 and 107 and the external connection connector 54B connected to the on-vehicle sensor groups 104 and 105 are connected and disconnected. A multilayer electronic substrate 30B having a planar shape located in the first specific layer of the multilayer electronic substrate 30B Land pattern is divided roughly partitioning slits 422a, by 422b, it is isolated in the power ground region 421 and the signal ground region 423 which are connected to one another in a particular connection region 424.

パワーグランド領域421は車載バッテリ101の負端子に接続されるものであると共に、当該パワーグランド領域421には出力素子モジュール32b、32cと定電圧電源回路素子31aの入力回路部が搭載されている。シグナルグランド領域423には制御回路素子120とアナログセンサ104に対する入力インタフェース回路114を含む入出力インタフェース回路34が搭載されている。
車載センサ群104、105の中のアナログセンサ104の少なくとも一部に対しては、シグナルグランド領域423とアナログセンサの負端子間が信号用グランド配線108aで接続されており、パワーグランド領域421とシグナルグランド領域423との特定接続領域424は定電圧電源回路素子31aの出力回路部に位置していて、特定接続領域424における接続幅は仕切用スリット422a、422bの長さよりも短くなっている。
従って、高精度が求められるアナログセンサの一部については、信号用グランド線108aによって相互の負端子電位レベルが同一になるように構成され、負荷電流の断続に伴う電位変動の影響が除去されていると共に、パワーグランド領域421に搭載された負荷駆動用開閉素子である出力素子モジュール32b、32cの開閉動作による負荷電流の変動に対し、シグナルグランド領域423のグランド電位が変動し難く、シグナルグランド領域423に搭載されたマイクロプロセッサ121とパワーグランド領域421に搭載された出力素子モジュール32b、32c間の監視・制御信号の授受に関する誤動作が抑制される効果がある。
With power ground area 421 is intended to be connected to the negative terminal of the vehicle battery 101, an input circuit portion of the power output element module 32b to the ground region 421, 32c and the constant-voltage power supply circuit elements 31a are mounted . Input-output interface circuit 34 which includes an input interface circuit 114 is mounted relative to the control circuit element 120 and the analog sensor 104 to the signal ground region 423.
For at least a part of the analog sensors 104 in the in-vehicle sensor groups 104 and 105, the signal ground region 423 and the negative terminal of the analog sensor are connected by the signal ground wiring 108a, and the power ground region 421 and the signal are connected to each other. The specific connection region 424 with the ground region 423 is located in the output circuit portion of the constant voltage power supply circuit element 31a, and the connection width in the specific connection region 424 is shorter than the length of the partitioning slits 422a and 422b.
Therefore, some analog sensors that require high accuracy are configured so that the negative terminal potential level is the same by the signal ground line 108a, and the influence of potential fluctuations due to intermittent load current is eliminated. In addition, the ground potential of the signal ground region 423 hardly changes with respect to the fluctuation of the load current due to the opening / closing operation of the output element modules 32b and 32c, which are load driving switching elements mounted in the power ground region 421. This has the effect of suppressing malfunctions related to the exchange of monitoring and control signals between the microprocessor 121 mounted on the 423 and the output element modules 32b and 32c mounted on the power ground area 421.

多層電子基板30Bは矩形形状をなし、当該矩形形状の一辺には外部接続コネクタ54Bと接触する多数の接続ピン24が半田接続又はワイヤボンディング接続される外部接続端子群451、461が設けられている。
外部接続端子群451、461はパワーグランド領域421に配置されて、近傍位置にシグナルグランド領域423が存在するか、またはパワーグランド領域421とシグナルグランド領域423に跨った位置に配置されていて、当該外部接続端子群の中のグランド端子はパワーグランド領域421のグランドパターンに接続されている。
従って、車載センサ群104、105に接続される入力信号線はシグナルグランド領域423に搭載された入力インタフェース回路114、115に対して容易に接続することができ、車載電気負荷群106、107に接続される出力信号線はパワーグランド領域421に搭載された出力素子モジュール32b、32cに対して直接接続することが可能であり、入出力信号線が交錯するのを回避して、ノイズ誤動作を抑制することができる特徴がある。
The multilayer electronic substrate 30B has a rectangular shape, and external connection terminal groups 451 and 461 to which a large number of connection pins 24 that contact the external connection connector 54B are connected by soldering or wire bonding are provided on one side of the rectangular shape. .
The external connection terminal groups 451 and 461 are disposed in the power ground region 421, and the signal ground region 423 exists in the vicinity of the external connection terminal group 451 or 461, and is disposed in a position straddling the power ground region 421 and the signal ground region 423. A ground terminal in the external connection terminal group is connected to the ground pattern of the power ground region 421.
Therefore, the input signal lines connected to the in-vehicle sensor groups 104 and 105 can be easily connected to the input interface circuits 114 and 115 mounted in the signal ground region 423, and connected to the in-vehicle electric load groups 106 and 107. Output signal lines can be directly connected to the output element modules 32b and 32c mounted in the power ground region 421, and the input / output signal lines are prevented from intermingling to suppress noise malfunction. There are features that can.

多層電子基板30Bの第二の特定層に位置する面状の電源パターンは分割用スリット432によって入力電源パターン431と出力電源パターン433に分割されていて、入力電源パターン431は車載バッテリ101の正端子に接続されている。
出力電源パターン433は定電圧電源回路素子31aの正端子出力回路に接続されるものであると共に、当該出力電源パターン433は異種の出力電圧に対応して複数の出力電源パターンに分割されている。
従って、入力信号回路と出力回路とが交錯するのを回避して、ノイズ誤動作を抑制することができる特徴がある。
また、マイクロプロセッサ121に内蔵された低電圧メモリへの給電や、電源スイッチ103が開路された後のバッテリバックアップメモリ123bへの微弱給電回路を独立した電源パターンによって行なうことができる特徴がある。
Planar power supply pattern positioned in the second particular layer of a multilayer electronic substrate 30B is divided in the input power supply pattern 431 and an output power pattern 4 33 by dividing slit 432, the input power supply pattern 431 of the in-vehicle battery 101 Connected to the positive terminal.
Dividing the output power pattern 4 33 together are intended to be connected to the positive terminal output circuit of the constant voltage power supply circuit elements 31a, the output power pattern 4 33 to multiple output power supply pattern corresponds to the output voltage of the heterologous Has been.
Therefore, there is a feature that it is possible to prevent noise malfunctions by avoiding the intersection of the input signal circuit and the output circuit.
Further, there is a feature that power supply to the low voltage memory built in the microprocessor 121 and a weak power supply circuit to the battery backup memory 123b after the power switch 103 is opened can be performed by an independent power supply pattern.

多層電子基板30Bは更に、1枚又は2枚の中間絶縁基材層30d、30eと1層又は2層の中間配線パターン面45、46が追加された5層又は6層基板であって、グランド層42と電源層43との間に介在する1層又は2層の配線パターンは中間信号層45、46となり、当該中間信号層45、46には他の信号層41、44に比べてより多くの外部接続端子群451、461が接続されている。
従って、表面又は裏面から動作点検を行い難い中間信号層については、多数の入出力端子から点検を行なうことができる特徴がある。
The multilayer electronic substrate 30B is a 5-layer or 6-layer substrate to which one or two intermediate insulating base layers 30d, 30e and one or two intermediate wiring pattern surfaces 45, 46 are added, The one-layer or two-layer wiring pattern interposed between the layer 42 and the power supply layer 43 becomes intermediate signal layers 45 and 46, and there are more intermediate signal layers 45 and 46 than the other signal layers 41 and 44. The external connection terminal groups 451 and 461 are connected.
Therefore, the intermediate signal layer which is difficult to check the operation from the front surface or the back surface has a feature that can be checked from a large number of input / output terminals.

パワーグランド領域421に搭載された出力素子モジュール32b、32cの近傍位置にはバイパスコンデンサ35b、35cが配置されている。当該バイパスコンデンサ35b、35cは出力素子モジュール32b、32cの負端子と制御回路素子120又は入出力インタフェース回路34の負端子との間にあって、多層電子基板30Bの信号層41、44、45、46に設けられた接続パターン412b、412cによって接続されているものである。
従って、高周波・高圧ノイズに対して、出力素子モジュール32b、32cの負端子と制御回路素子120又は入出力インタフェース回路34の負端子間の電位変動を直接抑制して、信号授受の誤動作、特に論理状態を記憶しているラッチ信号の記憶論理の消失を抑制して、誤動作状態が持続するのを防止することができる特徴がある。
Bypass capacitors 35b and 35c are disposed in the vicinity of the output element modules 32b and 32c mounted in the power ground region 421. The bypass capacitors 35b and 35c are located between the negative terminals of the output element modules 32b and 32c and the negative terminals of the control circuit element 120 or the input / output interface circuit 34, and are connected to the signal layers 41, 44, 45, and 46 of the multilayer electronic substrate 30B. They are connected by the provided connection patterns 412b and 412c.
Therefore, it is possible to directly suppress potential fluctuations between the negative terminals of the output element modules 32b and 32c and the negative terminal of the control circuit element 120 or the input / output interface circuit 34 against high-frequency / high-voltage noise, thereby causing malfunction of signal transmission / reception, particularly logic. There is a feature that it is possible to prevent the malfunctioning state from continuing by suppressing the disappearance of the storage logic of the latch signal storing the state.

多層電子基板30Bの各層の輪郭外周部には、他の配線パターンとは分離された外周環状パターン425が設けられ、当該各層の外周環状パターン425は相互に接続されて外部接続用コネクタ54Bを介して近傍車体接地部位109cに接続されている。
従って、多層電子基板を覆うカバー部材20で発生した高圧静電気が外周環状パターン425を介して車体へ放電し、多層電子基板に搭載された電子部品を保護すると共に、ベース部材10の取付場所が樹脂成形絶縁体であっても確実に静電除去を行なうことができる特徴がある。
An outer peripheral annular pattern 425 separated from other wiring patterns is provided on the outer periphery of each layer of the multilayer electronic substrate 30B, and the outer peripheral annular pattern 425 of each layer is connected to each other via an external connection connector 54B. And connected to the nearby vehicle body grounding part 109c.
Accordingly, the high-voltage static electricity generated in the cover member 20 covering the multilayer electronic board is discharged to the vehicle body via the outer peripheral annular pattern 425 to protect the electronic components mounted on the multilayer electronic board, and the mounting location of the base member 10 is a resin. Even if it is a molded insulator, there is a feature that electrostatic removal can be reliably performed.

この発明の実施の形態1の車載電子制御装置の全体回路図である。It is a whole circuit diagram of the vehicle-mounted electronic control apparatus of Embodiment 1 of this invention. 図1に示す入出力インタフェース回路の部分詳細図である。FIG. 2 is a partial detail view of the input / output interface circuit shown in FIG. 1. 車載電子制御装置の筐体組立構造図である。It is a housing assembly structure diagram of an in-vehicle electronic control device. 実施の形態1の車載電子制御装置における多層電子基板のグランド層を透視した基板表面図である。FIG. 3 is a substrate surface view seen through a ground layer of a multilayer electronic substrate in the in-vehicle electronic control device according to the first embodiment. 実施の形態1の多層電子基板の配線パターン面の構成図である。FIG. 3 is a configuration diagram of a wiring pattern surface of the multilayer electronic substrate according to the first embodiment. 実施の形態1の多層電子基板の基板断面図である。FIG. 3 is a cross-sectional view of the multilayer electronic substrate according to the first embodiment. この発明の実施の形態2の車載電子制御装置における多層電子基板のグランド層を透視した基板表面図である。It is the board | substrate surface view which saw through the ground layer of the multilayer electronic board in the vehicle-mounted electronic control apparatus of Embodiment 2 of this invention. 実施の形態2の多層電子基板の基板断面図である。FIG. 6 is a cross-sectional view of a multilayer electronic substrate according to a second embodiment.

符号の説明Explanation of symbols

13 伝熱媒体部 24 接続ピン
30A、30B 多層電子基板 30a〜30e 絶縁基材層
31a 定電圧電源回路素子 32b 第一の出力素子モジュール
32c 第二の出力素子モジュール 34 入出力インタフェース回路
35b、35c バイパスコンデンサ
41 表面信号層 42 グランド層
43 電源層 44 裏面信号層
45、46 中間信号層 54A、54B 外部接続用コネクタ
101 車載バッテリ 104 アナログセンサ(車載センサ群)
105 スイッチセンサ(車載センサ群) 105a 開閉素子
106 車載電気負荷群(小電流) 106a 特定電気負荷
106b 負荷駆動用トランジスタ 106c ヒステリシス回路
107 車載電気負荷群(大電流) 108a 信号用グランド配線
109c 近傍車体接地部位
115 入力インタフェース回路 116 出力インタフェース回路
120 制御回路素子 121 マイクロプロセッサ
151 プルアップ抵抗 152 ノイズフィルタ
155 ヒステリシス回路 161 出力トランジスタ
162 短絡保護用直列抵抗 163 プルダウン抵抗
411、451 外部接続端子群(入力) 412b、412c 接続パターン
421 パワーグランド領域 422 仕切用スリット
422a、422b 仕切用スリット 423 シグナルグランド領域
424 特定接続領域 425 外周環状パターン
431 入力電源パターン 432 分割用スリット
433 出力電源パター 441、461 外部接続端子群(出力)
DESCRIPTION OF SYMBOLS 13 Heat-transfer medium part 24 Connection pin 30A, 30B Multi-layer electronic board 30a-30e Insulating base material layer 31a Constant voltage power supply circuit element 32b First output element module 32c Second output element module 34 Input / output interface circuit 35b, 35c Bypass Capacitor
41 Front surface signal layer 42 Ground layer 43 Power supply layer 44 Back surface signal layer 45, 46 Intermediate signal layer 54A, 54B Connector for external connection 101 In-vehicle battery 104 Analog sensor (in-vehicle sensor group)
DESCRIPTION OF SYMBOLS 105 Switch sensor (vehicle-mounted sensor group) 105a Open / close element 106 Vehicle-mounted electric load group (small current) 106a Specific electric load 106b Load drive transistor 106c Hysteresis circuit 107 Vehicle-mounted electric load group (large current) 108a Signal ground wiring 109c Near body grounding Part 115 Input interface circuit 116 Output interface circuit 120 Control circuit element 121 Microprocessor 151 Pull-up resistor 152 Noise filter 155 Hysteresis circuit 161 Output transistor 162 Short-circuit protection series resistor 163 Pull-down resistor 411, 451 External connection terminal group (input) 412b, 412c Connection pattern 421 Power ground area 422 Partition slit 422a, 422b Partition slit 423 Signal ground area 42 Specific connection region 425 outer peripheral annular pattern 431 input power supply pattern 432 dividing slit 433 output power pattern 441,461 external connection terminals (output)

Claims (3)

車載バッテリから給電されて所定の安定化電圧を発生する定電圧電源回路素子と、スイッチセンサ及びアナログセンサを含む車載センサ群の動作状態に応動して各種車載電気負荷群を駆動制御するための開閉素子である大電流負荷駆動用の出力素子モジュールと、マイクロプロセッサを包含し前記安定化電圧によって駆動される制御回路素子と、入出力インタフェース回路とが搭載され、前記各種車載電気負荷群と車載センサ群に接続された外部接続用コネクタが脱着接続される多層電子基板を有する車載電子制御装置であって、
前記多層電子基板は少なくとも3枚の絶縁基材層と4層の配線パターン面を備えていて矩形形状をなし、少なくとも一方が部品実装面となる表面信号層及び裏面信号層と、中間層となるグランド層及び電源層を構成し、
前記多層電子基板の第一の特定中間層に位置する前記グランド層に設けられた面状のグランドパターンは仕切用スリットによってパワーグランド領域とシグナルグランド領域に分割隔離されると共に、前記仕切用スリットのない特定接続領域において前記パワーグランド領域と前記シグナルグランド領域が相互に接続されていて、
前記パワーグランド領域は前記外部接続用コネクタが搭載される前記多層電子基板の外周一辺と、当該外周一辺と直交する隣接辺に設けられ、前記パワーグランド領域は前記外部接続用コネクタを介して前記車載バッテリの負端子に接続されると共に、当該パワーグランド領域には前記出力素子モジュールと前記定電圧電源回路素子の入力回路部が搭載され、前記シグナルグランド領域には前記制御回路素子と前記アナログセンサに対する入力インタフェース回路を含む前記入出力インタフェース回路が搭載され、
前記多層電子基板の第二の特定中間層に位置する前記電源層に設けられた面状の電源パターンは、分割用スリットによって入力電源パターンと出力電源パターンの領域に分割され、前記入力電源パターンは前記車載バッテリの正端子に接続され、前記出力電源パターンは前記定電圧電源回路素子の正端子出力回路に接続され、当該出力電源パターンの領域は異種の出力電圧に対応して複数の出力電源パターンに分割されており、
前記出力素子モジュールはモニタ回路を備え、当該モニタ回路は出力素子モジュールを構成する出力トランジスタの断線又は短絡又は過熱異常の有無を検出記憶するラッチ回路を備え、
前記パワーグランド領域に搭載された前記出力素子モジュールの近傍位置にはバイパス
コンデンサが配置され、当該バイパスコンデンサは前記出力素子モジュールの負端子と前記制御回路素子又は入出力インタフェース回路の負端子との間に接続され、
前記車載センサ群の中のアナログセンサの少なくとも一部に対しては、前記シグナルグランド領域と前記アナログセンサの負端子間が信号用グランド配線で接続されており、前記パワーグランド領域とシグナルグランド領域との特定接続領域には前記定電圧電源回路素子の出力回路部が位置していて、前記特定接続領域における接続幅は前記仕切用スリットの長さよりも短いものであることを特徴とする車載電子制御装置。
A constant voltage power supply circuit element that generates power from a vehicle-mounted battery and generates a predetermined stabilization voltage, and an open / close for driving and controlling various vehicle-mounted electric load groups in response to the operating state of the vehicle-mounted sensor group including a switch sensor and an analog sensor An output element module for driving a large current load, which is an element, a control circuit element including a microprocessor and driven by the stabilizing voltage, and an input / output interface circuit are mounted. An in-vehicle electronic control device having a multilayer electronic board to which a connector for external connection connected to a group is detachably connected ,
The multilayer electronic substrate has at least three insulating base layers and four wiring pattern surfaces and has a rectangular shape, at least one of which is a surface signal layer and a back surface signal layer serving as a component mounting surface, and an intermediate layer Configure the ground layer and power supply layer,
Said first planar ground pattern provided on the ground layer located in a particular intermediate layer of a multilayer electronic substrate, while being divided isolated power ground region and signal ground region by a partition slit, said partitioning slit the power ground region and the signal ground region being connected to each other at a particular connection area without,
The power ground region is provided on an outer peripheral side of the multilayer electronic board on which the external connection connector is mounted and an adjacent side orthogonal to the outer peripheral side, and the power ground region is provided on the vehicle-mounted via the external connection connector. In addition to being connected to the negative terminal of the battery, the output circuit module and the input circuit unit of the constant voltage power circuit element are mounted in the power ground area, and the control circuit element and the analog sensor are mounted in the signal ground area. The input / output interface circuit including the input interface circuit is mounted,
The planar power supply pattern provided in the power supply layer located in the second specific intermediate layer of the multilayer electronic substrate is divided into an input power supply pattern and an output power supply pattern region by a dividing slit, and the input power supply pattern is Connected to the positive terminal of the in-vehicle battery, the output power supply pattern is connected to the positive terminal output circuit of the constant voltage power supply circuit element, and the region of the output power supply pattern has a plurality of output power supply patterns corresponding to different output voltages. Is divided into
The output element module includes a monitor circuit, and the monitor circuit includes a latch circuit that detects and stores the presence or absence of disconnection or short circuit of the output transistor constituting the output element module or an overheat abnormality.
There is a bypass in the vicinity of the output element module mounted in the power ground area.
A capacitor is disposed, and the bypass capacitor is connected between a negative terminal of the output element module and a negative terminal of the control circuit element or the input / output interface circuit;
For at least a part of the analog sensors in the in-vehicle sensor group, the signal ground region and the negative terminal of the analog sensor are connected by a signal ground wiring, and the power ground region and the signal ground region of the particular connection region situated the output circuit of the constant voltage power supply circuit elements, connections width in the specific connection region vehicle electronic control, characterized in that it is shorter than the length of the partition slit apparatus.
前記多層電子基板は矩形形状の一辺には前記外部接続コネクタと接触する多数の接続ピンが半田接続又はワイヤボンディング接続される外部接続端子群が設けられ、前記外部接続端子群近傍位置にシグナルグランド領域が存在するか、またはパワーグランド領域とシグナルグランド領域に跨った位置に配置されていることを特徴とする請求項1に記載の車載電子制御装置。 The multilayer electronic board is provided with an external connection terminal group in which a large number of connection pins that contact the external connection connector are connected by soldering or wire bonding on one side of the rectangular shape, and the external connection terminal group has a signal at a nearby position. vehicle electronic control unit according to claim 1, characterized in that the ground region is disposed on either present, or across a power-ground region and signal ground area position. 前記バイパスコンデンサは、前記出力素子モジュールの負端子と前記制御回路素子又は入出力インタフェース回路の負端子との間にあって、前記多層電子基板の信号層に設けられた接続パターンによって接続されており、
前記バイパスコンデンサは静電容量が0.1〜0.01μFのセラミックスコンデンサが使用され、当該セラミックスコンデンサの寄生内部インダクタンスをLc、静電容量をCi、前記接続パターンの線路インダクタンスをLp、前記出力素子モジュールの負端子と前記制御回路素子又は入出力インタフェース回路の負端子との間に発生する主要誘導ノイズの中心周波数をfiとしたときに、
1/[(2πfi)×(Lc+Lp)]≦Ci
の関係が成立する容量のコンデンサが使用されることを特徴とする請求項1または請求項2に記載の車載電子制御装置。
The bypass capacitor is connected between a negative terminal of the output element module and a negative terminal of the control circuit element or the input / output interface circuit, and is connected by a connection pattern provided in a signal layer of the multilayer electronic substrate,
The bypass capacitor is a ceramic capacitor having a capacitance of 0.1 to 0.01 μF, the parasitic internal inductance of the ceramic capacitor is Lc, the capacitance is Ci, the line inductance of the connection pattern is Lp, and the output element When the center frequency of the main induction noise generated between the negative terminal of the module and the negative terminal of the control circuit element or the input / output interface circuit is fi,
1 / [(2πfi) 2 × (Lc + Lp)] ≦ Ci
Vehicle electronic control unit according to claim 1 or claim 2 the capacity of the capacitor of the relationship is established, characterized in that it is used.
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Families Citing this family (14)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR101819233B1 (en) * 2011-03-24 2018-01-16 엘지이노텍 주식회사 A circuit for mitigating electromagnetic interference in input stage of a driver ic
JP5373850B2 (en) * 2011-05-17 2013-12-18 三菱電機株式会社 In-vehicle electronic control unit
JP5782825B2 (en) * 2011-05-18 2015-09-24 オムロン株式会社 Inverter
US9124461B2 (en) * 2011-07-18 2015-09-01 Marvell Israel (M.I.S.L) Ltd. Method and apparatus for reducing jitter
JP6257881B2 (en) * 2012-05-31 2018-01-10 株式会社ミクニ Engine control unit
JP2015023178A (en) * 2013-07-19 2015-02-02 Kybエンジニアリングアンドサービス株式会社 Solenoid control device
JP6383408B2 (en) * 2014-04-25 2018-08-29 日立オートモティブシステムズ株式会社 Converter and power converter
KR102257902B1 (en) 2014-07-29 2021-05-28 삼성전자주식회사 Battery pack prividing different kind power source and charging method thereof
JP6204334B2 (en) * 2014-12-18 2017-09-27 本田技研工業株式会社 Control device
JP2016149053A (en) 2015-02-13 2016-08-18 株式会社バッファロー Storage device
JP6986429B2 (en) * 2017-12-01 2021-12-22 株式会社フロンティアエンジニアリング Power supply for fluid food material pulse processing equipment and fluid food material pulse processing equipment
CN109600913A (en) * 2018-12-20 2019-04-09 华中科技大学鄂州工业技术研究院 A kind of modularizing integrated circuit plate and its design method
CN112074079B (en) * 2020-09-15 2022-05-27 苏州臻迪智能科技有限公司 Motor controller circuit board and motor controller
JP7118216B1 (en) 2021-06-16 2022-08-15 三菱電機株式会社 In-vehicle control device

Family Cites Families (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH03241790A (en) * 1990-02-20 1991-10-28 Hitachi Maxell Ltd Multilayer circuit substrate
JP3181710B2 (en) * 1992-08-31 2001-07-03 株式会社日立製作所 Multilayer printed circuit board module and multilayer printed circuit board device
JP3484123B2 (en) * 2000-01-12 2004-01-06 株式会社日立製作所 Ignition device for internal combustion engine
JP3697427B2 (en) * 2002-05-20 2005-09-21 三菱電機株式会社 In-vehicle electronic control unit
JP4131475B2 (en) * 2004-11-12 2008-08-13 三菱電機株式会社 Electronic control unit
JP4626339B2 (en) * 2005-03-01 2011-02-09 日本電気株式会社 Printed circuit boards, digital / analog hybrid circuits, and shield patterns
JP2006310435A (en) * 2005-04-27 2006-11-09 Mitsubishi Electric Corp Multilayer printed board
JP3985002B2 (en) * 2005-07-15 2007-10-03 三菱電機株式会社 In-vehicle electronic control unit
JP5034453B2 (en) * 2006-11-16 2012-09-26 株式会社デンソー Electronic component built-in multilayer board
JP2008147573A (en) * 2006-12-13 2008-06-26 Nec System Technologies Ltd Multilayer substrate device

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