JP3678897B2 - Electronic control unit with wetness detection function and wetness detection sensor - Google Patents
Electronic control unit with wetness detection function and wetness detection sensor Download PDFInfo
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Description
【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、雨水の吹き込みや水没による水濡れ状態を検知することができる水濡れ検知機能を備えた電子制御ユニットおよびこの電子制御ユニットに用いられる水濡れ検知センサに関するものである。
【0002】
【従来の技術】
従来、図7に示すような、水濡れ状態を検知することができるように構成されたプリント基板が知られている。かかるプリント基板100は、例えば自動車のパワーウインド機構に採用され、車室内への雨水の侵入や車両の水没によってプリント基板100が水濡れした場合に、直ちにそれを検知してプリント基板100の誤動作に起因したウインドの閉止ロック状態等の不都合が生じないように構成されている。
【0003】
すなわち、プリント基板100には、アンド回路で構成された第1出力アンプ101と、この第1出力アンプ101に向けて制御信号を出力する出力プリアンプ102および水濡れ検知センサ103とが設けられている一方、プリント基板100外には、いわゆるオア回路で構成された第2出力アンプ104が設けられている。
【0004】
そして第2出力アンプ104には、スイッチ操作によるオン状態が継続されている間(すなわち指でオン状態を維持している間)ウインド閉の制御信号を出力する第1スイッチ105が接続されているとともに、出力プリアンプ102には、一旦オン操作を行うと指を離してもオン状態が維持される第2スイッチ106が接続されている。上記第2出力アンプ104からは、第1スイッチ105がオン状態であるか、あるいは第1出力アンプ101から制御信号が出力されているときにパワーウインドを開閉する駆動モータ107に向けてウインド閉の制御信号が出力されるようになっている。
【0005】
上記検知センサ103は、プリント基板100とは別体で形成され、普段は制御信号が常時出力されているが、水濡れすると制御信号の出力が中断されるように構成されている。このような検知センサ103がプリント基板100に取り付けられている。
【0006】
従って、自動車の水没等によって検知センサ103が水濡れすると、検知センサ103からの信号が第1出力アンプ101に向けて出力されなくなり、これによってたとえ第2スイッチ106から出力プリアンプ102を介して第1出力アンプ101に到る回路が水濡れによって故障し、出力プリアンプ102からの制御信号が第1出力アンプ101に入力されても、検知センサ103からの信号が第1出力アンプ101に入力されないことにより、第2スイッチ106の系統からは第2出力アンプ104を介して駆動モータ107に制御信号が到達しないようになっている。従って、パワーウインドは、第1スイッチ105の操作によってしか閉止することができないため、搭乗者の意に反してパワーウインドが閉止するという不都合が回避される。
【0007】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、従来の上記のようなプリント基板100にあっては、別体の検知センサ103をプリント基板100に取り付けなければならず、その分部品点数が増加して部品コストが嵩むとともに、検知センサ103をプリント基板100に組み付けることによる実装コストも増加するという問題点を有している。
【0008】
本発明は、上記のような問題点を解決するためになされたものであり、部品点数の増加と実装コストの増加を抑えた上でプリント基板の水濡れによる誤動作を確実に防止することができる水濡れ検知機能を備えた電子制御ユニットおよびこの電子制御ユニットに用いられる水濡れ検知センサを提供することを目的としている。
【0009】
【課題を解決するための手段】
本発明の請求項1記載の水濡れ検知機能を備えた電子制御ユニットは、基板本体上で各種の電子素子がプリント配線により接続されることによって所定の制御回路が構成されてなるプリント基板において、上記基板本体上に離間状態で互いに対向した一対の水濡れ検知用のランド部が設けられ、上記ランド部は、プラス極のものの面積がマイナス極のものの面積より大きく設定されていることを特徴とするものである。
【0010】
この発明によれば、例えばこの発明の電子制御ユニットを自動車のパワーウインド開閉制御用に適用した場合、自動車内への雨水の吹き込みや自動車の水没等によってプリント基板が水をかぶったり水没するなどの水濡れ状態になったとき、一対のランド部間に水が介在した状態になり、これによって一対のランド部間がリーク電流によって通電可能状態になるため、予め一方のランド部にプラス電圧を、他方のランド部にマイナス電圧を印加しておくことにより、各ランド部間に水を介して所定の電流値の電流が流れる。従ってこの電流に起因して動作する検知回路を設けておくことにより、基板本体の水濡れを検知してパワーウインドが誤動作で閉止されたままになる等の不都合を確実に防止することが可能になり、緊急時の安全対策上極めて有効である。
【0011】
また、水濡れ検出用のランド部は、プリント基板の一連の製造工程において他のランド部と同様に基板本体上に形成させることが可能であり、従来のように別体のセンサが一連の製造工程外で別途取り付けられるものではないため、部品コストおよび組付けコストの低減化が達成される。
【0012】
そして、ランド部は、プラス極のものの面積がマイナス極のものの面積より大きく設定されているため、プラス極のランド部が大きいことによりプラス極から水中に溶け出す金属イオンが多くなり、その分一対のランド部間に水を介して通電する電流値が大きくなるため、リーク電流の検出が容易になり、これによって増幅器の増幅量が軽減される等、製 造コストの低減化を図る上でのプラス要因を得ることができるとともに、検知精度の向上および回路動作の安定化に寄与される。
【0013】
本発明の請求項2記載の水濡れ検知機能を備えた電子制御ユニットは、請求項1記載の水濡れ検知機能を備えた電子制御ユニットにおいて、上記基板本体上に上記ランド部の複数対が設けられていることを特徴とするものである。
【0014】
この発明によれば、複数対のランド部の内のいずれかが水濡れすることによってプリント基板の水没等が検知されるため、プリント基板の水濡れ状態の検知精度が向上する。
【0015】
本発明の請求項3記載の水濡れ検知機能を備えた電子制御ユニットは、請求項1または2記載の水濡れ検知機能を備えた電子制御ユニットにおいて、上記基板本体は、上記ランド部を除いた部分を密閉するカバーを有していることを特徴とするものである。
【0016】
この発明によれば、カバーの存在で水濡れ用のランド部以外のプリント配線や電子部品からなる基板本体上の電子回路が防水された状態になり、水濡れ用のランド部による検知信号が正常に処理されて所期の水濡れ対策のアクションがより確実に行われる。
【0017】
本発明の請求項4記載の水濡れ検知センサは、請求項1乃至3のいずれかに記載のプリント基板に設けられる水濡れ検知センサであって、上記基板本体上に互いに対向配設された一対のランド部によって形成され、これら一対のランド部は、水の介在状態で各ランド部間に所定の電流値のリーク電流が通電し得るように離間距離が設定されていることを特徴とするものである。
【0018】
この発明によれば、水濡れ検出用のランド部は、プリント基板の一連の製造工程において他のランド部と同様に基板本体上に形成させることが可能であり、従来のように別体のセンサが一連の製造工程外で別途取り付けられるものではないため、部品コストおよび組付けコストの低減化が達成される。
【0019】
また、一対のランド部の離間距離は、水の介在で所定の電流値のリーク電流が通電し得る距離に設定されており、従って、予め所定の電位差になるようにランド部に電圧を印加しておくことにより、プリント基板の水没等によってランド部間に水が入り込んだときにはこの水を介して所定の値の電流が流れるため、この電流を検出することによって基板の水濡れ状態を検知することができる。
【0020】
本発明の請求項5記載の水濡れ検知センサは、請求項4記載の水濡れ検知センサにおいて、上記一対のランド部間の基板本体には、各ランド部同士を仕切るようにスリットが穿設されていることを特徴とするものである。
【0021】
この発明によれば、検知されるのが好ましくない水濡れ状態の場合、具体的には、例えば低温高湿度の結露環境下で基板本体の表面に結露したような場合、結露水は表面張力によってスリットの中に入り込み、これによってランド部間に水が架橋した状態が回避されるため、ランド部間に電流が流れず、水濡れ状態として検知される不都合が回避される。
【0022】
本発明の請求項6記載の水濡れ検知センサは、請求項5記載の水濡れ検知センサにおいて、上記基板本体には、上記スリットの各端部から各ランド部の方向に延びる一対の第2スリットが穿設されていることを特徴とするものである。
【0023】
この発明によれば、各ランド部の三方を取り囲むようにスリットが形成されてスリット幅を大きくすることなくスリットの開口面積が大きくなっているため、スリットは、表面張力を減少させずに水の貯溜容量が大きくなり、結露等によるランド部間の通電可能状態がより確実に回避されるとともに、基板本体の表面にレジスト塗膜を形成させるコーティング材の塗布工程でコーティング材がスリットに遮られて下方に落下するため、ランド部がコーティング材により被覆されるという不都合が回避される。
【0024】
【発明の実施の形態】
図1は、本発明に係る電子制御ユニットの一実施形態を示す一部切欠き斜視図である。この図に示すように、電子制御ユニット1は、箱型のケーシング2と、このケーシング2内に装着されるプリント基板3と、このプリント基板3の略中央部に設けられた水濡れセンサ4とを備えた基本構成を有している。
【0025】
上記ケーシング2は、有底で上部が開放したケーシング本体21と、このケーシング本体21の上部開口を閉止する蓋体22とからなっている。蓋体22は、平面寸法がケーシング本体21と等しく寸法設定された蓋体本体22aと、この蓋体本体22aの下縁部の外周面から下方に向かって穿設された環状縁部22bとから構成され、環状縁部22bをケーシング本体21の上縁部に外嵌することにより蓋体22がケーシング本体21に装着されるようになっている。
【0026】
かかる蓋体22は、環状縁部22bの内周面に取り付けられたゴム等の弾性部材からなる環状シール部材22cを有しており、蓋体22をケーシング本体21に装着した状態で、この環状シール部材22cがケーシング本体21の外周面に密着し、これによって蓋体22のケーシング本体21への装着状態が安定するとともに、ケーシング2内への水の侵入を確実に防止するようになされている。
【0027】
上記プリント基板3は、合成樹脂製の絶縁体からなる平板状の基板本体31と、この基板本体31の表面にプリントされた所定本数のプリント配線32と、所定のプリント配線32間に架橋された各種の電子部品(電子素子)33とを備えて形成されている。
【0028】
このようなプリント基板3の基板本体31の略中央部には、水没したり雨水がかかったりした電子制御ユニット1の水濡れ状態を検知する本発明の水濡れセンサ4が設けられている。一方、上記蓋体本体22aの略中央部であって、上記水濡れセンサ4に対応した部分には円形の水導入孔23が設けられているとともに、蓋体本体22aの内面側にはこの水導入孔23の周縁から基板本体31に向けて延設された筒状の防水筒24が設けられている。
【0029】
この防水筒24は、蓋体22をケーシング本体21に装着した状態でその下端面が基板本体31の表面に当接するように長さ寸法が設定されているとともに、下端面に第2環状シール部材24aが取り付けられている。従って、蓋体22をケーシング本体21に装着することにより、防水筒24が第2環状シール部材24aを介して基板本体31に当接し、これによって水濡れセンサ4のみが防水筒24内で外部に露出した状態になるとともに、この防水筒24内に侵入した水のケーシング2内への侵入が防止されるようになっている。
【0030】
図2は、上記のような電子制御ユニット1のプリント基板3における水濡れ検知回路の一実施形態を示すブロック図である。この実施形態においては、電子制御ユニット1として自動車のパワーウインド閉止制御用の回路を含むものが採用されており、パワーウインド開放制御用の回路およびその他の回路については図示を省略している。そして、上記パワーウインド閉止制御回路(以下閉止制御回路5とのみいう)に水濡れ検知回路6を組み合わせることにより、自動車の水没事故等によってプリント基板3が水濡れしても、制御機器の誤作動によって図略のパワーウインドが自動的に閉まるような不都合の生じることがないようにしている。
【0031】
上記閉止制御回路5は、図2に示すように、基板本体31に設けられたアンド素子51、オア素子52および出力プリアンプ回路53と、プリント基板3外に設けられた第1スイッチ54および第2スイッチ55とを備えて形成されている。そして、上記第2スイッチ55は、出力プリアンプ回路53を介してアンド素子51の一方の入力端子に接続されているとともに、アンド素子51の出力端子はオア素子52の一方の入力端子に接続されている一方、第1スイッチ54は、オア素子52の他方の入力端子に接続されている。
【0032】
また、上記アンド素子51の他方の入力端子は、水濡れ検知回路6から引き出されたプリント配線32に接続されているとともに、オア素子52の出力端子は制御信号ライン71を介してパワーウインド用の駆動モータ7に接続されている。そして、オア素子52から制御信号ライン71を介して駆動モータ7に向けて制御信号が出力されることにより、駆動モータ7の駆動でパワーウインドが閉止されるようになっている。
【0033】
上記第1スイッチ54は、図略の付勢手段の付勢力によって普段はスイッチオフ状態になっており、付勢手段の付勢力に抗してオン操作を行っている間だけ所定レベルの電圧によるアクティブハイ信号が出力され、オン操作を中止することにより上記付勢力でスイッチオフされてアクティブハイ信号の出力が停止される(すなわちアクティブロー信号が出力される)タイプのものが採用されている。これに対して第2スイッチ55は、構造的には第1スイッチ54と同様のものであるが、出力プリアンプ回路53の作用によって一旦オン操作を行うと積極的にオフ操作を行わない限りアクティブハイ信号が継続して出力されるようになっている。
【0034】
一方、上記水濡れ検知回路6は、基板本体31の中央部分に形成された第1ランド部41および第2ランド部42からなる本発明に係る水濡れセンサ4と、車載されたバッテリー61とから構成されている。そして、本実施形態においては、バッテリー61のプラス極が電圧調整抵抗62を介して上記第1ランド部41に接続されているとともに、第2ランド部42がアースされたバッテリー61のマイナス電極側に接続されており、これによって普段は第1ランド部41側には電圧調整抵抗62によって所定の電圧値に調整された電圧(すなわちアクティブハイ信号)が印加されている。
【0035】
このような水濡れ検知回路6の第1ランド部41は上記アンド素子51の他方の入力端子に接続されており、従って普段は第1ランド部41と第2ランド部42との間が通電しないことにより第1ランド部41からアンド素子51に向けてアクティブハイ信号が出力された状態になっている。従って、第2スイッチ55をオン操作すると、その信号はアンド素子51を介してオア素子52に伝達され、オア素子52からの制御信号の出力によって駆動モータ7が駆動してパワーウインドが閉じられる。
【0036】
そして、自動車の雨水の吹き込み等によって防水筒24内に水が侵入し、第1ランド部41と第2ランド部42との間に水が介在した状態になると、各ランド部41,42間に水を介した通電が行われ、この通電による第1ランド部41側の電圧降下によって第1ランド部41側からアンド素子51に向けてアクティブロー信号が出力されることになり、これによって第1スイッチ54がオン操作されない限り第2スイッチ55のオン操作に拘らず駆動モータ7の駆動でパワーウインドは閉止しなくなる。従って、水濡れにより閉止制御回路5における第2スイッチ55の系統が故障してオン操作を行っていないにも拘らずにアクティブハイ信号が出力されてもパワーウインドが閉じるという不都合が回避される。
【0037】
以下、水濡れセンサ4についてさらに詳細に説明する。図3は、第1実施形態の水濡れセンサ4を示す斜視図である。この図に示すように、上記基板本体31は、構造材としての所定厚み寸法の合成樹脂板31aと、この合成樹脂板31aの表面に積層された絶縁レジスト被覆層31bとから構成されている。かかる基板本体31の表面にプリント配線32が形成された状態でプリント配線32をも含めて合成樹脂板31aの表面が絶縁レジスト被覆層31bによって被覆されている。
【0038】
そして、本実施形態においては、上記各ランド41,42は合成樹脂板31aの表面にプリント配線32を設けるときに同時にエッチング処理等によって設けられる、平面視で正方形状のランドパッド43によって形成されている。このランドパッド43の表面は、絶縁レジスト被覆層31bによって被覆されずに外部に露出され、これによって第1ランド部41のランドパッド43と第2ランド部42のランドパッド43間に水Wが介在された状態でランド部41,42間が水Wを介して通電可能状態になるようにしている。
【0039】
また、本実施形態においては、上記各ランドパッド43は、一辺が1.2mmの正方形状に形状設定され、1.3mm間隔でそれぞれのランドパッド43が対向させられることにより水濡れセンサ4が形成されている。そして、対向したランドパッド43間には12Vの電圧をかけるようにしている。こうすることによってランドパッド43間に水Wが介在した状態でランドパッド43間に0.3mAのリーク電流が流れること、およびこのリーク電流の流通によって水濡れセンサ4(図2R>2)からアンド素子51に向けてアクティブロー信号の出力されることが確認された。
【0040】
図4は、第2実施形態の水濡れセンサ4aを示す斜視図である。この水濡れセンサ4aは、第1実施形態のものと同様の互いに対向した一対のランドパッド43と、これら一対のランドパッド43間の基板本体31に両者を仕切るように設けられた長孔状のスリット44とから構成されている。
【0041】
そして、第2本実施形態においては、各ランドパッド43の形状、寸法および印加電圧は第1実施形態と同様に設定されているとともに、スリット44の平面視の寸法は、スリット幅が0.8mmに、またスリット長さが2.2mmに設定されている。
【0042】
第2実施形態の水濡れセンサ4aによれば、電子制御ユニット1が低温多湿の結露環境に置かれたような場合、結露によってランドパッド43間に水が介在された状態になっても、この結露水は、表面張力によってスリット44内に吸引されるため、電子制御ユニット1が水没等によって水濡れ状態になっていないにも拘らず水濡れセンサが水濡れを検知してしまうという不都合を回避することができる。
【0043】
図5は、第3実施形態の水濡れセンサ4bを示す平面図である。この実施形態においては、スリットとしてH形スリット45が採用されている点を除いては第2実施形態のものど同様である。H形スリット45は、第2実施形態のものと同様のスリット44と、このスリット44の両端部から互いに反対方向に向けて延設された一対の第2スリット45aとからなっている。そして、各ランドパッド43は、スリット44および一対の第2スリット45aによっ三方が囲まれた状態になっている。
【0044】
第3実施形態の水濡れセンサ4bによれば、H形スリット45を採用したことによりスリット容量が増加してランドパッド43の周りの結露水がH形スリット45内に吸引されるため、結露水による水濡れの誤検知が確実に防止される。また、結露水の量が多いときには、結露水はH形スリット45を通して下方に流れ落ちる。
【0045】
図6は、第4実施形態の水濡れセンサ4cを示す平面視の説明図であり、(イ)は基本例、(ロ)は第1変形例、(ハ)は第2変形例をそれぞれ示している。この実施形態においては、マイナス電圧が印加される第2ランド部42のランドパッド43の大きさを先の実施形態のものと同じに寸法設定した上で、プラス電圧が印加される第1ランド部41のランドパッド43′,43″の大きさを第2ランド部42のものより大きくしている。
【0046】
そして、図6の(イ)の第1変形例においては、第1ランド部41側のランドパッド43′を長方形にして大きくしているのに対し、図6の(ロ)の第2変形例においては、ランドパッド43″を平面視で「凸」形状にしている。また、図6の(ハ)の第3変形例においては、互いに対抗した第1ランド部41のランドパッド43″と、第2ランド部42のランドパッド43との間の基板本体31にH形スリット45が形成されている。
【0047】
かかる第4実施形態の水濡れセンサ4cにおいては、プラス側のランドパッド43′,43″をマイナス側のランドパッド43よりも大きくしたことにより、プラス側のランドパッド43′,43″からマイナス側のランドパッド43に向かう金属イオンの量が増加し、これによって水を介してランドパッド間を流れるリーク電流の電流値が増加し、水濡れ状態をより確実に検知することが可能になるとともに、アンプを設けた場合のアンプの増幅量が軽減され、水濡れ検出回路が安定して水濡れ状態を検知し得るものになる。
【0048】
因に、上記第1〜第3実施形態の場合、リーク電流の値は0.3mAであったが、第1変形例においては、第1〜第3実施形態と同一条件でリーク電流値は0.5mAにまで増加し、第2変形例においては1.5mAにまで増加することが確認された。
【0049】
本発明は以上の実施形態に限定されるものではなく、以下の内容をも包含するものである。
【0050】
(1)上記の実施形態においては、水濡れセンサ4は第2スイッチ55の系統にのみ設けられているが、第1スイッチ54の系統にも設けてもよい。具体的には、第1スイッチ54とオア素子52との間に水濡れセンサ4を介設してその第1ランド部41を介して第1スイッチ54とオア素子52とを接続するとともに第2ランド部42をアースすればよい。こうすることによって水濡れにより第1スイッチ54の系統が故障してスイッチオン操作を行っていないにも拘らず第1スイッチ54からアクティブハイ信号が出力されても、オア素子52にはアクティブハイ信号が入力されなくなるため、オア素子52から駆動モータ7に向けて制御信号が出力されなくなり、これによって緊急時に駆動モータ7の駆動によってパワーウインドが閉じるという不都合が回避される。
【0051】
(2)上記の実施形態においては、第1実施形態のランド41,42のランドパッド43は平面視で正方形状に形成されているが、正方形状に代えて円形状でもよいし三角形状でもよいし、五角形以上の多角形状でもよく、その平面視の形状に限定はない。
【0052】
(3)上記の実施形態においては、ランド部41,42はプリント配線32の形成時に同時に設けられるランドパッド43によって形成されているが、本発明は、ランド部41,42がプリント配線32と同時に形成されるランドパッド43であることに限定されるものではなく、基板本体31の表面にプリント配線32を形成させた後に金属薄板を貼設したり、金属塊をねじ止め等で基板本体31に取り付けたものであってもよい。
【0053】
【発明の効果】
本発明の請求項1記載の水濡れ検知機能を備えた電子制御ユニットによれば、ユニット内のプリント基板の基板本体上に離間状態で互いに対向した一対の水濡れ検知用のランド部を設け、これら一対のランド部の離間距離を、水の介在状態で各ランド部間に所定の電流値のリーク電流が通電し得るようにが設定したため、例えばこの発明のプリント基板を自動車のパワーウインド開閉制御用に適用した場合、自動車内への雨水の吹き込みや自動車の水没等によってプリント基板が水をかぶったり水没するなどの水濡れ状態になったとき、一対のランド部間に水が介在した状態になり、これによって一対のランド部間を所定の電流値のリーク電流により通電可能状態にすることができる。従って、予め一方のランド部にプラス電圧を、他方のランド部にマイナス電圧を印加しておくことにより、各ランド部間に水が介在したときには水を介してランド部間に電流が流れるため、この電流によって作動する検知回路を設けておくことにより、基板本体の水濡れを検知してパワーウインドが誤動作で閉止されたままになる等の不都合を確実に防止することができ、緊急時の安全対策を施す上で極めて有効である。
【0054】
また、水濡れ検出用のランド部は、プリント基板の一連の製造工程において他のランド部と同様に基板本体上に形成させることが可能であり、従来のように別体のセンサが一連の製造工程外で別途取り付けられるものではないため、部品コストおよび組付けコストの低減化を達成することができる。
【0055】
そして、ランド部は、プラス極のものの面積がマイナス極のものの面積より大きく設定されているため、プラス極のランド部が大きいことによりプラス極から水中に溶け出す金属イオンが多くなり、その分一対のランド部間に水を介して通電する電流値が大きくなり、リーク電流の検出をより容易に行うことができる。そして、増幅器の増幅量が軽減される等、製造コストの低減化を図る上でのプラス要因を得ることができるとともに、検知精度の向上および回路動作の安定化に寄与することができる。
【0056】
本発明の請求項2記載の水濡れ検知機能を備えた電子制御ユニットによれば、基板本体上に複数対のランド部を設けたため、複数対のランド部の内のいずれかが水濡れすることによってプリント基板の水没等が検知され、プリント基板の水濡れ状態の検知精度を向上させることができる。
【0057】
本発明の請求項3記載の水濡れ検知機能を備えた電子制御ユニットによれば、基板本体には、ランド部を除いた部分を密閉するカバーを設けたため、このカバーの存在によって水濡れ用のランド部以外のプリント配線や電子部品からなる基板本体上の電子回路を防水状態にすることが可能であり、水濡れ用のランド部による検知信号が正常に処理されて所期の水濡れ対策のアクションをより確実に所定の制御回路に行わせることができる。
【0058】
本発明の請求項4記載の水濡れ検知センサによれば、基板本体上に、水の介在状態で所定の電流値のリーク電流が通電し得るように離間距離が設定されて互いに対向配設された一対のランド部によって形成されているため、水濡れ検出用のランド部は、プリント基板の一連の製造工程において他のランド部と同様に基板本体上に形成させることが可能であり、従来のように別体のセンサが一連の製造工程外で別途取り付けられるものではないため、部品コストおよび組付けコストの低減化を達成することができる。
【0059】
また、一対のランド部の離間距離を水の介在で所定の電流値のリーク電流が通電し得る距離に設定したため、予め所定の電位差になるようにランド部に電圧を印加しておくことにより、プリント基板の水没等によってランド部間に水が入り込んだときにはこの水を介して所定の値の電流、すなわち通常の電流計で検出し得る電流が流れ、この電流を検出することによって基板の水濡れ状態を容易に検知することができる。
【0060】
本発明の請求項5記載の水濡れ検知センサによれば、一対のランド部間の基板本体には、各ランド部同士を仕切るようにスリットが穿設されているため、検知されるのが好ましくない水濡れ状態の場合、具体的には、例えば低温高湿度の結露環境下で基板本体の表面に結露したような場合、結露水は表面張力によってスリットの中に入り込み、これによってランド部間に水が架橋した状態が回避されてランド部間に電流が流れず、水濡れ状態として検知される不都合を回避することができる。
【0061】
本発明の請求項6記載の水濡れ検知センサによれば、基板本体には、スリットの各端部から各ランド部の方向に延びる一対の第2スリットを穿設したため、この第2スリットによって各ランド部の三方を取り囲むようにスリットが形成され、スリット幅を大きくすることなくスリットの開口面積が大きくなり、これによってスリットの表面張力を減少させずに水の貯溜容量を大きくすることができ、結露等によるランド部間の通電可能状態をより確実に回避することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】 本発明に係る電子制御ユニットの一実施形態を示す一部切欠き斜視図である。
【図2】 電子制御ユニットのプリント基板における水濡れ検知回路の一実施形態を示すブロック図である。
【図3】 第1実施形態の水濡れセンサを示す斜視図である。
【図4】 第2実施形態の水濡れセンサを示す斜視図である。
【図5】 第3実施形態の水濡れセンサを示す平面図である。
【図6】 第4実施形態の水濡れセンサを示す平面視の説明図であり、(イ)は基本例、(ロ)は第1変形例、(ハ)は第2変形例をそれぞれ示している。
【図7】 従来の水濡れ検知機能を備えたプリント基板を例示するブロック図である。
【符号の説明】
1 電子制御ユニット
2 ケーシング
21 ケーシング本体
22 蓋体
22a 蓋体本体
22b 環状縁部
22c 環状シール部材
23 水導入孔
24 防水筒
24a 第2環状シール部材
3 プリント基板
31 基板本体
32 プリント配線
33 電子部品
4,4a,4b,4c 水濡れセンサ
41 第1ランド部
42 第2ランド部
43,43′,43″ ランドパッド
44 スリット
45 H形スリット
45a 第2スリット
5 閉止制御回路
51 アンド素子
52 オア素子
53 出力プリアンプ回路
54 第1スイッチ
55 第2スイッチ
6 水濡れ検知回路
61 バッテリー
7 駆動モータ7
71 制御信号ライン[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to an electronic control unit having a water wetting detection function capable of detecting a wet state due to rainwater blowing or submergence, and a water wetting detection sensor used in the electronic control unit.
[0002]
[Prior art]
Conventionally, there has been known a printed circuit board configured to detect a wet state as shown in FIG. Such a printed
[0003]
That is, the
[0004]
The
[0005]
The
[0006]
Accordingly, when the
[0007]
[Problems to be solved by the invention]
By the way, in the conventional
[0008]
The present invention has been made to solve the above-described problems, and can reliably prevent malfunction due to water wetting of a printed circuit board while suppressing an increase in the number of components and an increase in mounting cost. An object of the present invention is to provide an electronic control unit having a water wetting detection function and a water wetting detection sensor used in the electronic control unit.
[0009]
[Means for Solving the Problems]
An electronic control unit having a water wetting detection function according to
[0010]
According to the present invention, for example, when the electronic control unit of the present invention is applied for controlling the opening / closing of a power window of an automobile, the printed circuit board may be submerged or submerged by rainwater blowing into the automobile or submersion of the automobile. When it becomes wet, it becomes a state where water is interposed between the pair of land portions, so that a current between the pair of land portions can be energized by a leakage current. By applying a negative voltage to the other land portion, a current having a predetermined current value flows between the land portions through water. Therefore, by providing a detection circuit that operates due to this current, it is possible to reliably prevent inconveniences such as the detection of wetness of the board body and the power window being closed due to malfunction. Therefore, it is extremely effective for safety measures in an emergency.
[0011]
In addition, the land for water wetting detection can be formed on the board body in the same way as other lands in a series of printed circuit board manufacturing processes. Since it is not separately attached outside the process, reduction in parts cost and assembly cost is achieved.
[0012]
And since the area of the positive pole is larger than the area of the negative pole, the land area of the positive pole is larger, so that the metal part that melts into the water from the positive pole increases due to the large positive pole land. Since the current value that is energized through the water between the land portions of the current increases, the detection of the leakage current is facilitated, thereby reducing the amplification amount of the amplifier, etc. A positive factor in reducing the manufacturing cost can be obtained, and it contributes to improvement of detection accuracy and stabilization of circuit operation.
[0013]
An electronic control unit having a water wetting detection function according to claim 2 of the present invention is the electronic control unit having a water wetting detection function according to
[0014]
According to the present invention, the submergence of the printed circuit board is detected when any of the plurality of pairs of land portions gets wet, so that the detection accuracy of the wet state of the printed circuit board is improved.
[0015]
An electronic control unit having a water wetting detection function according to
[0016]
According to the present invention, the electronic circuit on the substrate body made of printed wiring and electronic parts other than the water-wetting land portion is waterproofed due to the presence of the cover, and the detection signal by the water-wetting land portion is normal. The expected action against water wetting is performed more reliably.
[0017]
A water wetting detection sensor according to a fourth aspect of the present invention is the water wetting detection sensor provided on the printed circuit board according to any one of the first to third aspects, and a pair of the water wetting detection sensors disposed opposite to each other on the substrate body. The pair of lands are spaced apart so that a leak current of a predetermined current value can flow between the lands in the presence of water. It is.
[0018]
According to the present invention, the water wetness detection land portion can be formed on the substrate body in the same manner as the other land portions in a series of printed circuit board manufacturing processes. However, since it is not separately attached outside the series of manufacturing processes, reduction in parts cost and assembly cost is achieved.
[0019]
Further, the distance between the pair of land portions is set to a distance at which a leak current having a predetermined current value can flow through the water, and accordingly, a voltage is applied to the land portions in advance so that a predetermined potential difference is obtained. Therefore, when water enters between the land parts due to submergence of the printed circuit board, etc., a current of a predetermined value flows through this water, so detecting the water wet state of the board by detecting this current Can do.
[0020]
Claims of the invention5The water wetting detection sensor described in claim4The water wetting detection sensor described above is characterized in that a slit is formed in the substrate body between the pair of land portions so as to partition the land portions.
[0021]
According to the present invention, in the case of a wet state that is not preferable to be detected, specifically, for example, when dew condensation occurs on the surface of the substrate body in a condensation environment of low temperature and high humidity, the dew condensation water is caused by surface tension. Since the state where the water enters the slit and the water is bridged between the land portions is avoided, the current does not flow between the land portions, and the inconvenience that is detected as the water wet state is avoided.
[0022]
Claims of the invention6The water wetting detection sensor described in claim5In the described water wetting detection sensor, the substrate main body is provided with a pair of second slits extending from each end of the slit in the direction of each land.
[0023]
According to the present invention, the slit is formed so as to surround the three sides of each land portion, and the opening area of the slit is increased without increasing the slit width. The storage capacity is increased, and the energized state between lands due to condensation is more reliably avoided, and the coating material is blocked by slits in the coating material application process that forms a resist coating on the surface of the substrate body. Since it falls downward, the inconvenience that the land portion is covered with the coating material is avoided.
[0024]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
FIG. 1 is a partially cutaway perspective view showing an embodiment of an electronic control unit according to the present invention. As shown in this figure, the
[0025]
The casing 2 includes a casing main body 21 having a bottom and an open top, and a
[0026]
The
[0027]
The printed
[0028]
A water wetting sensor 4 according to the present invention for detecting the water wetting state of the
[0029]
The
[0030]
FIG. 2 is a block diagram showing an embodiment of a water wetting detection circuit on the printed
[0031]
As shown in FIG. 2, the
[0032]
The other input terminal of the AND
[0033]
The
[0034]
On the other hand, the water wetting
[0035]
The
[0036]
And when water intrudes into the
[0037]
Hereinafter, the water wetting sensor 4 will be described in more detail. FIG. 3 is a perspective view showing the water wetting sensor 4 of the first embodiment. As shown in the figure, the
[0038]
In the present embodiment, each of the
[0039]
In the present embodiment, each
[0040]
FIG. 4 is a perspective view showing a water wetting sensor 4a according to the second embodiment. The water wetting sensor 4a has a pair of
[0041]
In the second embodiment, the shape, dimensions, and applied voltage of each
[0042]
According to the water wetness sensor 4a of the second embodiment, when the
[0043]
FIG. 5 is a plan view showing a
[0044]
According to the
[0045]
FIGS. 6A and 6B are explanatory views in plan view showing the
[0046]
In the first modification of FIG. 6 (a), the
[0047]
In the
[0048]
Incidentally, in the case of the first to third embodiments, the value of the leakage current was 0.3 mA. However, in the first modification, the leakage current value was 0 under the same conditions as those of the first to third embodiments. It was confirmed that it increased to .5 mA and increased to 1.5 mA in the second modification.
[0049]
The present invention is not limited to the above embodiment, and includes the following contents.
[0050]
(1) In the above embodiment, the water wetting sensor 4 is provided only in the system of the
[0051]
(2) In the above embodiment, the
[0052]
(3) In the above embodiment, the
[0053]
【The invention's effect】
According to the electronic control unit having the water wetting detection function according to
[0054]
In addition, the land for water wetting detection can be formed on the board body in the same way as other lands in a series of printed circuit board manufacturing processes. Since it is not separately attached outside the process, it is possible to achieve a reduction in component cost and assembly cost.
[0055]
And since the area of the positive pole is larger than the area of the negative pole, the land area of the positive pole is larger, so that the metal part that melts into the water from the positive pole increases due to the large positive pole land. The value of the current that is passed through the water between the land portions is increased, and the leakage current can be detected more easily. Further, it is possible to obtain a positive factor in reducing the manufacturing cost, such as reducing the amplification amount of the amplifier, and to contribute to improvement of detection accuracy and stabilization of circuit operation.
[0056]
According to the electronic control unit having the water wetting detection function according to claim 2 of the present invention, since the plurality of pairs of land portions are provided on the substrate body, one of the plurality of pairs of land portions is wetted. Thus, submergence of the printed circuit board is detected, and the detection accuracy of the wet state of the printed circuit board can be improved.
[0057]
According to the electronic control unit provided with the water wetting detection function according to
[0058]
According to the water wetting detection sensor of claim 4 of the present invention, the separation distance is set on the substrate main body so as to allow a leakage current of a predetermined current value to flow in the presence of water. Since the land portion for water wetting detection is formed by a pair of land portions, it can be formed on the substrate body in the same manner as other land portions in a series of printed circuit board manufacturing processes. Thus, since a separate sensor is not separately attached outside the series of manufacturing steps, it is possible to achieve a reduction in parts cost and assembly cost.
[0059]
In addition, since the separation distance between the pair of land portions is set to a distance at which a leak current of a predetermined current value can flow through the water, by applying a voltage to the land portions in advance so as to have a predetermined potential difference, When water enters between the land parts due to submergence of the printed circuit board, etc., a predetermined value of current flows through this water, that is, a current that can be detected by a normal ammeter. The state can be easily detected.
[0060]
Claims of the invention5According to the described water wetting detection sensor, since the substrate body between the pair of land portions is provided with slits so as to partition each land portion, it is in a water wetting state that is not preferable to be detected. Specifically, for example, when dew condensation occurs on the surface of the substrate body in a dew condensation environment of low temperature and high humidity, the dew condensation water enters the slit due to surface tension, which causes the water to be bridged between the land portions. It is avoided that the current does not flow between the land portions, and the inconvenience detected as a wet state can be avoided.
[0061]
Claims of the invention6According to the described water wetting detection sensor, since the substrate main body is provided with a pair of second slits extending from the respective end portions of the slits in the direction of the respective land portions, the three sides of the respective land portions are surrounded by the second slits. As the slit is formed, the opening area of the slit is increased without increasing the slit width, and thereby the water storage capacity can be increased without reducing the surface tension of the slit. Can be reliably avoided.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a partially cutaway perspective view showing an embodiment of an electronic control unit according to the present invention.
FIG. 2 is a block diagram showing an embodiment of a water wetting detection circuit on a printed circuit board of an electronic control unit.
FIG. 3 is a perspective view showing a water wetting sensor according to the first embodiment.
FIG. 4 is a perspective view showing a water wetting sensor according to a second embodiment.
FIG. 5 is a plan view showing a water wetting sensor according to a third embodiment.
FIGS. 6A and 6B are plan views illustrating a water wetting sensor according to a fourth embodiment, where FIG. 6A is a basic example, FIG. 6B is a first modification, and FIG. 6C is a second modification. Yes.
FIG. 7 is a block diagram illustrating a printed circuit board having a conventional water wetting detection function.
[Explanation of symbols]
1 Electronic control unit
2 Casing
21 Casing body
22 Lid
22a Lid body
22b annular edge
22c annular seal member
23 Water introduction hole
24 waterproof cylinder
24a Second annular seal member
3 Printed circuit board
31 Board body
32 Printed wiring
33 Electronic components
4, 4a, 4b, 4c Water wetting sensor
41 First Land
42 Second Land
43, 43 ', 43 "Landpad
44 slits
45 H-shaped slit
45a Second slit
5 Closing control circuit
51 AND element
52 OR element
53 output preamplifier circuit
54 1st switch
55 Second switch
6 Wetting detection circuit
61 battery
7 Drive motor 7
71 Control signal line
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