JPH11274672A - 制御回路基板及び車両用電子制御装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 バイパスコンデンサ等のノイズ吸収用回路素
子を用いることなく、制御回路基板内で発生するノイズ
の拡散及び制御回路基板外へのノイズの伝達を抑制する
ことができる制御回路基板及び該制御回路基板を用いた
車両用電子制御装置を提供すること。 【解決手段】 車両用電子制御装置１は、プリント基板
２、マイクロコンピュータ３、コネクタ４、電源ＩＣ５
等からなる。プリント基板２は、各種回路素子を実装し
てマイクロコンピュータ３とコネクタ４とを接続する信
号出力用回路を構成する制御回路用配線パターンＰｓ
と、マイクロコンピュータ３等に動作電力を供給する電
源ＩＣ５を実装して電源回路を構成する電源用配線パタ
ーンＰｄとを備え、マイクロコンピュータ３に動作電力
を供給するための電源用配線パターンＰｄは、制御回路
用配線パターンＰｓと交差しない様に配置されている。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、制御対象を制御す
るための制御回路が組み付けられた制御回路基板及び該
制御回路基板を用いた車両用電子制御装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、自動車のエンジンやトランスミッ
ション等の制御には、マイクロコンピュータ等の様々な
回路素子によって構成される電子制御装置が用いられて
いる。この種の電子制御装置は、運転者の要求や実際の
走行状態等を取得するために各種センサ等と接続され、
また、エンジンやトランスミッション等を制御するため
に各種アクチュエータ等と接続されている。そして、電
子制御装置に用いられる制御回路基板においては、マイ
クロコンピュータ等の各回路素子の電磁気的特性を考慮
し、近接する回路素子同士が悪影響を及ぼし合わない様
に各回路素子の配置が決定され、この配置に基づいてプ
リント基板の配線パターンの配置が決定されている。

【０００３】しかし、各回路素子の位置を決定した後で
配線パターンの配置を決定すると、配線パターンが複雑
になることが多く、プリント基板の表面の配線パターン
と裏面の配線パターンとが交差することが多い。この様
に配線パターンが交差している所では、２つの配線パタ
ーンが電磁気的に結合し、希に、一方の配線パターンの
高周波信号等が他方の配線パターンへ誘導されることが
ある。特に、電源回路からマイクロコンピュータへ流入
する電流は、他の回路素子（例えばトランジスタ）に流
入する電流に比べて非常に大きいので、電源回路とマイ
クロコンピュータとを接続する電源用配線パターンで
は、ノイズが発生し易い。さらに、電源回路では電流の
脈動等によりノイズが発生し易いので、電源用配線パタ
ーンには電源回路で発生したノイズが伝達されることも
ある。このため、この電源用配線パターンに他の制御回
路用配線パターンが交差していると、交差している他の
制御回路用配線パターンにノイズが伝達され、次々に他
の制御回路用配線パターンにもノイズが伝達されてしま
う。そして、いくつかの配線パターンに伝達されたノイ
ズが、制御回路基板と各種センサ及び各種アクチュエー
タとを接続するワイヤハーネスによって外部に伝達さ
れ、空中に放射される。そして、空中に放射されたノイ
ズが自動車に備えられるラジオのアンテナに伝達される
と、ラジオの音声に雑音が混入する。

【０００４】そこで、従来は、制御回路基板の入出力部
であるコネクタの近傍に、ノイズ吸収用のバイパスコン
デンサを取り付けることによって、制御回路基板内で発
生するノイズをワイヤハーネスに伝達させない様にして
いた。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】ところが、コネクタの
近傍にバイパスコンデンサを取り付ける方法では、ノイ
ズを制御回路基板外に伝達させない様にすることはでき
るが、制御回路基板内を伝達させない様にすることはで
きない。このため、ノイズによって制御回路基板内の各
回路素子が何等かの悪影響を受けることがある。また、
この様な方法を、入出力チャネル数の多い制御回路基板
に適用する場合には、多数のバイパスコンデンサを取り
付ける必要があるため、制御回路基板の大型化を招くと
共に製造・製品コストの上昇を招く、という問題があ
る。

【０００６】そこで、本発明は、バイパスコンデンサ等
のノイズ吸収用回路素子を用いることなく、もしくは必
要最小限にして、制御回路基板内で発生するノイズの拡
散及び制御回路基板外へのノイズの伝達を抑制すること
ができる制御回路基板及び該制御回路基板を用いた車両
用電子制御装置を提供することを目的とする。

【０００７】

【課題を解決するための手段、及び発明の効果】この様
な目的を達成するため、請求項１に記載の制御回路基板
においては、マイクロコンピュータと電源回路とを接続
する電源用配線パターンが、他の制御回路用配線パター
ンと交差しない様に配線パターンの配置が決定されてい
る。

【０００８】この様に、本発明にかかる制御回路基板で
は、ノイズを発生・伝達し易い電源用配線パターンが他
の制御回路用配線パターンと交差していないので、電源
用配線パターンのノイズが他の制御回路用配線パターン
へ誘導され難い。このため、バイパスコンデンサ等のノ
イズ吸収用回路素子を用いることなく、もしくは必要最
小限にして、基板内で発生するノイズの拡散及び基板外
への伝達を抑制することができる。

【０００９】ところで、本発明にかかる制御回路基板で
は、電源用配線パターンと制御回路用配線パターンとが
交差しない様に配線パターンを配置するので、制御回路
用配線パターンは、電源回路、マイクロコンピュータ及
び電源用配線パターンを迂回する様に複雑に配置される
ことになる。このため、場合によっては制御回路用配線
パターンの道のりが非常に長くなることがあり、ノイズ
の影響を受け易くなることもある。そこで、本発明にか
かる制御回路基板においては、電源回路とマイクロコン
ピュータとを可能な限り接近させて配置するとよい。こ
の様に配置した場合には、電源回路、マイクロコンピュ
ータ及び電源用配線パターンを結ぶ範囲の外周が短くな
るので、迂回させる制御回路用配線パターンを短くする
ことができる。また、この様に配置した場合には、電源
用配線パターンを短くすることができるので、電源用配
線パターンから発生するノイズを低減することができ
る。即ち、制御回路基板内におけるノイズの発生自体を
抑制することができる。

【００１０】そして、例えば請求項２に記載した様に、
制御回路用配線パターンに車両用制御回路を構成し、請
求項１に記載した制御回路基板を用いて車両用電子制御
装置を構成するとよい。この様に、請求項１に記載した
制御回路基板を用いて車両用電子制御装置を構成した場
合には、装置の大型化及び製造コストの上昇を招くこと
なく自動車のエンジンやトランスミッション等を非常に
高精度で制御することができる。

【００１１】

【発明の実施の形態】以下、本発明の制御回路基板を車
両用電子制御装置に適用した一例を図面に基づいて説明
する。まず、本実施例の車両用電子制御装置の構成につ
いて説明する。

【００１２】図１は、本実施例の車両用電子制御装置に
備えられるマイクロコンピュータとコネクタとを接続す
る主要な回路を示す説明図であり、図２は、図１に示す
回路の配線パターンを模式的に示す説明図である。車両
用電子制御装置１は、自動車のエンジンやトランスミッ
ション等の車両搭載機器を制御するためのものであり、
図に示す様に、プリント基板２、プリント基板２上に設
置されるマイクロコンピュータ３、コネクタ４、電源Ｉ
Ｃ５等を備える。

【００１３】プリント基板２は、基板両面に配線パター
ンを形成した所謂両面基板であり、マイクロコンピュー
タ３とコネクタ４とを接続するための信号出力用回路１
１，１２，１３，１４を構成する制御回路用配線パター
ンＰｓと、マイクロコンピュータ３及び信号出力用回路
１１，１２，１３，１４に動作電力を供給するための電
源ＩＣ５を実装することにより電源回路１５を構成する
電源用配線パターンＰｄとを備える。

【００１４】マイクロコンピュータ３は、図示しない信
号入力用回路１３を介して、各種センサから例えばエン
ジン回転数等を取得し、信号出力用回路１１，１２，１
３，１４及びコネクタ４の端子Ｃ１，Ｃ２，Ｃ３，Ｃ４
を介して、各種アクチュエータに例えば電磁弁の開閉量
等を指令するためのものである。

【００１５】コネクタ４は、プリント基板２に形成され
た配線パターンを図示しないワイヤハーネスに接続する
ためのものである。電源ＩＣ５は、コネクタ４の端子Ｃ
６を介して図示しないバッテリと接続されており、バッ
テリの電圧（１２Ｖ）を車両用電子制御装置１で用いる
電圧（５Ｖ）に変圧してマイクロコンピュータ３や信号
出力用回路１１，１２，１３，１４等に動作電力を供給
するためのものである。また、電源ＩＣ５は、コネクタ
４の端子Ｃ５を介して車両用電子制御装置１外の回路素
子等にも５Ｖの動作電力を供給する様に構成されてい
る。

【００１６】信号出力用回路１１は、抵抗Ｒ１１，Ｒ１
２，Ｒ１３，Ｒ１４，Ｒ１５及びトランジスタＴ１１，
Ｔ１２等によって構成されており、マイクロコンピュー
タ３からＨＩＧＨレベルの信号が出力されると、トラン
ジスタＴ１２がＯＮ、トランジスタＴ１１がＯＦＦ状態
となって、コネクタ４の端子Ｃ１からＨＩＧＨレベルの
信号を出力し、逆に、マイクロコンピュータ３からＬＯ
Ｗレベルの信号が出力されると、トランジスタＴ１２が
ＯＦＦ、トランジスタＴ１１がＯＮ状態となって、端子
Ｃ１からＬＯＷレベルの信号を出力する。

【００１７】信号出力用回路１２は、抵抗Ｒ２１，Ｒ２
２及びトランジスタＴ２１によって構成されており、マ
イクロコンピュータ３からＨＩＧＨレベルの信号が出力
されると、トランジスタＴ２１がＯＦＦ状態となって、
コネクタ４の端子Ｃ２からＬＯＷレベルの信号を出力
し、逆に、マイクロコンピュータ３からＬＯＷレベルの
信号が出力されると、トランジスタＴ２１がＯＮ状態と
なって、端子Ｃ２からＨＩＧＨレベルの信号を出力す
る。

【００１８】信号出力用回路１３は、トランジスタＴ３
１及び抵抗内蔵型トランジスタＴ３２，Ｔ３３によって
構成されており、マイクロコンピュータ３からＨＩＧＨ
レベルの信号が出力されると、各トランジスタＴ３１〜
Ｔ３３がＯＮ状態となって、コネクタ４の端子Ｃ３から
ＬＯＷレベルの信号を出力し、逆に、マイクロコンピュ
ータ３からＬＯＷレベルの信号が出力されると、各トラ
ンジスタＴ３１〜Ｔ３３がＯＦＦ状態となって、端子Ｃ
３からＨＩＧＨレベルの信号を出力する。

【００１９】信号出力用回路１４は、信号出力用回路１
３と同様、トランジスタＴ４１及び抵抗内蔵型トランジ
スタＴ４２，Ｔ４３によって構成されており、信号出力
用回路１３と同様に動作する。そして、信号出力用回路
１１，１２，１３，１４を構成する回路素子は、図２に
示す様な配置でプリント基板２の制御回路用配線パター
ンＰｓに実装されており、電源用配線パターンＰｄの
内、マイクロコンピュータ３に動作電力を供給するため
の電源用配線パターンＰｄは、制御回路用配線パターン
Ｐｓと交差しない様に配置されている（図２において破
線で示した回路素子及び配線パターンは、プリント基板
２の裏面に設けられている。）。

【００２０】なお、車両用電子制御装置１は、信号出力
用回路１１，１２，１３，１４以外にも多数の信号出力
用回路及び信号入力用回路を備えているが、簡略化のた
めにこれらの図示及び説明は省略する。また、図２にお
いて、信号出力用回路１１，１２，１３，１４の接地の
ための配線パターン及びトランジスタのコレクタに電圧
を印加するための配線パターンの図示は省略する。

【００２１】ここで、プリント基板２が前述した制御回
路基板に該当し、マイクロコンピュータ３，抵抗Ｒ１
１，Ｒ１２，Ｒ１３，Ｒ１４，Ｒ１５，トランジスタＴ
１１，Ｔ１２，抵抗Ｒ２１，Ｒ２２，トランジスタＴ２
１，トランジスタＴ３１，抵抗内蔵型トランジスタＴ３
２，Ｔ３３，トランジスタＴ４１，抵抗内蔵型トランジ
スタＴ４２，Ｔ４３が前述した制御回路用の回路素子に
該当し、マイクロコンピュータ３及び信号出力用回路１
１，１２，１３，１４が前述した制御回路に該当し、電
源ＩＣ５が前述した電源回路用の回路素子に該当する。

【００２２】次に、本実施例の車両用電子制御装置１の
効果について説明する。本実施例の車両用電子制御装置
１では、電源用配線パターンＰｄの内、特にノイズが発
生し易い電源ＩＣ５とマイクロコンピュータ３とを接続
する電源用配線パターンＰｄが、制御回路用配線パター
ンＰｓと交差していないので、電源回路１５から信号出
力用回路１１，１２，１３，１４へノイズが誘導され難
い。このため、バイパスコンデンサ等のノイズ吸収力用
回路素子を用いることなく、車両用電子制御装置１内で
発生するノイズの外部への伝達を抑制することができ
る。このため、車両用電子制御装置１の大型化及び製造
コストの上昇を招くことなく自動車のエンジンやトラン
スミッション等を非常に高精度で制御することができ
る。

【００２３】また、本実施例の車両用電子制御装置１に
おいては、電源ＩＣ５とマイクロコンピュータ３とが、
図２におけるプリント基板２の上半分の領域に近接して
配置されているので、電源ＩＣ５、マイクロコンピュー
タ３及び電源ＩＣ５とマイクロコンピュータ３とを接続
する電源用配線パターンＰｄを迂回する制御回路用配線
パターンＰｓの道のりを短くすることができる。さら
に、この様に電源ＩＣ５とマイクロコンピュータ３とが
近接しているので、電源ＩＣ５とマイクロコンピュータ
３とを接続する電源用配線パターンＰｄを短くすること
ができる。このため、電源用配線パターンＰｄから発生
するノイズを低減することができる。即ち、車両用電子
制御装置１内におけるノイズの発生自体を抑制すること
ができる。

【００２４】次に、本実施例の車両用電子制御装置１の
効果をより具体的に説明するため、電源用配線パターン
Ｐｄが、制御回路用配線パターンＰｓと交差している従
来の車両用電子制御装置と、本実施例の車両用電子制御
装置１とを実際に作動させ、両者のコネクタ４の端子Ｃ
１，Ｃ２，Ｃ３，Ｃ４，Ｃ５において測定した９６ＭＨ
ｚのノイズの大きさを、表１に示す。

【００２５】

【表１】

【００２６】表１に示す様に、本実施例の車両用電子制
御装置１は、従来の車両用電子制御装置に比べ、ノイズ
を最大２１．２ｄＢｍ低減することができており（上記
５端子を含めた全ての端子の平均値は５ｄＢｍ）、ノイ
ズの装置外への伝達を抑制することができる。

【００２７】以上、本発明の一実施例について説明した
が、本発明は上記実施例に何等限定されるものではな
く、さらに種々の態様において実施してもよいことはも
ちろんである。例えば、上記実施例では、コネクタ４の
近傍にバイパスコンデンサを取り付けることなく装置外
へのノイズの伝達を抑制しているが、さらにバイパスコ
ンデンサを取り付けてもよい。この様に構成した場合に
は、ノイズの伝達を一層抑制することができる。ただ
し、前述した様に、装置の大型化を招くと共に製造・製
品コストの上昇を招く。

【００２８】また、上記実施例では、基板両面に配線パ
ターンが形成されたプリント基板を説明したが、本発明
は、基板表面に加えて基板内部にも配線パターンが形成
された多層配線基板にも適用することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】 実施例の車両用電子制御装置の主要な回路を
示す説明図である。

【図２】 実施例の車両用電子制御装置の主要な配線パ
ターンを模式的に示す説明図である。

【符号の説明】

１…車両用電子制御装置 ２…プリント基板 ３…マ
イクロコンピュータ ４…コネクタ ５…電源ＩＣ １１，１２，１３，
１４…信号出力用回路 １５…電源回路 Ｃ１，Ｃ２，Ｃ３，Ｃ４，Ｃ５，Ｃ
６…端子 Ｐｄ…電源用配線パターン Ｐｓ…制御
回路用配線パターン Ｒ１１，Ｒ１２，Ｒ１３，Ｒ１
４，Ｒ１５，Ｒ２１，Ｒ２２…抵抗 Ｔ１１，Ｔ１
２，Ｔ２１，Ｔ３１，Ｔ４１…トランジスタ Ｔ３
２，Ｔ３３，Ｔ４２，Ｔ４３…抵抗内蔵型トランジス
タ。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 木下 謙二 愛知県刈谷市昭和町１丁目１番地 株式会 社デンソー内

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 少なくともマイクロコンピュータを含む
   回路素子を実装することにより制御回路を構成する制御
   回路用配線パターンと、 該制御回路用配線パターンにより構成される制御回路に
   動作電力を供給するための回路素子を実装することによ
   り電源回路を構成する電源用配線パターンとを基板両面
   に備えた制御回路基板であって、 前記電源用配線パターンの内、少なくとも前記マイクロ
   コンピュータに動作電力を供給するための電源用配線パ
   ターンが、前記制御回路用配線パターンと交差しない様
   に配置されたことを特徴とする制御回路基板。
2. 【請求項２】 請求項１に記載の制御回路基板を備え、 前記制御回路用配線パターンにマイクロコンピュータを
   含む制御用回路素子を実装することにより車両用制御回
   路を構成し、前記電源用配線パターンに電源用回路素子
   を実装することにより前記車両用制御回路に動作電力を
   供給する電源回路を構成し、さらに前記各回路を構成す
   る配線パターンに信号入出力用のコネクタを接続してな
   ることを特徴とする車両用電子制御装置。