JP6652028B2 - 電子制御装置 - Google Patents

Description

本発明は、車両で用いられる電子制御装置に関する。

車両の走行を制御するための電子制御装置には、車載センサから入力されるデータに基づいて所定のアクチュエータの動作を制御するマイコン（以降、制御マイコン）に加えて、制御マイコンが正常に動作しているか否かを監視するマイコン（以降、監視マイコン）が設けられていることが一般的である。なお、ここではマイクロコンピュータをマイコンと略して記載している。

ところで近年は、車両の加減速及び操舵等を自動で実施する自動運転機能が実用化されつつあり、電子制御装置には上述した２つのマイコンに加えて、自動運転機能に関連した新たなマイコン（以降、拡張マイコン）が追加される可能性がある。

しかしながら、全ての車両モデルが一斉に自動運転機能に対応したモデルへと切り替わるわけでない。そのため、電子制御装置としては、自動運転機能に関連した拡張マイコンを備えたバージョンと、拡張マイコンを備えないバージョンとを並行して開発及び製造する必要がある。また、拡張マイコンとしても、自動運転レベルに応じて様々なスペックのマイコンを使い分ける可能性がある。すなわち、電子制御装置の構成として、様々な機能バリエーションに対して柔軟に対応可能な構成が要求されている。

特許文献１には、そのような要求に応じた構成として、基板を、所定の基本機能を提供するメイン回路が形成された第１領域と、追加回路を配置するための第２領域とに分けて用いる構成が開示されている。第１領域の表面には、メイン回路と追加回路を電気的に接続するための配線（以降、拡張用配線）が、第１領域と第２領域との境界に相当する第１領域の端部（以降、第２領域用端部）まで延設されている。

このような構成によれば、第２領域に追加回路を設けて使用する場合には、第２領域に設けた追加回路を第２領域用端部まで延設されている拡張用配線に接続すればよい。そのため、特許文献１の構成によれば第１領域に変更を加えることなく、電子制御装置の機能を拡張することができる。また、第１領域と第２領域とを分けているので、開発途中や量産開始後において機能追加、機能変更、機能削除などの設計変更があっても、第２領域の回路構成のみを変更すればよい。つまり、様々な機能バリエーションに対して柔軟に対応することができる。

特開２０１６−１７２５８５号公報

マイコン間の通信速度は高速化の一方であり、プリント基板に実装された通信配線が通信信号の品質に与える影響は大きくなっている。例えば、制御マイコンと監視マイコンとを接続する配線（以降、メイン信号線）に、他のマイコンやＩＣ等と接続されていない余分な配線（換言すれば未使用配線）が接続されていると、その余分な配線によって信号波形に余分な歪みが生じ、マイコン間の信号品質が低下することが懸念される。また、余分な配線がアンテナエレメントとして作用し、ノイズを放射することもある。特許文献１の構成では、第２領域を使用しない場合には、拡張用配線がメイン信号線にとっての余分な配線となり、上述したように通信信号品質の低下やノイズ放射を招いてしまうおそれがある。

本発明は、この事情に基づいて成されたものであり、その目的とするところは、様々な機能バリエーションに対して柔軟に対応可能であって、かつ、通信信号品質の低下やノイズ放射を招く恐れを低減可能な電子制御装置を提供することにある。

その目的を達成するための第１の発明は、所定の第１の機能を提供するモジュールである第１機能部（１５）と、所定の第２の機能を提供するモジュールである第２機能部（１６）と、が配置されたメイン基板（１０）を備える電子制御装置であって、メイン基板には、第１機能部と第２機能部とが通信を実施するための配線であるメイン信号線（１７）が配置されており、メイン基板の周縁部の一部は、電子制御装置の機能を拡張するための拡張機能部が実装された拡張用基板と接続されるための接続用縁部（１１）として形成されており、メイン基板には、メイン信号線と拡張機能部とを接続するための配線である拡張用配線を設けるための領域である配線予約領域が、接続用縁部とメイン信号線のそれぞれと接するように設けられており、メイン信号線は、拡張用配線と接続されておらず、配線予約領域には、拡張用配線として利用するための準備配線（１９１）が配置されており、準備配線が備える２つの端部のうち、メイン信号線と接続するための端部である第１端部は、メイン信号線との電気的接続が生じない範囲においてメイン信号線の近くに配置されており、拡張用配線の他端である第２端部は、接続用縁部まで延設されており、かつ、第１のチップ部品ランド（１９３）を介してグランド電位を提供する導体部材と接続されていることを特徴とする。

以上のメイン基板は、接続用縁部において拡張用基板と接続可能に構成されている。加えて、基板には、第１機能部と第２機能部とを接続するメイン信号線と接続用縁部のそれぞれ接するように、拡張用配線を設けるためのスペース（つまり、配線予約領域）が設けられている。

このような構成によれば、接続用端部に拡張用基板を接合するとともに、配線予約領域に拡張用配線を敷設することによって拡張機能部とメイン信号線とを接続させることができる。メイン信号線と拡張機能部とを接続した場合には、拡張機能部が第１機能部や第２機能部とも通信可能に構成されたことになる。つまり、以上の構成によれば、拡張用基板のメイン基板への接合及び拡張用配線の敷設によって、電子制御装置の機能を拡張させることができる。

また、拡張用基板に実装する拡張機能部を設計変更することによって、電子制御装置としての機能を変更することもできる。すなわち、以上の構成によれば、様々な機能バリエーションに対して柔軟に対応することができる。

さらに、上記の構成では、第１機能部と第２機能部とを接続するメイン信号線には、拡張用配線が接続されていない。すなわち、メイン信号線に余分な配線が延設されていない。そのため、余分な配線に由来する、通信信号品質の低下やノイズ放射が生じる恐れを低減できる。つまり以上の構成によれば、様々な機能バリエーションに対して柔軟に対応可能であって、かつ、通信信号品質の低下やノイズ放射を招く恐れを低減可能となる。

また、上記目的を達成するための第２の発明は、所定の基本機能を提供する回路が実装されたメイン回路領域（１０Ａ）と、基本機能を拡張するためのモジュールである拡張機能部が実装される拡張回路領域（２０Ａ）とが設けられた基板（３０）を備える電子制御装置であって、メイン回路領域と拡張回路領域は、共通の基板上において互いに接するように設けられており、メイン回路領域には、基本機能を実現するための要素として、所定の第１の機能を提供するモジュールである第１機能部（１５）と、所定の第２の機能を提供するモジュールである第２機能部（１６）と、が設けられており、メイン回路領域には、第１機能部と第２機能部とが通信を実施するための配線であるメイン信号線（１７）が配置されており、メイン回路領域には、メイン信号線と拡張機能部とを接続するための配線である拡張用配線を設けるための領域である配線予約領域（１８）が、メイン回路領域の周縁部のうち、拡張回路領域との境界に相当する接続用縁部とメイン信号線のそれぞれと接するように設けられており、メイン信号線は、拡張用配線と接続されておらず、配線予約領域には、拡張用配線として利用するための準備配線（１９１）が配置されており、準備配線が備える２つの端部のうち、メイン信号線と接続するための端部である第１端部は、メイン信号線との電気的接続が生じない範囲においてメイン信号線の近くに配置されており、拡張用配線の他端である第２端部は、接続用縁部まで延設されており、かつ、第１のチップ部品ランド（１９３）を介してグランド電位を提供する導体部材と接続されていることを特徴とする。

以上の構成では、第１機能部と第２機能部が設けられたメイン回路領域と拡張回路領域とが基板上に分割されて設けられている。加えて、メイン回路領域には、拡張用配線を設けるためのスペースが第１機能部と第２機能部とを接続するメイン信号線と、メイン回路領域と拡張回路領域との境界に相当する接続用縁部のそれぞれと接するように設けられている。

このような構成によれば、拡張回路領域に拡張機能部を設けるとともに、配線予約領域に拡張用配線を敷設することによって拡張機能部とメイン信号線とを接続させることができる。つまり、以上の構成によれば、第１の発明と同様に、拡張回路領域への拡張機能部の設置及び拡張用配線の敷設によって、電子制御装置の機能を拡張させることができる。また、様々な機能バリエーションに対して柔軟に対応することができる。

さらに、上記の構成も第１の発明と同様に、第１機能部と第２機能部とを接続するメイン信号線には、拡張用配線が接続されていない。そのため、通信信号品質の低下やノイズ放射が生じる恐れを低減できる。つまり、以上の構成によっても第１の発明と同様の効果を奏する。

なお、特許請求の範囲に記載した括弧内の符号は、一つの態様として後述する実施形態に記載の具体的手段との対応関係を示すものであって、本発明の技術的範囲を限定するものではない。

実施形態における電子制御装置１の構成を説明するための図である。 メイン基板１０に拡張用基板２０を接合して用いている態様を表した図である。 メイン基板１０の変形例を示した図である。 図３に示すメイン基板１０に拡張用基板２０を接合した状態を示した図である。 メイン基板１０の構成の変形例を示した図である。 図５に示すメイン基板１０に拡張用基板２０を接合した状態を示した図である。 メイン基板１０の構成の変形例を示した図である。 図７に示すメイン基板１０に拡張用基板２０を接合した状態を示した図である。 拡張用基板２０に拡張コネクタ２２が設けられている態様を示した図である。 筐体１００の変形例を示した図である。 拡張コネクタ２２付きの拡張用基板２０をメイン基板１０に接合して用いる場合の電子制御装置１の概略的な構成を示した図である。 電子制御装置１用の基板として、メイン基板１０の側方に拡張用基板２０として用いるための領域を設けた態様を示す図である。

［実施形態］
以下、本発明の実施形態について図を用いて説明する。図１は、本実施形態における電子制御装置１の概略的な構成の一例を示す図である。電子制御装置１は、車両に搭載された所定の制御対象を制御するための装置であって、車両に搭載されて用いられる。ここでは一例として電子制御装置１は、車両に搭載されているセンサ（つまり車載センサ）から入力されるデータに基づいて、車両の駆動源（例えばエンジン）の動作を制御する装置とする。

もちろん、電子制御装置１は、操舵アクチュエータを制御するものであってもよいし、制動システムを制御するものであってもよい。電子制御装置１の制御対象や、電子制御装置１の役務は適宜設計されればよい。なお、電子制御装置１は、駆動源としてエンジンとモータの両方を備える車両や、モータのみを駆動源として備える車両で用いられてもよい。

この電子制御装置１は、図１に示すように、筐体１００内にメイン基板１０を備える。メイン基板１０は、樹脂などの絶縁基材に導体を多層に配置した、いわゆる多層基板である。ここでは一例としてメイン基板１０は、導体層を６つ備える多層基板とする。メイン基板１０が備える複数の導体層のうちの１つは電源電圧が印加されることによって電源層として機能する。また、他の１つの層は、グランド電位を提供する層（いわゆるグランド層）として機能する。本実施形態では一例としてメイン基板１０は長方形状に形成されているものとする。

また、本実施形態における筐体１００は、メイン基板１０の側方（図１では紙面左側）に、拡張用基板２０が配置されるための空間である基板予約スペース１２０を備える。なお、基板予約スペース１２０はメイン基板１０と隣接する空間に設けられればよく、その位置はメイン基板１０の左側に限らない。また、基板予約スペース１２０は、拡張用基板２０がメイン基板１０と同一平面に位置するように形成されている。

拡張用基板２０は、電子制御装置１の機能を拡張するためのマイクロコンピュータ（以降、拡張マイコン）２１が搭載された基板であって、基板予約スペース１２０に配置されてメイン基板１０と物理的かつ電気的に接続されることによって、電子制御装置１の機能を拡張する。

メイン基板１０と拡張用基板２０はそれぞれ、互いに隙間なく合致するように形成された縁部を備えている。便宜上、メイン基板１０が備える周縁部のうち、拡張用基板２０と接続される縁部のことを、接続用縁部１１と称する。接続用縁部１１は、基板予約スペース１２０と接するように配置される。本実施形態における接続用縁部１１は、直線状に形成されている。

なお、図１では一例として、メイン基板１０を拡張用基板２０と接合せずに筐体１００に収容している態様を例示している。そのため、基板予約スペース１２０には拡張用基板２０が配置されていない。もちろん、電子制御装置１としては、基板予約スペース１２０に拡張用基板２０が配置された状態で流通してもよい。また、メイン基板１０は、拡張用基板２０と接合された状態で流通しても良い。

また、本実施形態では一例として、基板予約スペース１２０が設けられた筐体１００を使用する態様を開示しているが、これに限らない。メイン基板１０を拡張用基板２０と接続せずに使用する場合には、メイン基板１０の大きさに沿ったサイズの筐体１００を使用してもよい。すなわち、メイン基板１０を拡張用基板２０と接続せずに使用する場合、筐体１００は基板予約スペース１２０を備えていなくても良い。そのような態様によれば、電子制御装置１の車両における搭載スペースを低減することができる。

メイン基板１０の表面には、電子制御装置１が提供すべき所定の基本機能を実現するための種々の電子部品が配置されている。具体的には、コネクタ１２、入出力回路部１３、電源回路部１４、制御マイコン１５、監視マイコン１６、及びメイン信号線１７が配置されている。マイコンは、ＣＰＵ、ＲＯＭ、ＲＡＭ、レジスタなどを用いて実現されているマイクロコンピュータを指す。

なお、基本機能の内容は適宜設計されればよい。ここでは一例として、ユーザのアクセル操作量と現在の車速（換言すればエンジンの回転速度）に基づいて、駆動源の動作を制御する駆動源制御機能と、駆動源制御機能が正常に動作しているか否かを監視（換言すれば診断）する監視機能の、２つの機能を基本機能とする。

また、メイン基板１０の表面には、拡張用基板２０に配置されている拡張マイコン２１とメイン信号線１７とを通信可能に接続するための配線である拡張用配線１９を設けるための領域（以降、配線予約領域）１８が設けられている。配線予約領域１８は、後述するように接続用縁部１１と接し、かつ、メイン信号線１７と少なくとも一点で接するように形成されている。配線予約領域１８には、拡張用配線１９として用いるための部材以外は配置しない。本実施形態では一例として、配線予約領域１８は完全な空きスペースとする。

コネクタ１２は、電子制御装置１と他の機器とを電気的に接続するための外部接続用端子として機能する。コネクタ１２は、例えばアクセル操作量や車速などといった車両状態を表すデータが入出力されるための通信用コネクタの他に、車載電源からの電力供給を受けるための電源コネクタを備える。

入出力回路部１３は、コネクタ１２から入力された信号を取得して、制御マイコン１５に出力する回路モジュールである。また、制御マイコン１５から入力された各種信号をコネクタ１２を介して外部装置に適宜出力する。

電源回路部１４は、コネクタ１２を介して車載電源から供給される電圧を、電子制御装置１の作動に適した所定の作動電圧に変換する回路モジュールである。電源回路部１４は、車載電源からの電力を電子制御装置１が備える他の要素に供給する内部電源としての役割を担う。なお、車載電源とは、例えば車載バッテリーである。電源回路部１４が生成した電圧は、電源層等を介して、制御マイコン１５や監視マイコン１６等に供給される。

制御マイコン１５は、入出力回路部１３から入力されるデータに基づいて種々の演算処理を実行し、所定の制御対象についての制御目標量を決定するマイコンである。制御マイコン１５は、演算した制御目標量に対応する指令信号を、入出力回路部１３及びコネクタ１２を介して、制御対象としての外部装置に出力する。これによって、制御対象の動作を制御する。つまり、制御マイコン１５は駆動源制御機能を実現する電子部品に相当する。制御マイコン１５が請求項に記載の第１機能部に相当する。

制御マイコン１５は、他のマイコン等と通信するための端子（以降、制御マイコン端子）１５１として、４つの端子１５１Ａ〜Ｄを備える。制御マイコン端子１５１Ａ〜Ｄは何れもメイン信号線１７に接続されている。以降において４つの制御マイコン端子１５１Ａ〜Ｄのそれぞれを区別しない場合には制御マイコン端子１５１と記載する。

監視マイコン１６は、前述の監視機能を実現するマイコンである。監視マイコン１６は、制御マイコン１５と相互通信可能に構成されており、制御マイコン１５が正常に動作しているか否かを監視する。監視マイコン１６が請求項に記載の第２機能部に相当する。

制御マイコン１５が正常に動作しているか否かは、ウォッチドッグタイマ方式や宿題回答方式などといった、周知の方法を用いて判定することができる。ウォッチドッグタイマ方式とは、ウォッチドッグタイマが制御マイコン１５から入力されるウォッチドッグパルスによってクリアされずに満了した場合に、制御マイコン１５が異常動作していると判定する方式である。また、宿題回答方式とは、監視マイコン１６が予め定められた監視用の信号を制御マイコン１５に送るとともに、制御マイコン１５から返送されてきた回答が正解であるか否かによって制御マイコン１５が正常であるか否かを判定する方式である。

監視マイコン１６は、例えば制御マイコン１５といった他のマイコン等と通信するための端子（以降、監視マイコン端子）１６１として、４つの端子１６１Ａ〜Ｄを備える。監視マイコン端子１６１Ａ〜Ｄは何れもメイン信号線１７に接続されている。つまり、監視マイコン１６は、制御マイコン１５とメイン信号線１７を介して相互通信可能に構成されている。以降において４つの監視マイコン端子１６１Ａ〜Ｄのそれぞれを区別しない場合には監視マイコン端子１６１と記載する。

メイン信号線１７は、制御マイコン１５と監視マイコン１６とが通信を実施するための配線である。メイン信号線１７は、制御マイコン端子１５１から監視マイコン端子１６１まで延設されている。すなわち、メイン信号線１７の一端は、制御マイコン端子１５１に接続されることによって終端されており、他端は、監視マイコン端子１６１に接続されて終端されている。

また、本実施形態におけるメイン信号線１７は、分岐点が存在しない、一本道状に形成されている。なお、本実施形態では制御マイコン１５等が備える端子の数に対応するように、メイン信号線１７として、４つのメイン信号線１７Ａ〜Ｄが設けられているものとする。もちろん、メイン信号線１７の本数は４以外であってもよい。

＜基板表面における各部材のレイアウトについて＞
次に、配線予約領域１８を基板表面の左下に配置する場合の、メイン基板１０における各部材の配置箇所の一例について説明する。なお、各部材のメイン基板１０上における位置については、接続用縁部１１が上面視において左側に位置するように載置されている状態を前提として説明する。つまり、以降における上下左右は、図１を示す紙面の上下左右に対応するものである。上述の基板表面の左下も同様である。

まず、コネクタ１２は、メイン基板１０の長方形状の縁部のうち、上側の縁部の中央付近に設ける。なお、筐体１００には、コネクタ１２と対応する位置に、コネクタ１２を露出させる窓部が設けられており、これにより、筐体１００外部からコネクタ１２へのケーブルの差込が可能となる。

制御マイコン１５は、コネクタ１２の下側であって、かつ、基板表面全体の中では相対的に右上となる領域に配置する。なお、制御マイコン１５は、制御マイコン端子１５１が設けられた端辺が相対的に下側に位置する姿勢で取り付ける。このような姿勢で制御マイコン１５を配置することにより、制御マイコン端子１５１は左右方向に並ぶ。

入出力回路部１３は、制御マイコン１５の左側に、制御マイコン１５と隣接するように配置する。電源回路部１４は、例えば基板表面の相対的に左上となる位置に配置されればよい。

監視マイコン１６は、制御マイコン１５の近くに配置することが好ましい。ここでは一例として、制御マイコン１５と監視マイコン１６とが上下方向に並ぶように、制御マイコン１５の下側に監視マイコン１６を配置する。なお、制御マイコン１５が右上領域に配置されているため、監視マイコン１６は、基板表面全体の中では相対的に右側（具体的には右下）となる領域に配置される。

なお、監視マイコン１６を配置するにあたり、基板表面の左下に配線予約領域１８を配置するためには、メイン信号線１７が配線予約領域１８としての左下領域付近まで延設されていることが好ましい。したがって、監視マイコン１６は、監視マイコン端子１６１が設けられた端辺が左側に位置する姿勢で配置する。メイン信号線１７は、監視マイコン１６を上記のように配置することを考慮して、一部が監視マイコン１６の下側を通るように基板表面に敷設されている。監視マイコン１６は、メイン信号線１７の敷設の後に配置されれば良い。

そして、制御マイコン１５等の主要な電子部品を以上のように配置することによって形成される、基板表面の左下領域の空き領域を、配線予約領域１８として用いる。具体的には、監視マイコン端子１６１から接続用縁部１１までの領域が、配線予約領域１８に相当する。前述の通り、監視マイコン端子１６１は、メイン信号線１７の終端に相当する。そのため、以上の構成は、メイン信号線１７の１の終端と接続用縁部１１までの間に配線予約領域１８を形成した構成に相当する。

＜実施形態の効果＞
図２は、拡張用基板２０とメイン基板１０とを物理的かつ電気的に接続した状態（つまり、接合した状態）で、筐体１００に収容した態様を表している。メイン基板１０を拡張用基板２０と接合して用いる場合、配線予約領域１８に拡張用配線１９を敷設することによって、拡張マイコン２１をメイン信号線１７に接続することができる。具体的には、メイン信号線１７の終端に相当する監視マイコン端子１６１から、拡張用基板２０に搭載されている拡張マイコン２１の端子に向かって拡張用配線１９を敷設する。

これにより、拡張用基板２０の機能を、電子制御装置１の機能として発揮させることができる。なお、拡張用基板２０に搭載される拡張マイコン２１は、例えば、自動運転機能や所定の運転支援機能に対応するためのマイコンとすればよい。拡張マイコン２１が請求項に記載の拡張機能部に相当する。

このような構成によれば、拡張用基板２０を設計変更することによって、電子制御装置１が備える機能を変更することができる。すなわち、様々な機能バリエーションに対して柔軟に対応することができる。

また、メイン基板１０が拡張用基板２０と接合されていない状態においては、メイン信号線１７に、余分な配線が接続されていない。余分な配線とは、何れの電子部品とも接続していない配線である。そのため、余分な配線に由来する通信信号品質の低下やノイズ放射が生じる恐れを低減できる。つまり以上の構成によれば、様々な機能バリエーションに対して柔軟に対応可能であって、かつ、通信信号品質の低下やノイズ放射を招く恐れを低減可能となる。

なお、メイン基板１０と拡張用基板２０との接合は、メイン基板１０を筐体１００に収容する前に実施すればよい。もちろん、他の態様としてメイン基板１０を筐体１００に配置してから基板予約スペース１２０に拡張用基板２０を配置するといった手順で実施しても良い。

以上、本発明の実施形態を説明したが、本発明は上述の実施形態に限定されるものではなく、以降で述べる種々の変形例も本発明の技術的範囲に含まれ、さらに、下記以外にも要旨を逸脱しない範囲内で種々変更して実施することができる。

なお、前述の実施形態で述べた部材と同一の機能を有する部材については、同一の符号を付し、その説明を省略する。また、構成の一部のみに言及している場合、他の部分については先に説明した実施形態の構成を適用することができる。

［変形例１］
上述した実施形態では、配線予約領域１８を完全な空きスペースとしておく態様を開示したが、これに限らない。図３に示すように、拡張用配線１９として利用する配線（以降、準備配線）１９１を予め配設しておいてもよい。

準備配線１９１の一端（以降、第１端部）は、チップ部品ランド１９２を介して監視マイコン端子１６１と接続されている。監視マイコン端子１６１はメイン信号線１７の１つの終端に相当するため、第１端部がチップ部品ランド１９２を介して監視マイコン端子１６１と接続された構成は、第１端部がチップ部品ランド１９２を介してメイン信号線の１端と接続された構成に相当する。

準備配線１９１と監視マイコン端子１６１との間に配置されたチップ部品ランド１９２には、電子部品を搭載しない。これにより、メイン信号線１７と準備配線１９１との絶縁を維持する。このような構成は、メイン信号線１７との電気的接続が生じない範囲において、準備配線１９１の第１端部がメイン信号線１７の近くに配置された構成に相当する。チップ部品ランド１９２が請求項に記載の第１のチップ部品ランドに相当する。

準備配線１９１の他端（以降、第２端部）は、接続用縁部１１まで延設されており、かつ、チップ部品ランド１９３が備える２つの極のうちの一方に接続されている。チップ部品ランド１９３の他極は、グランド電位を提供する導体部材（例えばグランド層）と電気的に接続されていればよい。便宜上、チップ部品ランド１９３が備える２つの極のうち、準備配線１９１と接続している極を準備配線側極と称し、他方の極を縁部側極と称する。なお、他の態様として縁部側極は電気的に何れの導体層とも接続しないように構成してもよい。

チップ部品ランド１９３には、チップ部品ランド１９２と同様に、電子部品を搭載しない。これにより、準備配線１９１は、グランド層とも分離されて、電気的に浮いた存在となる。チップ部品ランド１９３が請求項に記載の第２のチップ部品ランドに相当する。

以上のメイン基板１０を拡張用基板２０と接合して用いる場合には、図４に示すように、チップ部品ランド１９２、１９３のそれぞれの極間を配線接続し、かつ、チップ部品ランド１９３の縁部側極から拡張マイコン２１の端子までに配線を敷設すれば良い。このような構成によれば、実施形態よりも簡単に、拡張マイコン２１をメイン信号線１７に接続させることができる。準備配線１９１やチップ部品ランド１９２，１９３を含む、監視マイコン端子１６１と拡張マイコン２１の端子とを接続する一連の導体部品が本変形例における拡張用配線１９に相当する。

なお、拡張用基板２０をメイン基板１０に接合した場合のチップ部品ランド１９３の極間は、配線で接続するのでなく、チップ抵抗器やインダクタ素子（例えばフェライトビーズ）を配置することで接続しても良い。

また、メイン基板１０が拡張用基板２０と接合されていない状態においては、メイン信号線１７と準備配線１９１とが電気的に分離されている。そのため、準備配線１９１の存在によって、通信信号品質の低下やノイズ放射が生じる恐れを低減できる。また、準備配線１９１はメイン基板１０において電気的に浮いた状態となっているため、アンテナ化してノイズを放射する可能性も低い。

なお、チップ部品ランド１９３の縁部側極をグランド電位に接続させている場合には、チップ部品ランド１９３にダンピング抵抗としてのチップ抵抗器を配置してもよい。そのような態様によれば、準備配線１９１を電気的に浮かせることなく、準備配線１９１がノイズを放射する恐れを低減することができる。

［変形例２］
以上では、拡張用配線１９とメイン信号線１７との接続点が、例えば監視マイコン端子１６１といったメイン信号線１７の１つの終端に相当する部分となるように、メイン信号線１７及び配線予約領域１８を形成した態様を開示したが、これに限らない。拡張用配線１９がメイン信号線１７の途中箇所で接続するように配線予約領域１８を形成しても良い。以下、そのような各部品の配置例について図５を用いて説明する。

この変形例２では制御マイコン１５を、図５に示すように、基板表面の左上に配置し、かつ、監視マイコン１６を制御マイコン１５からみて右下となる領域に配置する。このとき、制御マイコン１５は、制御マイコン端子１５１が配置された端辺が下側に位置する姿勢で配置する。また、監視マイコン１６は、監視マイコン端子１６１が配置された端辺が左側に位置する姿勢で配置する。入出力回路部１３及び電源回路部１４は、右上領域に配置する。

そして、基板表面の左下となる領域には、メイン信号線１７を、制御マイコン端子１５１から対応する監視マイコン端子１６１に向かうようにＬ字型に形成する。例えばメイン信号線１７Ａは、制御マイコン端子１５１Ａから、監視マイコン端子１６１Ａに向けてＬ字型に延設されたメイン信号線１７である。複数のメイン信号線１７は、それぞれ他のメイン信号線１７と電気的な絶縁を保つように適宜延設される。

以上のように主要な電子部品を配置すれば、基板表面の左下に、破線で示すように配線予約領域１８として確保することできる。そして、メイン基板１０を拡張用基板２０と接合して用いる場合には、図６に示すように、配線予約領域１８を用いて、メイン信号線１７の角部から拡張マイコン２１の端子まで拡張用配線１９を敷設する。

これにより、拡張マイコン２１をメイン信号線１７に接続させることができる。メイン信号線１７の角部が請求項に記載の途中点に相当する。メイン信号線１７の角部に拡張用配線１９が接続されることによって、メイン信号線１７の角部は図６に示すように三叉路となる。逆説的には、三叉路となっている点から拡張マイコン２１の端子までの配線が拡張用配線１９に相当する。

以上の構成によっても上述した実施形態と同様の効果を奏する。また、以上の構成によれば、複数のメイン信号線１７の長さを合わせやすい。そのため、メイン信号線１７の長さの違いに由来する通信遅延のばらつきを抑制することができる。

［変形例３］
上述した変形例２の配線予約領域１８には、変形例１と同様に、準備配線１９１を予め配置しておいてもよい。そのような態様の一例を図７に示す。準備配線１９１とメイン信号線１７との間には、何も搭載していないチップ部品ランドを配置することによって、電気的絶縁を確保すればよい。このような態様も、準備配線１９１の一端を、メイン信号線１７との電気的接続が生じない範囲において、メイン信号線１７の近くに配置している状態に相当する。

この変形例３として示すメイン基板１０を拡張用基板２０と接合して用いる場合には、図８に示すように、チップ部品ランドのそれぞれの極間を配線接続するとともに、さらに、拡張マイコン２１の端子まで配線を延設すれば良い。

［変形例４］
以上で述べた拡張用基板２０には、コネクタ１２とは別に、図９に示すように拡張コネクタ２２が設けられていてもよい。その場合、電子制御装置１の筐体１００には、図１０に示すように、拡張コネクタ２２を筐体１００外部に露出させるための窓（以降、拡張コネクタ用窓）１２２が設けられていれば良い。図１１は、拡張コネクタ２２が設けられた拡張用基板２０と接合されたメイン基板１０を筐体１００に収容している状態を概念的に表している。

なお、筐体１００に設けられた拡張コネクタ用窓１２２は、拡張用基板２０と接合されたメイン基板１０を使用しない場合には、適宜設計されたカバー部材で塞がれていればよい。拡張コネクタ２２を備えない拡張用基板２０と接合されたメイン基板１０を使用する場合も同様に、拡張コネクタ用窓１２２はカバー部材で塞がれていれば良い。

［変形例５］
なお、本実施形態ではメイン基板１０の上面視における形状（以降、平面形状）を長方形状とする態様を開示したがこれに限らない。他の多角形や、一部に曲線状に形成されていてもよい。例えば、接続用縁部１１とは反対側の縁部と接続する角部が面取りされていても良い。

また、接続用縁部１１は、拡張側接続用端部が接合するように形成されていればよく、例えば互いに嵌合するように凹凸が設けられていても良い。そのような態様によれば、位置決めがしやすくなる。

［変形例６］
以上では、メイン基板１０と拡張用基板２０とを別々に製造し、必要に応じてメイン基板１０に対して拡張用基板２０を接合して用いる態様を開示したが、これに限らない。図１２に示すように、電子制御装置１は、メイン基板１０として機能する回路を形成したメイン回路領域１０Ａの側方に、拡張マイコン２１等を配置するための領域（以降、拡張回路領域２０Ａ）が設けられた基板３０を用いて構成されていてもよい。

つまり、メイン基板１０と拡張用基板２０として作用しうる基板は、一つの共通の基板を用いて（換言すれば一体化された状態で）製造されても良い。ただし、メイン信号線１７に拡張用配線１９は接続されていないものとする。なお、上記のメイン回路領域１０Ａは、電子制御装置１としての所定の基本機能を提供する回路が実装された領域に相当する。また、上記の拡張回路領域２０Ａは、基本機能を拡張するためのモジュール（つまり拡張機能部）が実装されるための領域に相当する。

そのように構成された電子制御装置１の機能を拡張する場合には、拡張回路領域２０Ａに所望の機能を実現する電子部品（例えばマイコンやＩＣ）を配置し、それらの回路とメイン信号線１７とを電気的に接続すればよい。こうした構成によれば、２つの基板を物理的に接合する手間を省略することができる。

なお、図１２では、変形例１に倣って、配線予約領域１８に準備配線１９１等が設けられている態様を図示しているが、準備配線１９１は設けられていなくともよい。メイン回路領域１０Ａと拡張回路領域２０Ａの境界部分が、接続用縁部１１に相当する。

［変形例７］
以上では第１機能部を、ユーザのアクセル操作量と現在の車速（換言すればエンジンの回転速度）に基づいて、車両の駆動源（例えばエンジン）の動作を制御する機能部とする態様を開示したが、これに限らない。第１機能部が提供する機能は適宜設計されれば良い。また、マイコンを用いて第１機能部を実現する態様を開示したがこれに限らない。第１機能部は、マイコンを用いずに、例えばＩＣを用いて実現されていてもよい。

以上では第２機能部を、第１機能部としての制御マイコン１５の動作を監視する機能部とする態様を開示したが、これに限らない。第２機能部が提供する機能は適宜設計されれば良い。また、マイコンを用いて第２機能部を実現する態様を開示したがこれに限らない。第２機能部は、マイコンを用いずに、例えばＩＣを用いて実現してもよい。

１ 電子制御装置、１００ 筐体、１０ メイン基板、１１ 接続用縁部、１２ コネクタ、１３ 入出力回路部、１４ 電源回路部、１５ 制御マイコン、１５１・１５１Ａ〜Ｄ 制御マイコン端子、１６ 監視マイコン、１６１・１６１Ａ〜Ｄ 監視マイコン端子、１７・１７Ａ〜Ｄ メイン信号線、１８ 配線予約領域、１９ 拡張用配線、１９１ 準備配線、１９２ チップ部品ランド、１９３ チップ部品ランド、
２０ 拡張用基板、２１ 拡張マイコン、２２ 拡張コネクタ、１２０ 基板予約スペース、１２２ 拡張コネクタ用窓

Claims (6)

1. 所定の第１の機能を提供するモジュールである第１機能部（１５）と、
   所定の第２の機能を提供するモジュールである第２機能部（１６）と、が配置されたメイン基板（１０）を備える電子制御装置であって、
   前記メイン基板には、前記第１機能部と前記第２機能部とが通信を実施するための配線であるメイン信号線（１７）が配置されており、
   前記メイン基板の周縁部の一部は、前記電子制御装置の機能を拡張するための拡張機能部が実装された拡張用基板と接続されるための接続用縁部（１１）として形成されており、
   前記メイン基板には、前記メイン信号線と前記拡張機能部とを接続するための配線である拡張用配線を設けるための領域である配線予約領域が、前記接続用縁部と前記メイン信号線のそれぞれと接するように設けられており、
   前記メイン信号線は、前記拡張用配線と接続されておらず、
   前記配線予約領域には、前記拡張用配線として利用するための準備配線（１９１）が配置されており、
   前記準備配線が備える２つの端部のうち、前記メイン信号線と接続するための端部である第１端部は、前記メイン信号線との電気的接続が生じない範囲において前記メイン信号線の近くに配置されており、
   前記拡張用配線の他端である第２端部は、前記接続用縁部まで延設されており、かつ、第１のチップ部品ランド（１９３）を介してグランド電位を提供する導体部材と接続されていることを特徴とする電子制御装置。
2. 所定の基本機能を提供する回路が実装されたメイン回路領域（１０Ａ）と、前記基本機能を拡張するためのモジュールである拡張機能部が実装される拡張回路領域（２０Ａ）とが設けられた基板（３０）を備える電子制御装置であって、
   前記メイン回路領域と前記拡張回路領域は、共通の前記基板上に互いに接するように設けられており、
   前記メイン回路領域には、前記基本機能を実現するための要素として、所定の第１の機能を提供するモジュールである第１機能部（１５）と、所定の第２の機能を提供するモジュールである第２機能部（１６）とが設けられており、
   前記メイン回路領域には、前記第１機能部と前記第２機能部とが通信を実施するための配線であるメイン信号線（１７）が配置されており、
   前記メイン回路領域には、前記メイン信号線と前記拡張機能部とを接続するための配線である拡張用配線を設けるための領域である配線予約領域（１８）が、前記メイン回路領域の周縁部のうち、前記拡張回路領域との境界に相当する接続用縁部と前記メイン信号線のそれぞれと接するように設けられており、
   前記メイン信号線は、前記拡張用配線と接続されておらず、
   前記配線予約領域には、前記拡張用配線として利用するための準備配線（１９１）が配置されており、
   前記準備配線が備える２つの端部のうち、前記メイン信号線と接続するための端部である第１端部は、前記メイン信号線との電気的接続が生じない範囲において前記メイン信号線の近くに配置されており、
   前記拡張用配線の他端である第２端部は、前記接続用縁部まで延設されており、かつ、第１のチップ部品ランド（１９３）を介してグランド電位を提供する導体部材と接続されていることを特徴とする電子制御装置。
3. 請求項１又は２において、
   前記準備配線の前記第１端部と前記メイン信号線との間には、第２のチップ部品ランド（１９２）が設けられており、前記第２のチップ部品ランドには電子部品が搭載されていないことを特徴とする電子制御装置。
4. 請求項３において、
   前記第１端部は、前記第２のチップ部品ランドを介して、前記メイン信号線の端部と接続されていることを特徴とする電子制御装置。
5. 請求項３において、
   前記第１端部は、前記第２のチップ部品ランドを介して、前記メイン信号線において前記第１機能部と前記第２機能部との間に位置する途中点と接続されていることを特徴とする電子制御装置。
6. 請求項１から５の何れか１項において、
   前記第１のチップ部品ランドには、ダンピング抵抗としてのチップ抵抗器が実装されていることを特徴とする電子制御装置。

Images