电路板、电子控制单元以及电子控制单元的切换控制方法

摘要

公开了一种电子控制单元。电子控制单元包括：包括多个层的电路板，所述层包括具有彼此不同的厚度的多个接地层；连接到所述电路板的引流线；切换装置，其被配置为基于车厢内的电磁波的频率来选择性地将所述引流线连接到所述多个接地层中的一个；以及控制器，其被配置为基于所述车厢内的电磁波的频率来控制所述切换装置的连接。

说明书

技术领域

本发明涉及一种包括多个层的电路板、一种包括电路板的电子控制单元，以及电子控制单元的切换控制方法。

背景技术

日本未审查专利申请公开第2013-197223号(JP 2013-197223A)描述了一种电子控制单元，其包括包含多个层的电路板、保持电路板的金属主体和覆盖电路板的树脂盖。在电路板中，接地图案形成在多个层中的树脂盖侧的第一层中，并且在第一层下方的第二层中形成重要的信号图案和接地图案。这样，重要的信号图案免受穿过树脂盖传递的噪声的影响。

发明内容

本发明使得车厢内的电磁波和从电子控制单元发出的噪声彼此难以共振。

本发明的第一方面涉及一种包括多个层的电路板。这些层包括彼此具有不同厚度的多个接地层(以下称为GND层)。当GND层的厚度不同时，GND层的阻抗不同，并且共振频率不同。例如，通过上述，从电子控制单元发出的噪声的共振频率发生变化，由此可能使噪声难以与车厢内的电磁波共振。

本发明的第二方面涉及一种包括电路板、引流线、切换装置和控制器的电子控制单元。电路板包括多个层，所述层包括具有彼此不同厚度的多个接地层。引流线连接到电路板。切换装置被配置为基于车厢内的电磁波的频率来选择性地将引流线连接到多个接地层中的一个。控制器被配置为基于车厢内的电磁波的频率来控制切换装置的连接。

在根据本发明的方面的电子控制单元中，控制器可以被配置为执行控制，使得当是作为车厢内的电磁波的无线电电波的频率的无线电频率低时，切换装置将引流线连接到比当无线电频率高时相对较厚的接地层。

在根据本发明的方面的电子控制单元中，电路板可以包括作为接地层的两个接地层。控制器可以被配置为执行控制使得当无线电频率属于FM带宽时，切换装置将引流线连接到两个接地层中的较薄的接地层，并且执行控制使得当所述无线电频率属于AM带宽时，所述切换装置将所述引流线连接到所述两个接地层中的较厚的接地层。

在根据本发明的方面的电子控制单元中，两个接地层的厚度分别在50μm至120μm的范围内以及在20μm至70μm的范围内。

在根据本发明的方面的电子控制单元中，两个接地层之间的厚度差可以为10μm至30μm。

根据本发明的方面的电子控制单元还可以包括被构造为保持电路板的树脂主体，以及被构造为与树脂主体一起覆盖电路板的树脂盖。

在根据本发明的方面的电子控制单元中，电子控制单元可以附接至车辆的多个车轮中的至少一个车轮的制动钳。

本发明的第三方面涉及一种电子控制单元的切换控制方法。所述电子控制单元包括电路板、引流线、切换装置以及控制器。电路板包含多个层，所述层包括具有彼此不同的厚度的多个接地层。引流线连接到所述电路板。切换装置被配置为将所述引流线选择性地连接到所述多个接地层中的一个。所述切换控制方法包括：利用所述控制器获取车厢内的电磁波的频率；利用所述控制器判定所获取的频率是否在FM带宽内；以及当利用所述控制器做出所获取的频率在所述FM带宽内的判定时，执行控制使得所述切换装置将所述引流线连接到比当做出所述频率不在所述FM带宽内的判定时相对较薄的接地层。

附图说明

将参照附图描述本发明的示例性实施例的特征、优点以及技术和工业意义，其中相同的附图标记表示相同的元件，并且其中：

图1是概念地示出电子控制单元的局部剖视图；

图2是示出构成电子控制单元的电路板的层的平面图；

图3是概念地示出电子控制单元中包含的开关的图；

图4是示出对从电子控制单元发出的噪声进行频率分析的情况的示例的图；

图5是示出作为电子控制单元的EMBECU的安装状态的图；

图6是概念地示出EMBECU的周边的图；以及

图7是示出在EMBECU的存储单元中存储的切换控制程序的流程图。

具体实施例

此后，将参考附图对作为本发明的实施例的电子控制单元进行详细描述。

如图1和图2所示，电子控制单元包括电路板8，其包括多个层A至F、安装在电路板8的前表面和后表面上的电子组件s等。在层A至F中，第一层A、第三层C、第四层D和第六层F是信号层、电源层等，而第二层B和第五层E是接地层(以下称为GND层)。信号层是存在用于主要发送信号的信号线的导体图案的层，电源层是用于主要执行供电的导体层，并且GND层是用于连接到地以具有接地电位、电源等的导体层。层A至F通过绝缘体层压。设置有多个通孔h，使得在层A至F的相应位置处形成通孔h。第二层B比第五层E厚。

电路板8由树脂主体10保持，并被树脂盖12覆盖。在电路板8被主体10保持的状态下，多个汇流条20穿过第一层A至第六层F的通孔h。在汇流条20中，汇流条20a连接到第二层B，使得在它们之间提供导电，并且汇流条20b连接到第五层E，使得在它们之间提供导电。主体10设置有主体侧连接器14，线束16通过线束侧连接器18连接到主体侧连接器14。

线束16是屏蔽线，并且包括多个信号线、电源线22和引流线24，并且元件通过屏蔽层26被涂覆材料28覆盖。如图3所示，引流线24通过开关30连接到汇流条20a、20b，并且选择性地连接到作为GND层的第二层B或第五层E中的任一个。当开关30处于图中所示的原始位置时，开关30被控制以将引流线24从连接到汇流条20b的状态切换到连接到汇流条20a的状态。例如，可以使用非接触半导体开关作为开关30。

当引流线24连接到的GND层的厚度不同时，电路的阻抗Z'的大小不同，且共振频率fc不同。阻抗Z'由下面的表达式表示。

Z'＝R+j(ωL-1/ωC)

共振频率fc由下面的表达式表示。

通常，当GND层的厚度大时，阻抗Z'变得比GND层的厚度小时要小。根据上述两个表达式，当阻抗Z'变小时，推测电感L和电容C变小，共振频率fc很可能变大。

图4示出了对实际上从电子控制单元发出的噪声进行频率分析的情况的示例。实线是引流线24与第五层E连接的情况的示例，并且虚线是引流线24与第二层B连接的情况的示例。通过图4的实线和虚线，显而易见的是，当引流线24连接到第二层B时，与当引流线24连接到第五层E时相比，从电子控制单元发出的噪声的共振频率fc变得更大。

例如，如图5中所示，电子控制单元可以被设置在电动制动装置32中，电动制动装置32被设置在车辆的多个车轮的一部分中。电动制动装置32包括(i)电动制动器，其包括在可以与车轮一体地旋转的盘式转子33运转的状态下设置的制动钳34和由制动钳34保持的电动机36，并且电动制动器由电动机36操作以抑制车轮的旋转，以及(ii)机电制动器(EMB)ECU38，其由制动钳34保持并控制电动机36。对于EMB ECU38，采用电子控制单元。在EMBECU38中，例如，第二层B的厚度可以设定为100μm，而第五层E的厚度可以设定为30μm。

如上所述，EMB ECU38被设置在簧下侧(unsprung side)，并且如图6所示，通过线束16连接到被附接到簧上侧(sprung side)的车辆稳定性控制(VSC)ECU40。作为设置在车辆中的电源的电池50通过线束52连接到VSC ECU40。VSC ECU40控制设置在车轮之中的未设置电动制动装置32的车轮中的液压制动器的液压，并且能够执行防抱死控制等。

EMB ECU38和VSC ECU40各自包括主要由计算机构成的控制器，并且能够彼此通信。VSC ECU40通过汽车区域网络(CAN)54连接到导航ECU 56，并且音频单元58连接到导航ECU 56以能够彼此通信。在音频单元58中，当使用无线电时，获取无线电波的频率(以下称为无线电频率)。所获取的无线电频率是通过导航ECU 56、CAN 54和VSC ECU40在EMB ECU38中获取的。

由于VSC ECU40安装在簧上侧，因此可以使用主体使VSC ECU40接地。由于VSCECU40被设置在发动机室中，即，在封闭的地方，即使发出噪声，对车厢内部的影响也较小。相反，由于EMB ECU38被设置在簧下侧并且被树脂主体10和盖12覆盖，所以难以使EMBECU38接地。由于EMB ECU38被设置在簧下侧，即，在开放的地方，因此发出的噪声有可能对车厢内部产生影响。

通过上述，在该示例中，线束16的引流线24通过EMB ECU38中的接地层返回到VSCECU40(即，簧上侧)，并且从EMB ECU38发出的噪声的共振频率基于车厢内使用的电磁波的频率而变化。例如，当在车厢内部使用无线电时并且当无线电频率处于AM带宽内时{在中频(MF)带宽为300kHz至3MHz的同时，日本使用的带宽为531kHz至1602kHz}，引流线24通过汇流条20a连接至第二层B，并且共振频率变大。当无线电频率处于FM带宽内时{特高频(VHF)带宽为30MHz至399MHz，日本使用的带宽为76.0MHz至107.9MHz}，引流线24通过汇流条20b连接至第五层E，并且共振频率变小。

由图7的流程图表示的切换控制程序被存储在EMB ECU38的存储单元中，并且以在EMB ECU38中预先确定的每一设定时间执行。在步骤1中(以下简称为S1：同样适用于其他步骤)，获取无线电频率，并且在S2中，做出获取的无线电频率是否在FM带宽内的判定。当无线电频率处于FM带宽内时，在S3中，开关30处于图中所示的原始位置，并且引流线24连接到汇流条20b。当无线电频率处于AM带宽内时，在S4中，控制开关30以将引流线24切换到与汇流条20a连接的状态。

如上所述，当无线电频率的带宽是FM带宽时，从EMB ECU38等发出的噪声的共振频率fc变小，并且当无线电频率的带宽是AM带宽时，从EMB ECU38等发出的噪声的共振频率fc变大。结果，即使当电路板8被树脂主体10和盖12覆盖时，无线电和噪声的电波也难以彼此共振。也可以实现成本的降低，并且令人满意地避免在车厢内难以听到无线电。不再需要作为消音措施的电磁干扰(EMI)滤波器元件等。在该示例中，EMB ECU38的开关30、存储由图7的流程图表示的切换控制程序的部分、执行该切换控制程序的部分等构成切换装置。

第二层B和第五层E的厚度不一定分别为100μm和30μm。例如，第二层B的厚度可以被设定为在50μm至120μm的范围内的值，且期望地被设定为70μm至100μm的范围内的值。第五层E的厚度可以被设定为在20μm至70μm的范围的值，且期望地被设定为在30μm至50μm的范围内的值。第二层B和第五层E之间的厚度差期望地为约10μm至30μm。本发明不限于无线电频率，为了避免与车厢内的电磁波共振，可以进行配置使得与各种电磁波的共振得以被抑制。电路板8可以具有三个以上的接地层。电子控制单元不限于被应用于电动制动装置，而是也可以应用于其他车载装置。以这种方式，可以以基于本领域技术人员的知识来增加各种修改和改进的方面来实现本发明的方面。

在下面的形式中，将对本发明中被认为是要求保护的发明，即本发明的特征，进行描述。

(1)一种电路板，其包括多个层，其中所述层包括具有彼此不同的厚度的多个接地层。

电路板包括具有彼此不同的厚度的两个以上的多个接地层，并且可以包括三个以上的接地层。

(2)一种电子控制单元，包括：形式(1)中所述的包括多个层的电路板，所述层包括具有彼此不同的厚度的多个接地层；连接到电路板的引流线；切换装置，其被配置为基于车厢内的电磁波的频率来选择性地将引流线连接到多个接地层中的一个；以及控制器，被配置为基于车厢内的电磁波的频率来控制切换装置的连接。

当引流线连接到的接地层的厚度不同时，包括接地层的电路的阻抗不同，共振频率不同。因此，当实现将引流线连接到具有基于车厢内的电磁波的频率确定的厚度的接地层的配置时，可以使从电子控制单元发出的噪声和车厢内的电磁波难以彼此共振。例如，无线电的电波对应于车厢内的电磁波。

(3)在形式(2)中所述的电子控制单元，其中控制器被配置为执行控制，使得当是作为车厢内的电磁波的无线电电波的频率的无线电频率低时，切换装置将引流线连接到比当无线电频率高时相对较厚的接地层。

当接地层厚时，阻抗变小，并且共振频率可能变得比接地层薄时大。因此，当无线电频率低时，将引流线连接到相对较厚的接地层，从而可以使从电子控制单元输出的噪声的共振频率大，并且使噪声难以与无线电的电波共振。

(4)在形式(3)中所描述的电子控制单元，其中电路板包括作为接地层的两个接地层，并且控制器被配置为执行控制使得当无线电频率属于FM带宽时，切换装置将引流线连接到两个接地层中的较薄的接地层，并且执行控制使得当无线电频率属于AM带宽时，切换装置将引流线连接到两个接地层中的较厚的接地层。

(5)在形式(2)至形式(4)中任一个所描述的电子控制单元，还包括被构造为保持电路板的树脂主体，以及被构造为与树脂主体一起覆盖电路板的树脂盖。

(6)在形式(2)至形式(5)中任一个所描述的电子控制单元，其中电子控制单元附接至车辆的多个车轮中的至少一个车轮的制动钳。

(7)一种电子控制单元的切换控制方法，所述电子控制单元包括包含多个层的电路板，所述层包括具有彼此不同的厚度的多个接地层，连接到电路板的引流线；被配置为将引流线选择性地连接到多个接地层中的一个的切换装置；以及控制器，所述切换控制方法包括：利用控制器获取车厢内的电磁波的频率；利用控制器判定获取的频率是否在FM带宽内；以及当利用控制器做出获取的频率在FM带宽内的判定时，执行控制使得切换装置将引流线连接到比当做出频率不在FM带宽内的判定时相对较薄的接地层。