JP6954774B2 - 制御ユニット - Google Patents

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Description

本発明は、車両に制動力を与えるのに用いられるブレーキ制御ユニット等の制御ユニットに関する。
従来、車両用のブレーキシステムとして、運転手がブレーキペダルを踏む量、つまり操作量に応じてブレーキに供給するブレーキ液圧を発生させるマスタシリンダを備えるものが知られている。その中で、例えば特許文献1はブレーキペダルのストローク量を検出可能なストロークセンサをマスタシリンダユニットの外壁に取り付けたブレーキ装置を提案する。また、特許文献2,3はストロークセンサを制御基板が収容されるハウジング内に備え、車両に搭載するためのスペースを確保しやすくするとともに、車両への組み付け工数を少なくできるブレーキシステムを提案する。
特開2015−98289号公報 特開2015−107749号公報 特開2015−107750号公報
本発明は、車両に搭載するためのスペースを確保しやすく、かつ、車両への組み付け工数を少なくできるとともに、センサ基板に異物が付着しない制御ユニットを提供することを目的とする。
本発明の制御ユニットは、主基板と、磁気検出センサ素子が設けられ、主基板に電気的に接続されるセンサ基板と、主基板及びセンサ基板を収容する収容領域を有するハウジングとを具備し、主基板用の収容領域及びセンサ基板用の収容領域を分離する遮蔽体をさらに具備することを特徴とする。
本発明の制御ユニットによれば、主基板に加えて磁気検出センサ素子を備えるセンサ基板がハウジングに収容されているので、センサ基板のためのハウジングが不要となり、その分だけ占めるスペースを省くことができる。また、主基板とセンサ基板の距離を短くできるので、主基板とセンサ基板の間におけるノイズ耐性を向上できる。しかも、制御ユニットは、ハウジングの収容領域に収容されるセンサ基板が遮蔽体により主基板用の収容領域から遮蔽されており、異物がセンサ基板に飛来するのを防ぐことができるので、センサ基板の特に磁気検出センサ素子に異物が付着することがない。したがって、本発明の制御ユニットによれば、異物の付着により磁気検出センサ素子が誤動作を起こしたり、検出精度が低下したりすることがない。なお、この異物の典型例は、主基板のはんだボールである。
また、本発明の制御ユニットにおいて、遮蔽体は、収容領域を覆うカバーとすることができるし、収容領域に収容されるセンサ基板の周囲を埋める樹脂充填材とすることもできる。
遮蔽体がカバーであれば、カバーを取り外すことにより、センサ基板の保守点検が容易である。
本発明における制御ユニットにおいて、ハウジングに埋設された接続端子を備え、接続端子を、主基板とセンサ基板の双方に圧入により電気的に接続することができる。
この制御ユニットによれば、ハーネス、電気コネクタ、ブッシュなどの電気的な接続機器が不要となり、部品点数の削減に加えて省スペース化が可能となる。
本発明において、接続端子をセンサ基板に圧入により電気的に接続する場合には、センサ基板の四隅に形成されたスルーホールに接続端子を圧入により電気的に接続することが好ましい。
この制御ユニットによれば、センサ基板を4点で支持することができるので、センサ基板を支持するための他の手段、例えば、ねじ止めしたり、熱融着したりする必要がない。
また、本発明の制御ユニットにおいて、対向する二辺の一方に並ぶ二つの前記スルーホールの間隔が、対向する二辺の他方に並ぶ二つのスルーホールの間隔より狭い、ことが好ましい。
この制御ユニットによれば、接続端子を平面方向に折り曲げなくても、接続端子どうしの干渉を回避できる。
また、本発明の制御ユニットにおいて、センサ基板は、ハウジングから露出する接続端子と圧入により電気的に接続され、ハウジングと離れて配置される、ことが好ましい。圧入による接続を採用している場合に、圧入の緩みを防止できる。
また、本発明の制御ユニットにおいて、センサ基板は、非対称の平面形状を有する、ことが好ましい。
この制御ユニットによれば、センサ基板の向きが正しいことを認識できるので、誤った向きでセンサ基板を収容領域に配置されるのを避けることができる。
本発明の他の制御ユニットは、主基板と、磁気検出センサ素子が設けられ、主基板に電気的に接続されるセンサ基板と、主基板及びセンサ基板を収容する収容領域を有するハウジングとを具備し、少なくともセンサ基板用の収容領域が樹脂充填材により埋められている、ことを特徴とする。
本発明のさらに他の制御ユニットは、主基板と、磁気検出センサ素子が設けられ、主基板に電気的に接続されるセンサ基板と、主基板及びセンサ基板をそれぞれ収容する収容領域を有するハウジングとを具備し、主基板用の収容領域及びセンサ基板用の収容領域が仕切りにより分離され、センサ基板用の収容領域を外部から遮蔽する遮蔽体をさらに具備することを特徴とする。
本発明の制御ユニットによれば、主基板に加えて磁気検出センサ素子を備えるセンサ基板がハウジングに収容されているので、センサ基板のためのハウジングが不要となり、その分だけ占めるスペースを省くことができる。また、主基板とセンサ基板の距離を短くできるので、主基板とセンサ基板の間におけるノイズ耐性を向上できる。しかも、制御ユニットは、ハウジングの収容領域に収容されるセンサ基板が遮蔽体により主基板用の収容領域から遮蔽されており、異物がセンサ基板に飛来するのを防ぐことができるので、センサ基板の特に磁気検出センサ素子に異物が付着することがない。したがって、本発明の制御ユニットによれば、異物の付着により磁気検出センサ素子を備えるストロークセンサが誤動作を起こしたり、検出精度が低下したりすることがない。
本発明の実施形態に係るブレーキ制御ユニットを具備するブレーキシステムにおける入力装置を示す断面図である。 図1の入力装置における制御ユニットを示す斜視図であり、センサ基板、遮蔽カバー及び主基板を本体から分離した図である。 図1の入力装置における制御ユニットを示す斜視図であり、遮蔽カバー及び主基板を除いた図である。 図1の入力装置における制御ユニットを示す斜視図であり、主基板を搭載した図である。 本実施形態におけるセンサ基板のいくつかの形態を示す平面図であり、センサ基板のうら面の側から観た図である。 図1の部分拡大図である。 本発明の他の実施形態を示す断面図である。
以下、添付図面を参照しながら、本発明の実施形態について説明する。
本実施形態は、本発明の制御ユニットを、車両用のブレーキシステムを構成する、ブレーキペダルの操作量に応じてブレーキ液圧を発生させる入力装置1に適用した、ブレーキ制御ユニット50に使用された例について説明する。
入力装置1は、図1に示すように、非磁性の金属材料からなる略直方体状の筐体である基体10と、ブレーキペダルの踏力によってブレーキ液圧を発生させるマスタシリンダ20と、ブレーキ制御ユニット50と、を備えている。
ブレーキ制御ユニット50は、ストロークセンサ70から得られた情報や予め記憶させておいたプログラム等に基づいて、ブレーキ液圧を発生させるモータシリンダ(図示せず)を駆動するモータ(図示せず)の作動を制御する。
なお、以下の説明における前・後、左・右などの方向は、入力装置1を説明する上で便宜上設定したものであるが、本実施形態においては、入力装置1を車両に搭載したときの方向と概ね一致している。
[マスタシリンダ20]
マスタシリンダ20は、基体10のシリンダキャビティ21に挿入されたピストン22と、その先端に、被検出部材として設けられた永久磁石75と、を備えている。
[ブレーキ制御ユニット50]
ブレーキ制御ユニット50は、図1及び図2に示すように、車両用ブレーキシステムの基体10の右側面10A1に取り付けられた樹脂製の筐体であるハウジング51を有している。
ハウジング51は、図1に示すように、その内部空間に制御基板52が収容されている。ハウジング51は、基体10と対向する面に、左側に向けて突出するセンサ収容部51Fを備えている。センサ収容部51Fの内部には、ハウジング51の内部空間に繋がる収容凹部58が形成される。収容凹部58には、センサ基板54とストロークセンサ70が収容される。
なお、ハウジング51は、図1に示すように、内部にコイルC等の機器が配置されているが、図2及び図3においてはその記載を省略する。
ハウジング51は、図1に示すように、内部に制御基板52を収容する本体51Aと、本体51Aの開口を閉じる蓋51Bと、を備えている。本体51Aは、上部が開口する箱型の部材であり、電気絶縁性の樹脂を射出成形することにより一体的に形成されている。また、本体51Aには、制御基板52の主基板53とセンサ基板54との電気的な接続を担う接続端子55が埋設されており、図2に示すように、接続に供される部分が収容領域56Aに突出している。接続端子55は、本体51Aを射出成形により作製する際に一体的にインサート成形される。
本体51Aは、図1及び図2に示すように、センサ基板54を収容する収容領域56Aを備えている。収容領域56Aは、側壁51Dの近くの底面51Cで開口している収容凹部58の内周面58Aにより取り囲まれる略直方体状の空間である。この収容領域56Aは、センサ基板54が周囲に適度な隙間を有して収容される開口面積を有している。また、収容領域56Aの内部の底床51Eは、収容領域56A以外の本体51Aの底面51Cよりもマスタシリンダ20寄りに位置している。
接続端子55は収容領域56Aの内外に亘って設けられている。この接続端子55は、導電性の優れた金属材料、例えば銅又は銅合金により形成されている。また、接続端子55は、図6に示すように、概ねL字状の形状をなしており、収容領域56Aの外部において底面51Cに垂直な第一接続部551と、第一接続部551に連なり底床51Eに平行な埋設部552と、埋設部552に連なり底床51Eから垂直に立ち上がる第二接続部553と、を備えている。第一接続部551は、収容凹部58と底面51Cの境界において立ち上がる衝立57を貫通している。第一接続部551及び第二接続部553のそれぞれは、主基板53、センサ基板54との安定した電気的な接続を確保するために、先端にニードルアイ型のプレスフィット端子要素を備える。
接続端子55は、図6に示すように、底床51Eから第二接続部553が立ち上がり、その先端部分が収容領域56Aの内部に露出する。接続端子55は、第一接続部551が主基板53と電気的に接続され、第二接続部553がセンサ基板54と電気的に接続される。つまり、主基板53とセンサ基板54は、接続端子55を介して電気的に接続されることで、接続端子55を介して主基板53からセンサ基板54に電力が供給され、また、接続端子55を介してストロークセンサ(磁気検出センサ素子)70の検出信号がセンサ基板54から主基板53に入力される。
本実施形態は、4本の接続端子55を用いており、そのうちの2本が側壁51Dの近くで収容領域56Aに露出し、残りの2本が側壁51Dから離れて収容領域56Aに露出する。図5(a)に示すように、4本の接続端子55A,55B,55C及び55Dがセンサ基板54の四隅に設けられるスルーホール60A,60B,60C,60Dに圧入されることで、主基板53とセンサ基板54が電気的に接続されるとともに、センサ基板54を機械的に支持する。なお、接続端子55を区別して示す必要があるときには接続端子55A,55B,55C及び55Dと表記し、区別する必要がないときは接続端子55と総称する。
主基板53とセンサ基板54を収容する収容領域56は、図1及び図3に示すように、遮蔽カバー90が収容凹部58の開口の上に載せられることで、主基板53用の収容領域56Bとセンサ基板54用の収容領域56Aに分離される。これにより、収容領域56Aの内部が外部から遮蔽される。したがって、収容領域56Aの内部に配置されるセンサ基板54は、主基板53用の収容領域56Bからの異物の飛来を受けることがない。
次に、制御基板52は、図1及び図2に示すように、主基板53と、主基板53と階層状に配置されたセンサ基板54と、から構成されており、ストロークセンサ70はセンサ基板54に実装されている。センサ基板54は、主基板53と収容領域56Aの底床51Eの間に配置されており、主基板53からもハウジング51の本体51A(底床51E)からも離れて配置されている。
主基板53は、図1及び図4に示すように、ハウジング51の収容領域56Bで接続端子55に支持される。
主基板53は、ストロークセンサ70から送られる検出値、その他、車両から送られる走行状態に関する情報が入力され、内蔵されるプログラムに基づき、車両挙動の安定化を支援する液圧制御装置(図示せず)の各アクチュエータ(図示せず)を制御する。具体的には、油路の連通状態を切り替える電磁バルブ(図示せず)の開閉動作や、モータシリンダ(図示せず)を駆動するモータ(図示せず)の回転数を制御する。
センサ基板54は、図6に示すように、基板本体54Aのうら面54Bであって、右側面10A1に形成された溝10A2に挿入されるセンサ収容部51Fの内部にストロークセンサ70が実装されている。ストロークセンサ70は、図1に示すように、マスタシリンダ20の永久磁石75に対向する位置に配置されており、基体10とピストン22の周壁とを挟んで永久磁石75に対向している。これにより、ストロークセンサ70は、ハウジング51内において永久磁石75から最短距離の位置に配置されており、永久磁石75の前後方向の移動を検出することで、ピストン22の摺動ストロークを検出する。なお、センサ基板54のおもて面54Fには実装部品などは設けられていない。
センサ基板54は、図5(a)に示すように、四隅近傍に接続端子55A〜55Dが圧入されるスルーホール60A,60B,60C,60Dが形成されている。それぞれのスルーホール60A〜60Dの周囲には電極が設けられており、この電極は、ストロークセンサ70と図示を省略する配線パターンを介して電気的に接続されている。
4つのスルーホール60A〜60Dは、この例では、矩形の頂点近傍に配置されている。図中の左右方向に並ぶ二つのスルーホール60A,60Bに接続される接続端子55A,55Bは、相互に干渉するのを防いでいる。つまり、接続端子55Aは平面方向に真直ぐに延びているが、接続端子55Bは、接続端子55Aを迂回するようにスルーホール60Bの近くでL字屈状(L)に折り曲げられている。スルーホール60C,60Dに接続される接続端子55C,55Dについても同様である。
接続端子55Aと接続端子55B、接続端子55Cと接続端子55Dの干渉を回避し、かつ、接続端子55B,55Dの折り曲げをしなくて済むようにする例が、図5(b)に示されている。つまり、対向する二辺の一方に並ぶ二つのスルーホール60A,60Cの間隔が、対向する二辺の他方に並ぶ二つのスルーホール60B,60Dの間隔より広くする。こうすれば、接続端子55A,55Bが延びる方向に並ぶスルーホール60A,60Bの位置がずれ、かつ、接続端子55C,55Dが延びる方向に並ぶスルーホール60C,60Dの位置がずれるので、接続端子55A,55B,55C,55Dの全てを平面方向に真直ぐに延びる形状に統一できる。
次に、図5(c)に示されるセンサ基板54は、その向きを誤ることなくセンサ基板54に接続端子55A,55B,55C,55Dを圧入するための形状、つまり、センサ基板54の一つの角にC面65を設けることで、センサ基板54を非対称な平面形状とする。一方で、衝立57と側壁51Dにより特定される収容領域56Aの平面形状とセンサ基板54の平面形状とが相似をなすように、図2に示すように、衝立57と側壁51Dの一つの境界部分の一つの角を三角形状に埋めてセンサ基板54のC面65と当接する当接面59を設ける。これにより、センサ基板54の一つの角のC面65と収容領域56Aの当接面59が一致すれば、センサ基板54の向きが正しいことを認識できるし、また、誤った向きでセンサ基板54に接続端子55を圧入すること自体ができなくなる。
なお、主基板53は、基体10の右側面10A1と間隔を空けて配置されており、図1及び図2に示すように、その間隔を開けた空間にはコイルC等が配置される。センサ基板54は、このようなコイルC等の配置されるスペースを利用して配置されている。
また、ストロークセンサ70は、図1において、基体10の右側面10A1に近接するものを示したが、右側面10A1との間に所定の隙間を設けてもよい。
また、ストロークセンサ70は、基体10とピストン22の周壁を挟んで永久磁石75に対向するものを示したが、これに限られることはなく、例えば、ブレーキペダルが踏み込まれていないマスタシリンダ20の初期位置において対向していなくてもよい。
[本実施形態が奏する効果]
以上説明した本実施形態のブレーキ制御ユニット50は、以下の効果を奏する。
ブレーキ制御ユニット50は、主基板53に加えてストロークセンサ70を備えるセンサ基板54がハウジング51に収容されている。したがって、センサ基板54専用のハウジングが不要となり、その分だけ入力装置1が占めるスペースを省くことができる。また、主基板53とセンサ基板54の距離を短くできるので、主基板53とセンサ基板54の間におけるノイズ耐性を向上できる。
また、ブレーキ制御ユニット50は、ハウジング51の本体51Aに一部が埋設された接続端子55により主基板53とセンサ基板54を圧入により電気的に接続するので、ハーネス、電気コネクタ、ブッシュなどの電気的な接続機器が不要となり、部品点数の削減に加えて省スペース化が可能となる。
また、ブレーキ制御ユニット50は、センサ基板54の四隅近傍に設けたスルーホール60のそれぞれに接続端子55A,55B,55C,55Dを圧入することで、センサ基板54を4点で支持する。したがって、センサ基板54を支持するための手段、例えば、ねじ止めしたり、熱融着したりする必要がない。
しかも、センサ基板54は、接続端子55により支持されることで、本体51Aの底床51Eから離れている。ここで、本実施形態のように、接続端子55の一部が埋設されることで、接続端子55とハウジング51の本体51Aが接触すると、本体51Aと接続端子55の線膨張係数の差異により、接続端子55によるセンサ基板54の圧入に緩みが生ずるおそれがある。ところが、本実施形態のように、センサ基板54を本体51Aから離して接触しない構造を採用することにより、圧入部分の緩みを防止できる。
また、ブレーキ制御ユニット50は、収容凹部58の開口の上に載る遮蔽カバー90により収容領域56Aに収容されるセンサ基板54が覆われており、ブレーキシステムの稼働中に、異物がセンサ基板54に飛来するのを防ぐことができる。このため、センサ基板54の特にストロークセンサ70に異物が付着することがない。したがって、ブレーキ制御ユニット50によれば、異物の付着によりストロークセンサ70が誤動作を起こしたり、検出精度を落としたりすることがない。なお、この異物の代表的なものは、主基板53に施されているはんだ付けの一部が脱落して生ずるはんだボールである。はんだボールは導電性を有するので、センサ基板54に付着すると、誤動作により検出精度を劣化させる恐れがある。
以上、本発明の好ましい実施形態について説明したが、本発明はこの実施形態に限定されることなく、その趣旨を逸脱しない範囲で適宜に変更が可能である。
上述した実施形態において、接続端子55は圧入により主基板53、センサ基板54と接続、固定がなされるが、本発明はこれに限定されず、例えば、はんだによる接続、固定を許容する。
また、以上の実施形態は、遮蔽カバー90により収容領域56Aを主基板53用の収容領域56Bから遮蔽しているが、本発明の遮蔽体はこれに限らず、図7(a)に示すように、収容領域56Aに樹脂充填材、いわゆる樹脂ポッティングを施し、センサ基板54を樹脂ポッティングにより形成された樹脂層81の中に埋設することもできる。樹脂ポッティングは、例えばウレタン樹脂を本体51Aに注入し、注入後に恒温槽にて硬化させる。
さらに、以上の第1実施形態は、収容領域56が遮蔽カバー90により主基板53用の収容領域56Bとセンサ基板54用の収容領域56Aに分離されているが、図7(b)に示すように、予め設けられた仕切り91により収容領域56が収容領域56Bと収容領域56Aに分離されていてもよい。この場合も、ハウジング51は、収容領域56A内にセンサ基板54を設置する開口を有しており、この開口が遮蔽カバー90Aにより塞がれることで収容領域56Aが外部から遮蔽される。
さらに、本発明はブレーキ制御ユニットのみならず、トランスミッション制御ユニット等の他の制御ユニットにも適用可能である。
50 ブレーキ制御ユニット
51 ハウジング
51A 本体
51B 蓋
51C 底面
51D 側壁
51E 底床
52 制御基板
53 主基板
54 センサ基板
54B うら面
55,55A,55B,55C及び55D 接続端子
56A,56B 収容領域
57 衝立
60A,60B,60C,60D スルーホール
70 ストロークセンサ
75 永久磁石
90,90A 遮蔽カバー

Claims (9)

  1. 主基板と、
    磁気検出センサ素子が設けられ、前記主基板に電気的に接続されるセンサ基板と、
    前記主基板及び前記センサ基板を収容する収容領域を有するハウジングと、
    前記収容領域は、前記主基板用の第1収容領域及び前記センサ基板用の第2収容領域を分離する遮蔽体と、を具
    前記第1収容領域の底面と前記第2収容領域の底床とは段差が設けられており、
    前記第1収容領域の側から平面視して、前記第1収容領域に収容される前記主基板は、前記第2収容領域に収容される前記センサ基板を覆っている、
    ことを特徴とする制御ユニット。
  2. 主基板と、
    磁気検出センサ素子が設けられ、前記主基板に電気的に接続されるセンサ基板と、
    前記主基板及び前記センサ基板を収容する収容領域を有するハウジングとを具備し、
    少なくとも前記センサ基板用の収容領域が樹脂充填材により埋められており
    前記収容領域は、前記主基板用の第1収容領域及び前記センサ基板用の第2収容領域を備え、
    前記第1収容領域の底面と前記第2収容領域の底床とは段差が設けられており、
    前記第1収容領域の側から平面視して、前記第1収容領域に収容される前記主基板は、前記第2収容領域に収容される前記センサ基板を覆っている、
    ことを特徴とする制御ユニット。
  3. 主基板と、
    磁気検出センサ素子が設けられ、前記主基板に電気的に接続されるセンサ基板と、
    前記主基板及び前記センサ基板を収容する収容領域を有するハウジングとを具備し、
    前記収容領域は、前記主基板用の第1収容領域及び前記センサ基板用の第2収容領域を備え、
    前記主基板用の前記第1収容領域及び前記センサ基板用の前記第2収容領域が仕切りにより分離され、
    前記センサ基板用の収容領域を外部から遮蔽する遮蔽体をさらに具備
    前記第1収容領域の底面と前記第2収容領域の底床とは段差が設けられており、
    前記第1収容領域の側から平面視して、前記第1収容領域に収容される前記主基板は、前記第2収容領域に収容される前記センサ基板を覆っている、
    ことを特徴とする制御ユニット。
  4. 前記遮蔽体は、
    前記収容領域を覆うカバーからなる、
    請求項1または請求項3に記載の制御ユニット。
  5. 前記ハウジングに埋設された接続端子を備え、
    前記接続端子は、前記主基板と前記センサ基板の双方に圧入により電気的に接続される、
    請求項1〜請求項4のいずれか一項に記載の制御ユニット。
  6. 前記センサ基板は、その四隅に形成されたスルーホールに前記接続端子が圧入により電気的に接続される、
    請求項5に記載の制御ユニット。
  7. 前記センサ基板は、
    対向する二辺の一方に並ぶ二つの前記スルーホールの間隔が、対向する前記二辺の他方に並ぶ二つの前記スルーホールの間隔より狭い、
    請求項6に記載の制御ユニット。
  8. 前記センサ基板は、
    前記ハウジングから露出する前記接続端子と圧入により電気的に接続され、前記ハウジングと離れて配置される、
    請求項5〜請求項7のいずれか一項に記載の制御ユニット。
  9. 前記センサ基板は、非対称の平面形状を有する、
    請求項1〜請求項8のいずれか一項に記載の制御ユニット。
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