包括中断布线的电子控制装置 |
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| 申请号 | CN201210025343.4 | 申请日 | 2012-02-06 | 公开(公告)号 | CN102630139A | 公开(公告)日 | 2012-08-08 |
| 申请人 | 株式会社电装; 株式会社村田制作所; | 发明人 | 古田贵彦; 板桥徹; 三上裕基; 中村洋明; 西山茂纪; | ||||
| 摘要 | 一种 电子 控制装置(20、20a、20b)，包括：一个或多个 基板 (21)、 外壳 (C)、多个 电路 块 (30、40、50)、公共布线(23)、多根支路布线(31、41、51)和两根中断布线(24、34)。电路块设置在基板上而基板设置在外壳中。公共布线由电路块共用。支路布线分别耦合在电路块和公共布线之间。两根中断布线分别与公共布线和支路布线中的两根耦合，以便对电路块进行过 电流 保护。 | ||||||
| 权利要求 | 1.一种电子控制装置(20、20a、20b)，包括： |
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| 说明书全文 | 包括中断布线的电子控制装置技术领域背景技术[0002] 通常，电子控制装置包括用于防备电子控制装置中的故障的熔断器。在密集布置小部件的电子控制装置中，因为小部件中的短路故障所产生的短路电流达不到高电流，所以要花费很长时间由熔断器来实现中断。特别地，当将大熔断器用于保护多个电子控制装置以便减少熔断器的数量和成本时，需要更长的时间。因此，在中断时部件的温度可能升高并且在很长时间内都可能引起电源布线等中的电压降。相反，在诸如电源布线(例如电池路径和接地路径)等公共布线中，流过的电流相对较高，其中所述公共布线提供操作根据电子控制的先进性和多样化而安装的很多电路和很多部件所需的电功率。因此，设置在公共布线路径中的大熔断器的中断电流进一步增大，而电子控制装置不能确保对每个电路或每个部件中的短路故障都表现出足够的中断性能。以上描述的间题变得引人注意，例如，在用于在较高温度下使用并且包括许多安装的装置的车辆的电子控制装置中。 [0004] 在一些情况下，将多个电路块设置在基板上，使得电路块执行不同的功能。当短路故障等在电路块之一中发生时，在短路的电路块中可能产生过电流，并且由于过电流所致，在其它电路块中可能发生电压降。如在JP-A-2007-311467中所公开地，电压降可能不利地影响其它电路块的工作。因此，将中断布线设置在基板上，用于过电流保护。然而，当中断布线出于任何原因而熔化时，与中断布线耦合的全部电路块停止工作。 发明内容[0005] 鉴于上述问题，本发明的目的是提供一种电子控制装置，其能够利用中断布线保护多个电路块。 [0006] 根据本发明一方面的电子控制装置包括：一个或多个基板、外壳、多个电路块、公共布线、多根支路布线和两根中断布线。电路块设置在基板上而基板设置在外壳中。公共布线由电路块共用。支路布线分别耦合在电路块和公共布线之间。两根中断布线分别与公共布线和支路布线中的两根耦合，用于对电路块进行过电流保护。 [0007] 在以上的电子控制装置中，当中断布线之一与支路布线之一耦合并且被过电流产生的热量熔化时，对应的电路块被中断并且停止工作。然而，除了由中断布线之一中断的电路块之外的其它电路块继续工作。因此，可以由中断布线保护多个电路块。附图说明 [0008] 根据以下结合附图的详细描述，本发明的其它目的和优点将更容易地显现出来。在附图中： [0010] 图2是示出根据第一实施例的电子控制装置的示图； [0011] 图3是示出图2中所示的电子控制装置的一部分的示图； [0012] 图4是示出根据第一实施例的第一改型的电子控制装置的示图； [0013] 图5是示出根据第一实施例的第二改型的电子控制装置的示图； [0014] 图6是示出根据第一实施例的第三改型的电子控制装置的示图； [0015] 图7是示出从图6中的XII方向观察的电子控制装置的示图； [0016] 图8是示出根据第一实施例的第三改型的电子控制装置的模块电路基板的示图； [0017] 图9是示出根据本公开内容的第二实施例的电子控制装置的一部分的示图； [0018] 图10是示出包括测试中断布线和测试开口部分的装置的示图； [0019] 图11是曲线图，示出了在限定了测试开口部分和未限定测试开口部分的每种情况下，测试中断布线的中断电流和熔化时间之间的关系；以及 [0020] 图12是示出根据本公开内容的第三实施例的电子控制装置的一部分的示图。 具体实施方式[0021] (第一实施例) [0022] 将参考附图来描述根据本公开内容的第一实施例的电子控制装置20。 [0024] 根据本实施例的电子控制装置20可以适当地用作包括在车辆控制系统11中的电子控制装置12。电子控制装置20执行包括不太重要的功能和比较重要的功能的多种功能。具体地，作为不太重要的功能，电子控制装置20限制驱动轮的加速打滑(acceleration slip)，而作为比较重要的功能，电子控制装置20作为发动机ECU来控制发动机并且作为制动器ECU来控制制动器。电子控制装置20也可以控制其它安装到车辆上的装置。对其它安装到车辆上装置的控制包括：诸如关于通信功能的控制等不太重要的控制，以及比较重要的控制。 [0025] 包括根据本实施例的电子控制装置20的电子控制装置12经由用于过电流保护的熔断器14a、14b之一与电池13电耦合。电池13是直流电源。因为熔断器14a、14b中的每个都设置在用于向很多电子控制装置提供电功率的电源路径上，所以熔断器14a、14b中的每个可以是用于15A或20A的大熔断器。当与熔断器14a耦合的电子控制装置12之一具有异常并且产生大于预定电流值的过电流时，熔断器14a被过电流熔断，并且经由熔断器14a的电源被中断。因此，可以限制对其它电子控制装置12的不利影响。在图1示出的示例中，电子控制装置12中的每个经由熔断器14a、14b之一与电池13电耦合。然而，全部电子控制装置12也可以经由单个熔断器与电池13电耦合，或者电子控制装置12中的每个也可以经由不止两个熔断器中的一个与电池13电耦合。 [0026] 将参考图2和图3描述根据本实施例的电子控制装置20的配置。在图2中，出于绘制方便的目的，通过二点式点划线示出电路块40和50。 [0027] 电子控制装置20包括外壳C、电路基板21和电路块30、40、50。电路块30、40、50设置在电路基板21上，而电路基板21设置在外壳C中。电路块30限制驱动轮的加速打滑，电路块40作为发动机ECU来控制发动机，并且电路块50作为制动器ECU来控制制动器。电路基板21经由连接器22与外部装置以及其它电子控制装置12电耦合。电路块30、40、50中的每个根据从外部传送的预定信号执行对应功能。 [0028] 如在图2中所示，电路块30、40、50分别经由支路布线31、41、51与电源布线23电耦合。电源布线23经由连接器22向电路块30、40、50提供电池13的电功率。因此，电源布线23可以起到由电路块30、40、50共用的公共布线的作用。 [0029] 在电源布线23中，设置用于对电路基板21进行过电流保护的中断布线24，该电路基板21包括电路块30、40、50。中断布线24被过电流产生的热量熔化并且中断经由中断布线24的电连接。中断布线24具有足够小于电源布线23线宽的线宽。线宽表示在垂直于电路基板21的表面上的电流方向的方向上的尺寸。例如，中断布线24具有0.2mm至0.3mm范围内的线宽，而电源布线23具有2mm的线宽。中断布线24用作第一中断布线。 [0030] 将参考图3描述电路块30的配置。在电路块30中，在电路基板21上密集地安装用于限制加速打滑的多个电子部件32。电路基板21上的电子部件32之一是陶瓷电容器33。该陶瓷电容器33可以通过按层堆叠由钛酸钡制成的高介电常数陶瓷和内部电极而形成，以便提高温度特性和频率特性，从而以小尺寸获得大容量。 [0031] 电路块30经由支路布线31与电源布线23耦合。在支路布线31中，设置中断布线34，该中断布线34用于对电路块30进行过电流保护。中断布线34被过电流产生的热量熔化并且中断经由中断布线34的电连接。中断布线34具有小于中断布线24线宽的线宽，使得中断布线34的中断电流小于中断布线24的中断电流。中断布线34用作第二中断布线。 [0032] 在具有以上描述配置的电子控制装置20中，例如，当在陶瓷电容器33中发生短路故障并且过电流流入中断布线34中时，中断布线34根据过电流产生热量。当产生的热量变得大于预定温度时，中断布线34熔化，并且中断经由中断布线34的电连接。因此，可以使与电源布线23耦合的其它电路块40和50免受过电流。中断时的电流未高到足以熔断中断布线24和熔断器14a。因此，电路块30的损坏不影响经由中断布线24供电的其它电路块40和50，以及经由熔断器14a供电的其它电子控制装置12。从过电流产生到中断布线34熔化的时间为几毫秒，而熔断器14a、14b中的每个的熔化时间通常大约为0.02秒。因此，甚至对于需要改善处理速度的电子控制装置或电子部件而言，也可以适当地实现过电流保护。 [0033] 电路块40和50中的每个都不包括中断布线34。当在电路块40或50中发生短路故障等时，过电流产生并且流到电源布线23。然后中断布线24被过电流产生的热量熔化。因此，电路块30、40、50停止工作。在未设置中断布线24的情况中，在电源布线23中的过电流引起电源布线23中的电压降，而电压降可以引起与电源布线23耦合的电路块的误动作(false operation)。因此，当设置中断布线24时，限制除了发生短路故障的电路块之外的其它电路块中的误动作。因此，由中断布线24和34保护设置在电路基板21上的多个电路块30、40、50。 [0034] 具体地，因为中断布线34的中断电流小于中断布线24的中断电流，所以当在电路块30中发生短路故障等时，由于在电路块30中产生的过电流，中断布线34比中断布线24更早熔化。由此，必然限制对于其它电路块40和50的不利影响。 [0035] 将参考图4描述根据第一实施例的第一改型的电子控制装置20。在根据第一实施例的第一改型的电子控制装置20中，除了将中断布线34设置在电路块30中之外，也可以将中断布线34设置在电路块40或50中。例如，如在图4中所示，中断布线34可以设置在电路块50的支路布线51中。在该情况中，可以根据对应电路块的功能的重要性调节中断布线的中断条件。 [0036] 将参考图5描述根据第一实施例的第二改型的电子控制装置20。在电子控制装置20中，电路块30、40、50中的至少两个可以包括相应的中断布线34。例如，如在图5中所示，在不设置中断布线24的情况下，将两根中断布线34设置在相应的电路块30和50中。 [0037] 在将两根中断布线34设置在执行包括比较重要的功能和不太重要的功能的不同功能的两个相应的电路块中的情况下，可以将设置在执行不太重要的功能的电路块中的中断布线34配置成具有比设置在执行比较重要的功能的电路块中的中断布线34小的中断电流。 [0038] 通过以上描述的配置，设置在执行不太重要的功能(诸如对驱动轮的加速打滑的限制等)的电路块中的中断布线34具有比设置在执行比较重要的功能(诸如对制动器的控制等)的电路块中的中断布线34的中断电流小的中断电流。因此，设置在执行不太重要的功能的电路块中的中断布线34比设置在执行比较重要的功能的电路块中的中断布线34更早熔化。如上所述，根据电路块功能的重要性设置中断布线34，使得即使当执行不太重要的功能的电路块停止工作时，执行比较重要的功能的电路块也继续工作。设置在执行不太重要的功能的电路块中的中断布线34对应于第二中断布线，而设置在执行比较重要的功能的电路块中的中断布线34用作第三中断布线。 [0039] 将参考图6至图8描述根据第一实施例的第三改型的电子控制装置20。在图6中，示出电子控制装置20的外壳61中的配置。在图6中，出于绘制方便的目的，省略了一些连接器。 [0040] 在根据第一实施例的第三改型的电子控制装置20中，可以在一个电路基板上或多个电路基板上设置多个电路块。例如，如在图6和图7中所示，在相互电耦合的电路基板上设置电路块30、40、50，而在外壳61中设置电路基板。具体地，在母板62上安装包括公共电子部件的电源电路62a。公共电子部件表示由电路块30、40、50共用的电子部件。母板62经由连接器66与分别执行电路块30、40、50的功能的模块基板63、64、65电耦合。各连接器66设置在两个相邻基板63、64、65之间。 [0041] 在该情况下，电源布线23(其为公共布线)可以设置在母板62上，而支路布线可以设置在相应的模块基板上并且经由连接器66与电源布线23耦合。此外，中断布线24可以设置在母板62上的电源布线23中，而支路布线中的至少一根可以包括中断布线34。例如，如在图8中所示，中断布线34可以设置在模块基板63的支路布线63a中以及模块基板64的支路布线64a中。通过以上描述的配置，设置在模块基板63-65和母板62上的电路块可以由中断布线24和34来保护。 [0042] 此外，模块基板中的至少一个可以包括多个如以上描述的电路基板21的电路块。在模块基板上，中断布线34可以至少设置在电路块的支路布线之一中。 [0043] (第二实施例) [0044] 将参考图9描述根据本公开内容的第二实施例的电子控制装置20a。在图9中，出于方便的目的，未示出限定开口部分28a的阻焊层。 [0045] 在电子控制装置20a中，起到保护电路基板表面的保护层作用的阻焊层限定开口部分28a，以使中断布线34的至少一部分暴露到外面。 [0046] 如在图9中所示，阻焊层限定开口部分28a，使得最可能产生热量的中断布线34的全部长度的中间部分暴露到外面。 [0047] 将参考图10和图11描述提供开口部分28a的原因。 [0048] 在图10示出的装置中，测试中断布线101的一部分通过由阻焊层限定的测试开口部分102而暴露到外面。将预定电流提供给测试中断布线101，并且测量测试中断布线101熔化的中断电流I以及测试中断布线101熔化的熔化时间t。另外，还测量在阻焊层不限定测试开口部分102的情况下的测试中断布线101的中断电流I和熔化时间t。测试中断布线101具有2.85mm的全长L1并且具有0.25mm的宽度W1。测试开口部分102在平行于测试中断布线101的长度方向的方向上具有0.6mm的开口长度L2，并且在测试中断布线101的宽度方向上具有0.25mm的开口宽度W2。在图10中，出于绘制方便的目的，将开口宽度W2绘制为比宽度W1长。 [0049] 在图11中，粗体实线S1示出测试中断布线101的中断电流I和熔化时间t之间的关系，而以粗体实线S1为中心的粗体虚线之间的范围示出熔化时间t相对于中断电流I的变化范围，其中测试中断布线101的一部分通过测试开口部分102暴露。细体实线S2示出在不限定测试开口部分102的情况下的测试中断布线101的中断电流I和熔化时间t之间的关系，而以细体实线S2为中心的细体虚线之间的范围示出熔化时间t相对于中断电流I的变化范围。 [0050] 如在图11中所示，以相同的中断电流，当由阻焊层限定测试开口部分102时，熔化时间t减少并且变化范围减小。相反，与限定测试开口部分102的情况相比较，在不由阻焊层限定测试开口部分102的情况下，测试中断布线101的熔化时间t在每个过电流范围内增加，并且变化范围增大。这是因为由测试中断布线101的熔化产生的熔化导体从测试开口部分102流出，而熔化导体不太可能停留在熔化之前的测试中断布线101的位置处。 [0051] 因此，当中断布线34的至少一部分通过开口部分28a暴露时，熔化时间t减少，可以较早实现过电流保护动作，并且可以限制受保护部件的温度升高。而且，可以减少由中断布线34的中断所导致的电源布线23的电压下降的时间。此外，因为熔化时间t的变化减少，所以可以减少考虑到在每个装置或每个电路中的中断布线34的熔化时间而设计的稳定电容器的电容值，并且可以减小成本和尺寸。而且，因为熔化时间t在电流的额定区域中也减少了，所以可以更自由地设计电路。 [0052] 如上所述，当中断布线34根据由过电流产生的热量而熔化时，通过熔化中断布线34而产生的熔化导体从开口部分28a流出。因此，熔化导体不太可能停留在熔化之前的中断布线34的位置处，可以限制由熔化导体的停留所导致的熔化位置和熔化时间的变化，并且限制由中断布线34产生的热量所导致的对其它电子部件32的不利影响。另外，可以限制中断布线34的中断性能的下降。 [0053] 在根据本实施例的电子控制装置20a中，设置开口部分28a，使得中断布线34最可能熔化的中间部分暴露到外面。可替代地，可以设置开口部分28a，使得中断布线34的另一部分暴露到外面或者使整个中断布线34暴露到外面。可以将开口部分28a的以上描述的配置应用到其它实施例和改型中，其中中断布线34或24的至少一部分通过开口部分28a而暴露。 [0054] (第三实施例) [0055] 将参考图12描述根据本公开内容的第三实施例的电子控制装置20b。 [0056] 在电子控制装置20b中，中断布线34经由连接布线70与电源布线23耦合。 [0057] 如在图12中所示，中断布线34的端部经由连接布线70与电源布线23电耦合。连接布线的布线宽度朝向电源布线23以圆弧的方式(R形)逐渐地增大，使得在连接布线70邻近中断布线34的端部处的横截面积小于连接布线70邻近电源布线23的另一端部处的横截面积。因此，连接布线70的侧端部与中断布线34的相应侧端部平滑地连接并且朝向电源布线23逐渐地延伸。 [0058] 因此，与热量被直接传送到电源布线23的情况相比较，当由过电流在中断布线34处产生的热量经由连接布线70传送到电源布线23时，不过度地将需用于熔化中断布线34的热量吸收到电源布线23。因此，可以限制中断布线34中的温度升高的变化，并且可以限制中断布线34的中断性能的下降。具体地，由过电流在中断布线34上产生的热量逐渐地在连接布线70中扩散并且被广泛地传送到电源布线23。因此，可以限制电源布线23中的本地温度升高。在电子控制装置20b的稳定状态期间，由于流过中断布线的电流所致，中断布线产生热量。在稳定状态中，不产生过电流。因为在稳定状态中可以经由电源布线23逐渐地扩散中断布线上产生的热量，所以可以限制中断布线的温度升高并且可以增大电子控制装置的长期可靠性。 [0059] 因为使中断布线34的侧端部与连接布线70的相应侧端部相互平滑地连接，所以当通过使用蚀刻液形成中断布线34和连接布线70时，蚀刻液可以在中断布线34的侧端部与连接布线70的相应侧端部的连接部分处均匀地流过。因此，蚀刻液不太可能停留在连接部分处，并且可以限制中断布线34的线宽中的变化。因此，可以限制中断布线34的中断性能的下降。 [0060] 连接布线70可以设置在中断布线34和支路布线31之间，或者也可以设置在中断布线24和电源布线23之间。可以将连接布线70的以上描述的配置应用到其它实施例和改型。 [0061] 虽然已经参考其优选实施例描述了本公开内容，但是将理解本公开内容不限于以上描述的实施例和结构。本发明旨在覆盖各种改型和等同布置。此外，除了优选的各种组合和配置，包括更多、更少或仅单个元件的其它组合和配置也在本公开内容的精神和范围内。 |
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