包括中斷布線的電子控制裝置的製作方法

2023-06-30 13:48:46 1

本申請是申請號為201210025343.4、申請日為2012年2月6日、發明名稱為「包括中斷布線的電子控制裝置」的中國發明專利申請的分案申請。

本發明涉及一種包括用於過電流保護的中斷布線(interruptwire)的電子控制裝置。

背景技術：

通常，電子控制裝置包括用於防備電子控制裝置中的故障的熔斷器。在密集布置小部件的電子控制裝置中，因為小部件中的短路故障所產生的短路電流達不到高電流，所以要花費很長時間由熔斷器來實現中斷。特別地，當將大熔斷器用於保護多個電子控制裝置以便減少熔斷器的數量和成本時，需要更長的時間。因此，在中斷時部件的溫度可能升高並且在很長時間內都可能引起電源布線等中的電壓降。相反，在諸如電源布線(例如電池路徑和接地路徑)等公共布線中，流過的電流相對較高，其中所述公共布線提供操作根據電子控制的先進性和多樣化而安裝的很多電路和很多部件所需的電功率。因此，設置在公共布線路徑中的大熔斷器的中斷電流進一步增大，而電子控制裝置不能確保對每個電路或每個部件中的短路故障都表現出足夠的中斷性能。以上描述的問題變得引人注意，例如，在用於在較高溫度下使用並且包括許多安裝的裝置的車輛的電子控制裝置中。

jp-a-2007-311467公開了一種印刷電路板控制裝置，其中在每個基板中的電源布線中設置中斷布線。如果過電流流過，則在每個基板或每個裝置中中斷布線均熔化並且將電源布線中斷。

在一些情況下，將多個電路塊設置在基板上，使得電路塊執行不同的功能。當短路故障等在電路塊之一中發生時，在短路的電路塊中可能產生過電流，並且由於過電流所致，在其它電路塊中可能發生電壓降。如在jp-a-2007-311467中所公開地，電壓降可能不利地影響其它電路塊的工作。因此，將中斷布線設置在基板上，用於過電流保護。然而，當中斷布線出於任何原因而熔化時，與中斷布線耦合的全部電路塊停止工作。

技術實現要素：

鑑於上述問題，本發明的目的是提供一種電子控制裝置，其能夠利用中斷布線保護多個電路塊。

根據本發明一方面的電子控制裝置包括：一個或多個基板、外殼、多個電路塊、公共布線、多根支路布線和兩根中斷布線。電路塊設置在基板上而基板設置在外殼中。公共布線由電路塊共用。支路布線分別耦合在電路塊和公共布線之間。兩根中斷布線分別與公共布線和支路布線中的兩根耦合，用於對電路塊進行過電流保護。

在以上的電子控制裝置中，當中斷布線之一與支路布線之一耦合併且被過電流產生的熱量熔化時，對應的電路塊被中斷並且停止工作。然而，除了由中斷布線之一中斷的電路塊之外的其它電路塊繼續工作。因此，可以由中斷布線保護多個電路塊。

附圖說明

根據以下結合附圖的詳細描述，本發明的其它目的和優點將更容易地顯現出來。在附圖中：

圖1是示出包括根據本公開內容的第一實施例的電子控制裝置的車輛控制系統的框圖；

圖2是示出根據第一實施例的電子控制裝置的示圖；

圖3是示出圖2中所示的電子控制裝置的一部分的示圖；

圖4是示出根據第一實施例的第一改型的電子控制裝置的示圖；

圖5是示出根據第一實施例的第二改型的電子控制裝置的示圖；

圖6是示出根據第一實施例的第三改型的電子控制裝置的示圖；

圖7是示出從圖6中的xii方向觀察的電子控制裝置的示圖；

圖8是示出根據第一實施例的第三改型的電子控制裝置的模塊電路基板的示圖；

圖9是示出根據本公開內容的第二實施例的電子控制裝置的一部分的示圖；

圖10是示出包括測試中斷布線和測試開口部分的裝置的示圖；

圖11是曲線圖，示出了在限定了測試開口部分和未限定測試開口部分的每種情況下，測試中斷布線的中斷電流和熔化時間之間的關係；以及

圖12是示出根據本公開內容的第三實施例的電子控制裝置的一部分的示圖。

具體實施方式

(第一實施例)

將參考附圖來描述根據本公開內容的第一實施例的電子控制裝置20。

如在圖1中所示，車輛控制系統11包括安裝在車輛10上的多個電子控制裝置12，諸如發動機電子控制單元(ecu)、制動器ecu、轉向ecu、車身(body)ecu和導航裝置等。

根據本實施例的電子控制裝置20可以適當地用作包括在車輛控制系統11中的電子控制裝置12。電子控制裝置20執行包括不太重要的功能和比較重要的功能的多種功能。具體地，作為不太重要的功能，電子控制裝置20限制驅動輪的加速打滑(accelerationslip)，而作為比較重要的功能，電子控制裝置20作為發動機ecu來控制發動機並且作為制動器ecu來控制制動器。電子控制裝置20也可以控制其它安裝到車輛上的裝置。對其它安裝到車輛上裝置的控制包括：諸如關於通信功能的控制等不太重要的控制，以及比較重要的控制。

包括根據本實施例的電子控制裝置20的電子控制裝置12經由用於過電流保護的熔斷器14a、14b之一與電池13電耦合。電池13是直流電源。因為熔斷器14a、14b中的每個都設置在用於向很多電子控制裝置提供電功率的電源路徑上，所以熔斷器14a、14b中的每個可以是用於15a或20a的大熔斷器。當與熔斷器14a耦合的電子控制裝置12之一具有異常並且產生大於預定電流值的過電流時，熔斷器14a被過電流熔斷，並且經由熔斷器14a的電源被中斷。因此，可以限制對其它電子控制裝置12的不利影響。在圖1示出的示例中，電子控制裝置12中的每個經由熔斷器14a、14b之一與電池13電耦合。然而，全部電子控制裝置12也可以經由單個熔斷器與電池13電耦合，或者電子控制裝置12中的每個也可以經由不止兩個熔斷器中的一個與電池13電耦合。

將參考圖2和圖3描述根據本實施例的電子控制裝置20的配置。在圖2中，出於繪製方便的目的，通過二點式點劃線示出電路塊40和50。

電子控制裝置20包括外殼c、電路基板21和電路塊30、40、50。電路塊30、40、50設置在電路基板21上，而電路基板21設置在外殼c中。電路塊30限制驅動輪的加速打滑，電路塊40作為發動機ecu來控制發動機，並且電路塊50作為制動器ecu來控制制動器。電路基板21經由連接器22與外部裝置以及其它電子控制裝置12電耦合。電路塊30、40、50中的每個根據從外部傳送的預定信號執行對應功能。

如在圖2中所示，電路塊30、40、50分別經由支路布線31、41、51與電源布線23電耦合。電源布線23經由連接器22向電路塊30、40、50提供電池13的電功率。因此，電源布線23可以起到由電路塊30、40、50共用的公共布線的作用。

在電源布線23中，設置用於對電路基板21進行過電流保護的中斷布線24，該電路基板21包括電路塊30、40、50。中斷布線24被過電流產生的熱量熔化並且中斷經由中斷布線24的電連接。中斷布線24具有足夠小於電源布線23線寬的線寬。線寬表示在垂直於電路基板21的表面上的電流方向的方向上的尺寸。例如，中斷布線24具有0.2mm至0.3mm範圍內的線寬，而電源布線23具有2mm的線寬。中斷布線24用作第一中斷布線。

將參考圖3描述電路塊30的配置。在電路塊30中，在電路基板21上密集地安裝用於限制加速打滑的多個電子部件32。電路基板21上的電子部件32之一是陶瓷電容器33。該陶瓷電容器33可以通過按層堆疊由鈦酸鋇製成的高介電常數陶瓷和內部電極而形成，以便提高溫度特性和頻率特性，從而以小尺寸獲得大容量。

電路塊30經由支路布線31與電源布線23耦合。在支路布線31中，設置中斷布線34，該中斷布線34用於對電路塊30進行過電流保護。中斷布線34被過電流產生的熱量熔化並且中斷經由中斷布線34的電連接。中斷布線34具有小於中斷布線24線寬的線寬，使得中斷布線34的中斷電流小於中斷布線24的中斷電流。中斷布線34用作第二中斷布線。

在具有以上描述配置的電子控制裝置20中，例如，當在陶瓷電容器33中發生短路故障並且過電流流入中斷布線34中時，中斷布線34根據過電流產生熱量。當產生的熱量變得大於預定溫度時，中斷布線34熔化，並且中斷經由中斷布線34的電連接。因此，可以使與電源布線23耦合的其它電路塊40和50免受過電流。中斷時的電流未高到足以熔斷中斷布線24和熔斷器14a。因此，電路塊30的損壞不影響經由中斷布線24供電的其它電路塊40和50，以及經由熔斷器14a供電的其它電子控制裝置12。從過電流產生到中斷布線34熔化的時間為幾毫秒，而熔斷器14a、14b中的每個的熔化時間通常大約為0.02秒。因此，甚至對於需要改善處理速度的電子控制裝置或電子部件而言，也可以適當地實現過電流保護。

電路塊40和50中的每個都不包括中斷布線34。當在電路塊40或50中發生短路故障等時，過電流產生並且流到電源布線23。然後中斷布線24被過電流產生的熱量熔化。因此，電路塊30、40、50停止工作。在未設置中斷布線24的情況中，在電源布線23中的過電流引起電源布線23中的電壓降，而電壓降可以引起與電源布線23耦合的電路塊的誤動作(falseoperation)。因此，當設置中斷布線24時，限制除了發生短路故障的電路塊之外的其它電路塊中的誤動作。因此，由中斷布線24和34保護設置在電路基板21上的多個電路塊30、40、50。

具體地，因為中斷布線34的中斷電流小於中斷布線24的中斷電流，所以當在電路塊30中發生短路故障等時，由於在電路塊30中產生的過電流，中斷布線34比中斷布線24更早熔化。由此，必然限制對於其它電路塊40和50的不利影響。

將參考圖4描述根據第一實施例的第一改型的電子控制裝置20。在根據第一實施例的第一改型的電子控制裝置20中，除了將中斷布線34設置在電路塊30中之外，也可以將中斷布線34設置在電路塊40或50中。例如，如在圖4中所示，中斷布線34可以設置在電路塊50的支路布線51中。在該情況中，可以根據對應電路塊的功能的重要性調節中斷布線的中斷條件。

將參考圖5描述根據第一實施例的第二改型的電子控制裝置20。在電子控制裝置20中，電路塊30、40、50中的至少兩個可以包括相應的中斷布線34。例如，如在圖5中所示，在不設置中斷布線24的情況下，將兩根中斷布線34設置在相應的電路塊30和50中。

在將兩根中斷布線34設置在執行包括比較重要的功能和不太重要的功能的不同功能的兩個相應的電路塊中的情況下，可以將設置在執行不太重要的功能的電路塊中的中斷布線34配置成具有比設置在執行比較重要的功能的電路塊中的中斷布線34小的中斷電流。

通過以上描述的配置，設置在執行不太重要的功能(諸如對驅動輪的加速打滑的限制等)的電路塊中的中斷布線34具有比設置在執行比較重要的功能(諸如對制動器的控制等)的電路塊中的中斷布線34的中斷電流小的中斷電流。因此，設置在執行不太重要的功能的電路塊中的中斷布線34比設置在執行比較重要的功能的電路塊中的中斷布線34更早熔化。如上所述，根據電路塊功能的重要性設置中斷布線34，使得即使當執行不太重要的功能的電路塊停止工作時，執行比較重要的功能的電路塊也繼續工作。設置在執行不太重要的功能的電路塊中的中斷布線34對應於第二中斷布線，而設置在執行比較重要的功能的電路塊中的中斷布線34用作第三中斷布線。

將參考圖6至圖8描述根據第一實施例的第三改型的電子控制裝置20。在圖6中，示出電子控制裝置20的外殼61中的配置。在圖6中，出於繪製方便的目的，省略了一些連接器。

在根據第一實施例的第三改型的電子控制裝置20中，可以在一個電路基板上或多個電路基板上設置多個電路塊。例如，如在圖6和圖7中所示，在相互電耦合的電路基板上設置電路塊30、40、50，而在外殼61中設置電路基板。具體地，在母板62上安裝包括公共電子部件的電源電路62a。公共電子部件表示由電路塊30、40、50共用的電子部件。母板62經由連接器66與分別執行電路塊30、40、50的功能的模塊基板63、64、65電耦合。各連接器66設置在兩個相鄰基板63、64、65之間。

在該情況下，電源布線23(其為公共布線)可以設置在母板62上，而支路布線可以設置在相應的模塊基板上並且經由連接器66與電源布線23耦合。此外，中斷布線24可以設置在母板62上的電源布線23中，而支路布線中的至少一根可以包括中斷布線34。例如，如在圖8中所示，中斷布線34可以設置在模塊基板63的支路布線63a中以及模塊基板64的支路布線64a中。通過以上描述的配置，設置在模塊基板63-65和母板62上的電路塊可以由中斷布線24和34來保護。

此外，模塊基板中的至少一個可以包括多個如以上描述的電路基板21的電路塊。在模塊基板上，中斷布線34可以至少設置在電路塊的支路布線之一中。

(第二實施例)

將參考圖9描述根據本公開內容的第二實施例的電子控制裝置20a。在圖9中，出於方便的目的，未示出限定開口部分28a的阻焊層。

在電子控制裝置20a中，起到保護電路基板表面的保護層作用的阻焊層限定開口部分28a，以使中斷布線34的至少一部分暴露到外面。

如在圖9中所示，阻焊層限定開口部分28a，使得最可能產生熱量的中斷布線34的全部長度的中間部分暴露到外面。

將參考圖10和圖11描述提供開口部分28a的原因。

在圖10示出的裝置中，測試中斷布線101的一部分通過由阻焊層限定的測試開口部分102而暴露到外面。將預定電流提供給測試中斷布線101，並且測量測試中斷布線101熔化的中斷電流i以及測試中斷布線101熔化的熔化時間t。另外，還測量在阻焊層不限定測試開口部分102的情況下的測試中斷布線101的中斷電流i和熔化時間t。測試中斷布線101具有2.85mm的全長l1並且具有0.25mm的寬度w1。測試開口部分102在平行於測試中斷布線101的長度方向的方向上具有0.6mm的開口長度l2，並且在測試中斷布線101的寬度方向上具有0.25mm的開口寬度w2。在圖10中，出於繪製方便的目的，將開口寬度w2繪製為比寬度w1長。

在圖11中，粗體實線s1示出測試中斷布線101的中斷電流i和熔化時間t之間的關係，而以粗體實線s1為中心的粗體虛線之間的範圍示出熔化時間t相對於中斷電流i的變化範圍，其中測試中斷布線101的一部分通過測試開口部分102暴露。細體實線s2示出在不限定測試開口部分102的情況下的測試中斷布線101的中斷電流i和熔化時間t之間的關係，而以細體實線s2為中心的細體虛線之間的範圍示出熔化時間t相對於中斷電流i的變化範圍。

如在圖11中所示，以相同的中斷電流，當由阻焊層限定測試開口部分102時，熔化時間t減少並且變化範圍減小。相反，與限定測試開口部分102的情況相比較，在不由阻焊層限定測試開口部分102的情況下，測試中斷布線101的熔化時間t在每個過電流範圍內增加，並且變化範圍增大。這是因為由測試中斷布線101的熔化產生的熔化導體從測試開口部分102流出，而熔化導體不太可能停留在熔化之前的測試中斷布線101的位置處。

因此，當中斷布線34的至少一部分通過開口部分28a暴露時，熔化時間t減少，可以較早實現過電流保護動作，並且可以限制受保護部件的溫度升高。而且，可以減少由中斷布線34的中斷所導致的電源布線23的電壓下降的時間。此外，因為熔化時間t的變化減少，所以可以減少考慮到在每個裝置或每個電路中的中斷布線34的熔化時間而設計的穩定電容器的電容值，並且可以減小成本和尺寸。而且，因為熔化時間t在電流的額定區域中也減少了，所以可以更自由地設計電路。

如上所述，當中斷布線34根據由過電流產生的熱量而熔化時，通過熔化中斷布線34而產生的熔化導體從開口部分28a流出。因此，熔化導體不太可能停留在熔化之前的中斷布線34的位置處，可以限制由熔化導體的停留所導致的熔化位置和熔化時間的變化，並且限制由中斷布線34產生的熱量所導致的對其它電子部件32的不利影響。另外，可以限制中斷布線34的中斷性能的下降。

在根據本實施例的電子控制裝置20a中，設置開口部分28a，使得中斷布線34最可能熔化的中間部分暴露到外面。可替代地，可以設置開口部分28a，使得中斷布線34的另一部分暴露到外面或者使整個中斷布線34暴露到外面。可以將開口部分28a的以上描述的配置應用到其它實施例和改型中，其中中斷布線34或24的至少一部分通過開口部分28a而暴露。

(第三實施例)

將參考圖12描述根據本公開內容的第三實施例的電子控制裝置20b。

在電子控制裝置20b中，中斷布線34經由連接布線70與電源布線23耦合。

如在圖12中所示，中斷布線34的端部經由連接布線70與電源布線23電耦合。連接布線的布線寬度朝向電源布線23以圓弧的方式(r形)逐漸地增大，使得在連接布線70鄰近中斷布線34的端部處的橫截面積小於連接布線70鄰近電源布線23的另一端部處的橫截面積。因此，連接布線70的側端部與中斷布線34的相應側端部平滑地連接並且朝向電源布線23逐漸地延伸。

因此，與熱量被直接傳送到電源布線23的情況相比較，當由過電流在中斷布線34處產生的熱量經由連接布線70傳送到電源布線23時，不過度地將需用於熔化中斷布線34的熱量吸收到電源布線23。因此，可以限制中斷布線34中的溫度升高的變化，並且可以限制中斷布線34的中斷性能的下降。具體地，由過電流在中斷布線34上產生的熱量逐漸地在連接布線70中擴散並且被廣泛地傳送到電源布線23。因此，可以限制電源布線23中的本地溫度升高。在電子控制裝置20b的穩定狀態期間，由於流過中斷布線的電流所致，中斷布線產生熱量。在穩定狀態中，不產生過電流。因為在穩定狀態中可以經由電源布線23逐漸地擴散中斷布線上產生的熱量，所以可以限制中斷布線的溫度升高並且可以增大電子控制裝置的長期可靠性。

因為使中斷布線34的側端部與連接布線70的相應側端部相互平滑地連接，所以當通過使用蝕刻液形成中斷布線34和連接布線70時，蝕刻液可以在中斷布線34的側端部與連接布線70的相應側端部的連接部分處均勻地流過。因此，蝕刻液不太可能停留在連接部分處，並且可以限制中斷布線34的線寬中的變化。因此，可以限制中斷布線34的中斷性能的下降。

連接布線70可以設置在中斷布線34和支路布線31之間，或者也可以設置在中斷布線24和電源布線23之間。可以將連接布線70的以上描述的配置應用到其它實施例和改型。

雖然已經參考其優選實施例描述了本公開內容，但是將理解本公開內容不限於以上描述的實施例和結構。本發明旨在覆蓋各種改型和等同布置。此外，除了優選的各種組合和配置，包括更多、更少或僅單個元件的其它組合和配置也在本公開內容的精神和範圍內。