电子控制装置制造方法及图纸

本发明专利技术的目的在于提供一种电子控制装置，其具有能够对于施加浪涌和蓄电池连接异常双方保护内部电路和传感器等、并且可集成的保护电路。电子控制装置的特征在于，具有能够与外部的传感器和开关连接的输入端子和用于内部电路的供电的电源配线和GND配线，在上述输入端子与上述电源配线或GND配线之间连接有包含PN结的保护元件，在上述保护元件与上述电源配线或GND配线之间还串联连接有保护电阻器。

Electronic control device

It is an object of the present invention to provide an electronic control device having a protective circuit for protecting both an internal circuit and a sensor, and an integrated circuit, which can be applied to both surge and battery connection anomalies. The electronic control device is characterized in that, having an input terminal to be connected with the sensor and switch the external and internal power supply circuit for the power supply wiring and GND wiring between the input terminal and the power supply wiring or GND wiring connected with protection device comprises junctions, between the protection device and the power supply wiring and GND wiring also a protective resistor connected in series.

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及进行汽车的发动机等的控制的电子控制装置，特别涉及对于从安装于控制对象的各种传感器和操作开关(以下记作传感器等)对电子控制装置输入的信号路径，具有用于保护内部电路和传感器等不受浪涌和蓄电池连接异常影响的保护单元的电子控制装置。
技术介绍
近年来，汽车的性能提高显著，与此同时车辆中搭载的电子控制装置的数量增加。另一方面，为了由轻量化实现的燃耗改善和确保车厢空间，能够对电子控制装置分配的车内空间减少，要使电子控制装置小型化这样的要求正在增强。作为使电子控制装置小型化的方法，使作为单独元件安装在印刷基板上的元件集成为集成电路(IC)的方法是有效的。特别是，上述电阻器和电容器构成的保护电路对于数十个输入端子分别安装，所以其安装需要相当大的印刷基板面积，将其集成而实现的小型化效果显著。但是，要将该保护电路集成的情况下，因为以下理由而存在电容器的集成困难的课题。即，上述现有的保护电路中使用的电容器，为了吸收浪涌的能量而需要一定以上的电容值(例如数十～数百nF)。但是，要在IC内实现这样大容量的电容器时需要非常大的芯片面积，存在与集成实现的小型化的优势相比成本不合的课题。作为应对该课题的保护电路的方式，例如，已知如专利文献1的图8所示的、在输入端子与电源/GND之间配置有二极管的保护电路。通过在保护电路中使用二极管，不是自身吸收浪涌的能量，而是采用将其释放至电源/GND的动作，能够抑制二极管自身需要的能量耐量。元件的能量耐量大致与芯片上的面积成比例，所以能够抑制保护电路所需的芯片面积，能够抑制成本。另外，作为类似的结构，一般也使用了使用ggMOS(栅极接地金属氧化物半导体晶体管)或晶闸管结构代替二极管的方式。作为使用包括二极管的这些元件的保护电路中的共同点，可以列举在通常时各元件内的PN结受到反向偏压，在施加浪涌时PN结受到正向偏压，或者MOS结构或晶闸管结构成为导通而进行将浪涌释放至电源或GND、或吸收的动作这一点。但是，这些保护电路方式对于施加浪涌是有效的，但不能够直接应对蓄电池连接异常导致的施加负电压。即，对输入端子经由传感器等施加极性相反的Vb电源时，无法阻止从GND向输入端子流过大电流。现有技术文献专利文献专利文献1：日本特开2013-3072076号公报
技术实现思路
专利技术要解决的课题本专利技术的目的在于提供一种电子控制装置，其具有能够对于施加浪涌和蓄电池连接异常双方保护内部电路和传感器等、并且可集成的保护电路。用于解决课题的技术方案电子控制装置的特征为，包括：能够与外部的传感器和开关连接的输入端子；和用于内部电路的供电的电源配线和GND配线，在所述输入端子与所述电源配线或GND配线之间连接有包含PN结的保护元件，在所述保护元件与所述电源配线或GND配线之间还串联连接有保护电阻器。专利技术效果根据本专利技术，能够提供一种电子控制装置，其具有能够对于施加浪涌和蓄电池连接异常双方保护内部电路和传感器等、并且可集成的保护电路。附图说明图1是表示电子控制装置和传感器等的一般的电路结构的电路框图。图2是表示对图1所示的电子控制装置施加浪涌时的影响的图。图3是表示图1所示的电子控制装置中发生蓄电池连接异常时的影响的图。图4是表示现有的电子控制装置中使用的保护电路的结构例的电路框图。图5是表示将现有的集成保护电路应用于电子控制装置时的结构的电路框图。图6是表示第一实施方式中的电子控制装置1的结构的电路框图。图7是表示静电引起的浪涌施加条件的例子的图。图8是表示第一实施方式中的实现方式下的集成保护电路41的截面结构的图。图9是表示第一实施方式中的实现方式下的集成保护电路41的截面结构的图。图10是表示第二实施方式中的电子控制装置1的结构的电路框图具体实施方式[电子控制装置的概要]以往，作为高度控制汽车的发动机等的单元，使用从与发动机等的控制对象连接的各种传感器等输入控制对象的状态、从操作开关输入来自驾驶员的操作，按内部的微型计算机等运算单元得到的运算结果对控制对象中搭载的致动器等进行操作从而实现要求的控制的电子控制装置。这样的电子控制装置具有输入端子，在该输入端子上连接上述传感器等，进行规定的信号的输入。在图1中示出表示电子控制装置和传感器等的一般的连接结构的图。其中，图1中因为纸面的原因，传感器等和与其对应的输入端子仅示出了各1个，但实际上一般安装数十个传感器等与输入端子的组合。一般而言，电子控制装置连接有与蓄电池(大多情况下为标定电压12V的铅蓄电池)的正电位连接的配线(以下记作Vb电源)和与负电位连接的配线(以下记作GND)作为其电源，成为内部的电路用经由内部的电源电路生成的低电压的内部电源进行动作的结构。另外，传感器等有用电子控制装置的内部电源进行动作的(未图示)，也有如图1所示地不经由电子控制装置而是与Vb电源连接进行动作的。[对电子控制装置施加的异常输入]以上是关于电子控制装置的概要，但对该输入端子施加的不仅有规定的信号，有时也会施加异常的输入。该异常的输入可能是各种各样的，主要的可以列举施加浪涌(图2)和蓄电池连接异常(图3)。[施加浪涌及其影响]施加浪涌指的是车辆组装、维护时等从人体等受到的静电、和使用时等从附近的装置等经由电磁、电容耦合受到的脉冲浪涌等的施加。以下将其合记作“浪涌”。另一方面，在电子控制装置的内部，使用了微型计算机等用微细加工技术制造的、对浪涌的耐性不高的电路(以下记作内部电路)。如果采用将电子控制装置的输入端子与这些内部电路直接连接的结构，则存在内部电路被浪涌破坏、不能进行正确动作的风险。[用保护电路进行浪涌保护]为了防止该情况，一般在输入输出端子与内部电路之间具备保护电路。即使对输入输出端子施加浪涌，也能够如图2所示地由保护电路将该浪涌释放至电源或GND、或者吸收，从而防止对内部电路产生影响。[蓄电池连接异常及其影响]另外，蓄电池连接异常指的是用作Vb电源的蓄电池在维护时误将极性相反地连接等连接异常。发生这样的连接异常的情况下，Vb电源相对于GND成为相反极性(负电压)，从GND向Vb电源流过异常电流。该异常电流的路径如图3所示可以考虑各种路径。一般而言，多采取对策使通过电源电路的路径的异常电流在电源电路内被切断，但经由输入端子的路径的异常电流需要另外采取对策。如果不切断经由输入端子的路径的异常电流，则存在连接的传感器等被大电流破坏的风险。另外，即使传感器等没有被破坏，在保护电路自身因烧毁等而被破坏的情况下，也不再能够对在其他机会施加的浪涌进行保护。[用保护电路进行蓄电池连接异常保护]为了防止该情况，上述保护电路一般也具备切断经由该输入端子的异常电流的功能。即，即使对输入输出端子施加相反极性的Vb电源，也能够通过保护电路切断大电流，而防止对连接的传感器等产生影响。[现有的保护电路]如上所述的保护电路能够用各种方式实现，但以往使用例如图4所示的使用了电阻器和2个电容器的保护电路。该保护电路具有在施加浪涌时用电容器C1和C2吸收浪涌的能量、并且在蓄电池连接异常时R1切断从内部电路向输入端子的异常电流的功能，能够用该保护电路保护内部电路和传感器等不受浪涌和蓄电池连接异常影响。一般而言，这些电阻器和电容器作为个别元件安装在印刷基板上。在图5中示出表示将现有的集成保护电路应用于电本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种电子控制装置，其特征在于，包括：能够与外部的传感器和开关连接的输入端子；和用于内部电路的供电的电源配线和GND配线，在所述输入端子与所述电源配线或GND配线之间连接有包含PN结的保护元件，在所述保护元件与所述电源配线或GND配线之间还串联连接有保护电阻器。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2014.09.29 JP 2014-1977561.一种电子控制装置，其特征在于，包括：能够与外部的传感器和开关连接的输入端子；和用于内部电路的供电的电源配线和GND配线，在所述输入端子与所述电源配线或GND配线之间连接有包含PN结的保护元件，在所述保护元件与所述电源配线或GND配线之间还串联连接有保护电阻器。2.如权利要求1所述的电子控制装置，其特征在于：使用二极管作为所述包含PN结的保护元件。3.如权利要求1所述的电子控制装置，其特征在于：设供给至电子控制装置的电源电压为Vb、包含所述保护电阻器的封装体的容许损耗为P时，所述保护电阻器的电阻值Rp满足不等式[Rp≥Vb×Vb/P]。4.如权利要求1所述的电子控制装置，其特征在于：所述保护电阻器的电阻值Rp为196[Ω]以上。5.如权利要求1...

【专利技术属性】
技术研发人员：岩泽宽，广津铁平，石田良介，
申请(专利权)人：日立汽车系统株式会社，
类型：发明
国别省市：日本;JP