JP3769792B2 - Capacitor device used for in-vehicle electronic control device - Google Patents
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- Electrical Control Of Air Or Fuel Supplied To Internal-Combustion Engine (AREA)
Description
【0001】
【発明の属する技術分野】
この発明は、車載用ディーゼル機関の燃料噴射制御システムに用いられる燃料噴射制御用のコンデンサ装置に関し、特にパイロット噴射用とメイン噴射用との2つのコンデンサが併用されるシステムに採用して好適な車載用電子制御装置に用いられるコンデンサ装置構造の具現に関する。
【0002】
【従来の技術】
車載用ディーゼル機関の燃料噴射制御システムにあっては周知のように、燃料噴射弁であるインジェクタから超高圧燃料を噴射するために、車載用バッテリの出力電圧よりも高い電圧を予めコンデンサに蓄えるようにしている。そして、該インジェクタの駆動時、すなわちその電磁弁の通電開始時に、このコンデンサに蓄えた電圧を一気に放電することによって、同インジェクタの安定した開弁応答性を得るようにしている。
【0003】
また近年、こうした車載用ディーゼル機関にあっては、各気筒におけるメイン噴射の直前に微少燃料を噴射する、いわゆるパイロット噴射を行うことで、燃費の向上や排ガス対策及び騒音対策等を図るようにした燃料噴射制御システムも提案され、実用されている。そしてこの場合には、上記燃料噴射制御用のコンデンサとしても、これらパイロット噴射用とメイン噴射用との2つのコンデンサが併用されることとなる。
【0004】
図3及び図4に、車載用ディーゼル機関にあって、こうしたパイロット噴射を実現する燃料噴射制御システムとして一般に採用されている電子制御装置、並びに該制御装置に内蔵されるドライバの構成をそれぞれ示す。
【0005】
まず、電子制御装置は、図3に示されるように、各種センサやスイッチを通じて入力される信号を取り込むためのバッファ1及び2、それら取り込まれる信号に基づいて燃料噴射量や噴射時期等を演算するマイクロコンピュータ3、該演算された内容に基づいてアクチュエータ、すなわちこの場合はインジェクタを駆動するドライバ4、そしてバッテリ電圧に基づきこれらマイクロコンピュータ3やドライバ4に対して所定の給電を行う電源回路5を具える構成となっている。
【0006】
なおここで、何れも図示は割愛しているものの、上記センサ類やスイッチ類としては、
・当該機関や燃料噴射ポンプの回転速度を検出するためのセンサ。
・同機関の気筒判別を行うためのセンサ。
・同機関の吸気圧を検出するためのセンサ。
・同機関の吸気温を検出するためのセンサ。
・同機関の冷却水温を検出するためのセンサ。
・当該車両のアクセル操作量を検出するためのセンサ。
・機関の始動の有無や各種運転状態を示すスイッチ。
等々がある。
【0007】
また、上記マイクロコンピュータ3は、同図3に併せ示されるように、CPU(中央演算処理装置)をはじめ、主にプログラムメモリとして用いられるROMやデータメモリとして用いられるRAM、更にはアナログ信号をディジタル変換するためのA/D変換器等を内蔵して構成されるもので、基本的には、
(1)上記各種センサによる検出信号やスイッチの状態を直接、若しくはA/D変換器を介してRAMに取り込みつつ、ROMに格納されている制御プログラムに従って、その都度の燃料噴射量や噴射時期等を演算する。
(2)該演算結果に応じて、上記アクチュエータ(インジェクタ)の駆動を制御するための信号をドライバ4に出力する。
といった処理を実行する。
【0008】
一方、こうしたマイクロコンピュータ3による制御のもとにインジェクタを駆動するドライバ4は、図4に示される構成となっている。
以下、同図4に基づき、該ドライバ4としての構成並びに各部の機能について順次説明する。
【0009】
同図4に示されるように、ドライバ4には、上記パイロット噴射用のチャージコンデンサ41とメイン噴射用のチャージコンデンサ42との2つのコンデンサが設けられており、これらコンデンサ41及び42にチャージされた電荷が、上記マイクロコンピュータ3からの制御信号に基づきインジェクタ駆動用電磁弁6を介して放電されることとなる。なお、上記マイクロコンピュータ3から該ドライバ4に加えられる制御信号としては、
・例えば25KHzの周波数で交番するチャージパルスCP、
・パイロット噴射並びにメイン噴射にそれぞれ対応した時期、パルス幅を有する電磁弁通電パルスDP、
・上記パイロット噴射用チャージコンデンサ41の切り離し回路47を制御する制御信号PS、そして
・上記メイン噴射用チャージコンデンサ42の切り離し回路48を制御する制御信号MS、
がある。これら制御信号の印加態様は、同図4に併せ示される通りである。
【0010】
さてこのドライバ4において、ゲート回路43は、上記電磁弁通電パルスDPが加えられていないことを条件に上記チャージパルスCPをチャージ回路44に印加せしめる回路であり、チャージ回路44は、この印加されるチャージパルスCPに基づいて上記パイロット噴射用及びメイン噴射用の各チャージコンデンサ41及び42をチャージする回路である。
【0011】
因みに、このチャージ回路44においては、上記チャージパルスCPに基づくトランジスタ441のオン/オフに同期してチャージ用トランス445の1次側トランジスタ443がオン/オフすることにより、同チャージ用トランス445の2次側から、ダイオード446a及び446bにより整流された直流電圧が上記各コンデンサ41及び42のチャージ用電圧として出力されることとなる。なお、回路444は、上記トランジスタ443の保護回路である。
【0012】
また、同チャージ回路44において、上記パイロット噴射用及びメイン噴射用の各チャージコンデンサ41及び42にそれぞれ接続された分圧回路447及び448は、それら各コンデンサ41及び42によるチャージ電圧を検出するための回路である。これら回路447及び448の分圧出力、すなわち各コンデンサ41及び42によるチャージ電圧は、チャージ完了判定回路45の比較器451及び452において各々判定電圧と比較される。そして、それらコンデンサ41及び42によるチャージ電圧が共にチャージ完了を示す該判定電圧(例えば110V)に達することで、同チャージ完了判定回路45のアンドゲート453からチャージ回路44のトランジスタ442に対してこれをオンとする論理Hレベル信号が印加され、該チャージ回路44による上述したチャージ動作が禁止されるようになる。
【0013】
またドライバ4において、通電制御回路46は、マイクロコンピュータ3から加えられる上記電磁弁通電パルスDPに基づき上記電磁弁6への通電を制御する回路であり、また切り離し回路47及び48は、同じくマイクロコンピュータ3から加えられる上記制御信号PS及びMSに基づき、それぞれパイロット噴射用及びメイン噴射用の各チャージコンデンサ41及び42の上記電磁弁6に対する切り離しタイミングを制御する回路である。
【0014】
また、定電流回路49は、これもマイクロコンピュータ3から加えられる上記電磁弁通電パルスDPに基づき、該パルスDPが印加されている間、上記電磁弁6に対して定電流を流す回路である。
【0015】
図5は、こうしたドライバ4によるインジェクタ駆動用電磁弁6の駆動態様を示したものであり、次に、同図5を併せ参照して、該システムによるパイロット噴射を含む燃料噴射制御態様を更に説明する。
【0016】
ドライバ4にあっては、図5(a)に示されるチャージパルスCPに基づき、図5(c)及び(d)に示される態様で、上記パイロット噴射用及びメイン噴射用の各チャージコンデンサ41及び42に対するチャージが行われる。
【0017】
そしていま、それらチャージ電圧が上記チャージ完了判定回路45に設定された判定電圧に達したとすると、同チャージ完了判定回路45からは、図5(b)に示される態様で、チャージ回路44のトランジスタ442に対しチャージ完了判定信号が出力されるようになる。このチャージ完了判定信号が出力されている間、チャージ回路44にあっては、そのチャージ動作が禁止される。
【0018】
そしてその後、図5(g)に示される態様で上記電磁弁通電パルスDPが印加され、且つ、図5(e)及び(f)に示される態様で上記制御信号PS及びMSが印加されることにより、
(1)まず、パイロット噴射用のチャージコンデンサ41にチャージされている電荷が上記電磁弁6を通じて一気に放電され、図5(h)の上記制御信号PSに対応した時間域に「P」として示されるような例えば8A(アンペア)ほどの大電流が同電磁弁6に流れるようになる。これにより、インジェクタとしての開弁応答性も好適に確保されるようになる。また、上記コンデンサ41の電荷放電後は、同図5(h)の制御信号PSに対応した同時間域に「H」として示されるように、インジェクタの開弁保持に必要とされる例えば3Aほどの定電流が上記定電流回路49を通じて供給されるようになる。
(2)次に、メイン噴射用のチャージコンデンサ42にチャージされている電荷が同電磁弁6を通じて一気に放電され、図5(h)の上記制御信号MSに対応した時間域に「P」として示されるような、これも例えば8Aほどの大電流が同電磁弁6に流れるようになる。これにより、インジェクタとしての開弁応答性も好適に確保されるようになる。また、上記コンデンサ42の電荷放電後は、同図5(h)の制御信号MSに対応した同時間域に「H」として示されるように、インジェクタの開弁保持に必要とされるこれも例えば3Aほどの定電流が上記定電流回路49を通じて供給されるようになる。
といった態様で、パイロット噴射並びにメイン噴射にかかるインジェクタ制御、すなわち燃料噴射制御が実現されることとなる。
【0019】
なおこの場合、上記パイロット噴射用及びメイン噴射用の各チャージコンデンサ41及び42が上記110V等、所定の電圧までチャージされるには、例えば3ms(ミリ秒)程度の時間が必要であるのに対し、パイロット噴射の終了後、メイン噴射が開始されるまでの時間は約1msと短い。
【0020】
このため、こうした燃料噴射制御システムにあっては、上記パイロット噴射用及びメイン噴射用の2つのチャージコンデンサ41及び42を各別に備えることが必須となっている。
【0021】
【発明が解決しようとする課題】
上記パイロット噴射用及びメイン噴射用の各チャージコンデンサ41及び42にあっては何れも、上記燃料噴射制御の繰り返しの実行に際し、上記110V程度の高電圧が繰り返し充放電される。
【0022】
このため、それらコンデンサ41及び42としても比較的耐圧が高く、しかも周波数特性、並びに温度特性に優れたコンデンサが必要とされる。そして、このような条件を満たしうるコンデンサとしてフィルムコンデンサがある。
【0023】
一方、これらコンデンサ41及び42に必要とされる静電容量は、次のようにして求められる。
すなわち、これらコンデンサ41及び42にチャージされた電荷の放電を通じて上記電磁弁6への通電開始時における上記8Aほどのピーク電流を得るためには、そのチャージエネルギとしても、例えば60mJ(ミリジュール)程度のエネルギが要求される。そしてこのとき、上述のように110V程度の電圧まで昇圧するものとすると、
E=(1/2)CV^2 (「^ 」はべき乗を表す)
60=(1/2)C×110^2
から、静電容量Cとして、10μFの容量が必要であることがわかる。
【0024】
以上により、上記パイロット噴射用及びメイン噴射用の各チャージコンデンサ41及び42としては通常、耐圧が110V以上で且つ、静電容量が10μFといった大容量のフィルムコンデンサが用いられることとなる。
【0025】
図6に、上記チャージコンデンサ41或いは42としてこうした仕様を満たすフィルムコンデンサを搭載したコンデンサ装置の一般的な構造、並びに同装置のプリント基板への実装態様を示す。
【0026】
なお、同図6において、図6(a)は、このコンデンサ装置をプリント基板PWBに実装したときの正面図であり、図6(b)は、同じくその側面図であり、図6(c)は、同コンデンサ装置の底面構造を示した底面図である。
【0027】
この図6(a)〜(c)に示されるように、こうしたコンデンサ装置は通常、上記コンデンサ(フィルムコンデンサ)41或いは42が、樹脂若しくは金属等からなるパッケージPK内に挿入された状態で、適宜の充填材により密封、固定された構造となっている。
【0028】
そして、コンデンサ(フィルムコンデンサ)41或いは42の上述した容量により、上記パッケージPKのサイズも、縦16mm×横44mm×高さ28mm程度と、かなり大きなサイズとなっている。
【0029】
また、上記コンデンサ(フィルムコンデンサ)41或いは42からは、通常、鋼線からなる配線用のリードRa及びRbが引き出されており、同コンデンサ装置のプリント基板PWBへの実装に際しては、図6(a)及び(b)に示されるように、これらリードRa及びRbが、該プリント基板PWBの配線パターンにはんだHPによって固定されることとなる。
【0030】
ところが、上述の車載用ディーゼル機関の燃料噴射制御システムに採用されるパイロット噴射用及びメイン噴射用の各チャージコンデンサ41及び42としてこうしたコンデンサ装置が用いられる場合には、
(A)車載用電子制御装置に用いられる電子部品にあっては一般に、その耐振動仕様として、例えば11.7Hz〜100Hzの振動周波数、4.4Gの加速度に耐えうることが要求されるが、同コンデンサ装置の上述したパッケージサイズによると、何らかの補強を施さない限り、このような耐振動仕様を満たすことが難しい。
(B)同コンデンサ装置にあっては上述のように、コンデンサ41或いは42の2本のリードRa及びRbがプリント基板PWBの配線パターンにはんだ付けされることで同プリント基板PWBに実装されるが、これらコンデンサ41或いは42自体、そのサイズが大きいために、これらリードRa及びRbの配設ピッチも自ずと大きくなる。そしてこのため、冷熱サイクルのような周囲温度の大きな変化にさらされたような場合には、これらプリント基板PWBとコンデンサ装置本体との熱膨張係数の違いから生じる応力が上記はんだ付けされた部分に集中的に加わることとなり、はんだHPに割れが生じやすくなる。なお、はんだHPにこうして割れが生じた場合には、上記コンデンサ41或いは42も電気的にオープンとなり、インジェクタの駆動に際し、その前述した開弁応答性は得られなくなる。
等々、の懸念も拭いきれないものとなっている。
【0031】
この発明は、こうした実情に鑑みてなされたものであり、上記パイロット噴射用及びメイン噴射用のチャージコンデンサが搭載される装置として、何ら補強等を施すことなく車載用電子制御装置に用いられる電子部品としての耐振動仕様を満たすことのできる車載用電子制御装置に用いられるコンデンサ装置を提供することを目的とする。
【0032】
またこの発明は、同パイロット噴射用及びメイン噴射用のチャージコンデンサが搭載される装置として、冷熱サイクルのような環境変化に対してもその電気的な信頼性を好適に保持することのできる車載用電子制御装置に用いられるコンデンサ装置を提供することを目的とする。
【0033】
【課題を解決するための手段】
こうした目的を達成するため、この発明では、前述したパイロット噴射機能を有する燃料噴射制御システムにあっては、パイロット噴射用及びメイン噴射用の2つのコンデンサが必須であることに着目し、上記コンデンサ装置としての構造を、
・パイロット噴射用のコンデンサ(第1のコンデンサ)とメイン噴射用のコンデンサ(第2のコンデンサ)とが平行に対向して配置され、それら第1及び第2のコンデンサから引き出される4本のリードが四角形状をなすように1つのパッケージ内に密封固定され、それら第1及び第2のコンデンサの4本のリードによってプリント基板にはんだ付け固定される。
といった構造とする。
【0034】
同コンデンサ装置としてのこうした構造によれば、上記4本のリードによってプリント基板にはんだ付け固定される分、その耐振動性が大幅に向上されることとなり、何ら補強等を施さずとも、車載用電子制御装置に用いられる電子部品としての耐振動仕様等は容易にクリアされるようになる。
【0035】
また、こうした構造を有するコンデンサ装置において、請求項2記載の発明によるように、
・前記パッケージは、前記第1及び第2のコンデンサのリードが導出される底面と前記プリント基板表面との間に実装空隙を形成するスペーサ手段を具える。
といった構造を併せ採用するようにすれば、前述した冷熱サイクルなどにおいてプリント基板とコンデンサ装置本体との熱膨張係数の違いから生じる応力も、該形成される実装空隙、或いはスペーサ手段自身によって好適に吸収されるようになる。したがってこの場合には、前記はんだ割れ等の発生も好適に抑制され、該コンデンサ装置としての電気的な信頼性も好適に保持されるようになる。
【0036】
また、同請求項2記載の発明の構造にあって更に、請求項3記載の発明によるように、
・前記第1及び第2のコンデンサのリードは高柔軟性導体線からなる。
といった構成を併せ採用することで、上記応力は、該リード自身によっても吸収されるようになり、前記はんだ割れ等の発生確率は更に低減されることとなる。なお、このような高柔軟性導体線としては銅線などがある。
【0037】
【発明の実施の形態】
図1に、この発明にかかるコンデンサ装置の一実施形態を示す。
この実施形態のコンデンサ装置も、先の図6に例示したコンデンサ装置同様、パイロット噴射機能を有する燃料噴射制御システムのドライバ(図4)に、前記パイロット噴射用及びメイン噴射用の各チャージコンデンサとして設けられる2つのコンデンサを対象としてこれをパッケージ化したものである。
【0038】
以下、図1に基づき、同実施形態にかかるコンデンサ装置の構造について詳述する。
なお、同図1においても、図1(a)は、このコンデンサ装置をプリント基板PWBに実装したときの正面図であり、図1(b)は、同じくその側面図であり、図1(c)は、同コンデンサ装置の底面構造を示した底面図である。
【0039】
さて、この実施形態では、パイロット噴射機能を有する燃料噴射制御システムにあっては前述のように、上記パイロット噴射用及びメイン噴射用の2つのコンデンサが必須であることに着目し、これら2つのコンデンサを1つのパッケージに密封固定するようにしている。
【0040】
すなわち、図1(a)〜(c)に示される同実施形態にかかるコンデンサ装置において、パッケージPK内に配設されているコンデンサ41及び42は、それぞれ前記ドライバ4(図4)にあって、パイロット噴射用及びメイン噴射用の各高電圧がチャージされるコンデンサである。これらコンデンサ41及び42は何れも、例えば耐圧が110V以上で且つ静電容量が10μFといった前述の仕様を満たす大容量のフィルムコンデンサであり、それらが上記パッケージPK内に充填材FLによって密封固定されている。
【0041】
このため、プリント基板PWBへの実装時には、同図1(a)及び(b)に示されるように、それらコンデンサ41及び42の4本のリードR1a、R1b、R2a、R2bによって同プリント基板PWBにはんだ付け固定されることとなり、その耐振動性も大幅に向上されるようになる。
【0042】
また、同実施形態にかかるコンデンサ装置において、上記パッケージPKは、そのプリント基板PWBへの実装時、上記コンデンサ41及び42の各リードが導出される底面と同プリント基板PWBの表面との間に空隙を形成するスペーサSPを具えている。
【0043】
このため、前述した冷熱サイクルなどにおいてプリント基板PWBと当該コンデンサ装置本体との熱膨張係数の違いから応力が生じたとしても、こうした応力は、このスペーサSPによって形成される実装空隙、或いはスペーサSP自身によって好適に吸収されるようになる。すなわち、はんだHPへの割れ等の発生も好適に抑制されることとなる。
【0044】
因みに、この点に関して、同コンデンサ装置として試作したものについて冷熱サイクル試験を試みたところ、該はんだHPに割れが発生するまでのサイクル数は、先の図6に例示した構造のものに比べて約2倍に向上していることが確認された。
【0045】
なお、この試作では、上記パッケージPKの材料としてPBT(ポリブチレンテレフタレート)樹脂を用い、上記充填材FLとしてエポキシ樹脂を用いた。上記コンデンサ41及び42の各リードR1a、R1b、R2a、R2bは、この充填材FLが硬化する前に治具等によってピッチ調整される。
【0046】
また、この試作では、上記コンデンサ41及び42の各リードR1a、R1b、R2a、R2bとして何れも、前記鋼線に代えて、高柔軟性導体線である銅線を用いている。この場合、上記応力は、これら各リード自身によっても吸収されている。
【0047】
また、上記パッケージPKのサイズは、縦33.5mm×横33mm×高さ31mm(このうち1.5mmがスペーサSPの高さ)であるが、何ら補強等を施さないこうしたコンデンサ装置の実装のみで、車載用電子制御装置に用いられる電子部品に対して要求される前記耐振動仕様も容易にクリアされることが実験により確認されている。
【0048】
以上説明したように、この実施形態にかかるコンデンサ装置によれば、
(イ)パイロット噴射用のコンデンサ41とメイン噴射用のコンデンサ42とを1つのパッケージPKに密封固定するとともに、それらコンデンサ41、42の4本のリードによってプリント基板PWBにはんだ付け固定するようにしたことで、その耐振動性が大幅に向上されるようになる。
(ロ)パッケージPKに、上記コンデンサ41、42のリードが導出される底面とプリント基板PWBの表面との間に実装空隙を形成するスペーサSPを設けたことで、同コンデンサ装置本体とプリント基板PWBとの熱膨張係数の違いから生じる応力も好適に吸収されるようになる。そしてこのため、はんだ割れ等の発生も好適に抑制され、該コンデンサ装置としての電気的な信頼性も好適に保持されるようになる。
(ハ)上記コンデンサ41、42のリードとして銅線等、高柔軟性導体線を用いることで、上記はんだ割れ等の発生確率も更に低減されるようになる。
等々、多くの優れた効果が奏せられることとなる。
【0049】
なお、同実施形態にかかるコンデンサ装置では、図1に示されるように、上記スペーサSPがパッケージPKの底辺四隅に配設される構造としたが、他に例えば、同図1との対応のもとに図2に示すように、同パッケージPKの底辺全てに上記スペーサSPが配設される構造なども適宜採用することができる。
【0050】
すなわち、こうしたスペーサSPとして要は、如何なるかたちであれ、パッケージPKの上記コンデンサ41、42のリードが導出される底面とプリント基板PWBの表面との間に実装空隙を形成しうるものであればよい。
【0051】
また、パッケージPKや充填材FLの材料としても、それぞれ上述したPBT樹脂やエポキシ樹脂に限られない任意の材料を採用することができる。
またさらに、上記コンデンサ41、42の各リードとしても、高柔軟性導体線でさえあれば、上記銅線に限られない適宜の導体線を用いることができることは云うまでもない。
【図面の簡単な説明】
【図1】この発明にかかる車載用電子制御装置に用いられるコンデンサ装置の一実施形態を示す三面図。
【図2】同コンデンサ装置の他の実施形態を示す三面図。
【図3】発明の対象となる燃料噴射制御システムの構成を示すブロック図。
【図4】同燃料噴射制御システムのドライバ構成を示す回路図。
【図5】同燃料噴射制御システムによる噴射制御例を示すタイムチャート。
【図6】同システムに用いられるコンデンサ装置例を示す三面図。
【符号の説明】
1、2…バッファ、3…マイクロコンピュータ、4…ドライバ、5…電源回路、6…電磁弁(インジェクタ駆動用電磁弁)、41…パイロット噴射用チャージコンデンサ、42…メイン噴射用チャージコンデンサ、43…ゲート回路、44…チャージ回路、45…チャージ完了判定回路、46…通電制御回路、47…パイロット噴射用チャージコンデンサ切り離し回路、48…メイン噴射用チャージコンデンサ切り離し回路、49…定電流回路、PWB…プリント基板、PK…パッケージ、SP…スペーサ、FL…充填材、Ra、Rb、R1a、R1b、R2a、R2b…コンデンサリード、HP…はんだ。[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
This invention relates to a capacitor device for a fuel injection control for use in a fuel injection control system of a vehicle-mounted diesel engine, suitably employed in the system to be particularly used in combination of two capacitors between a pilot injection and a main injection vehicle The present invention relates to the implementation of a capacitor device structure used in an electronic control device .
[0002]
[Prior art]
As is well known in the fuel injection control system of a vehicle-mounted diesel engine, a voltage higher than the output voltage of the vehicle-mounted battery is stored in advance in a capacitor in order to inject ultra-high pressure fuel from an injector that is a fuel injection valve. I have to. Then, when the injector is driven, that is, when energization of the solenoid valve is started, the voltage stored in the capacitor is discharged at once, thereby obtaining a stable valve opening response of the injector.
[0003]
In recent years, in such on-vehicle diesel engines, so-called pilot injection, in which a minute amount of fuel is injected just before the main injection in each cylinder, has been attempted to improve fuel consumption, reduce exhaust gas, and reduce noise. A fuel injection control system has also been proposed and put into practical use. In this case, the two capacitors for pilot injection and main injection are used together as the fuel injection control capacitor.
[0004]
FIG. 3 and FIG. 4 show the configuration of an electronic control device that is generally employed as a fuel injection control system for realizing such pilot injection in a vehicle-mounted diesel engine, and a driver built in the control device.
[0005]
First, as shown in FIG. 3, the electronic control unit calculates the fuel injection amount, the injection timing, and the like based on the
[0006]
In addition, although illustration is omitted here, as the sensors and switches,
A sensor for detecting the rotational speed of the engine or fuel injection pump.
・ Sensor for cylinder discrimination of the engine.
・ Sensor for detecting intake pressure of the engine.
・ A sensor for detecting the intake air temperature of the engine.
・ Sensor for detecting the coolant temperature of the engine.
A sensor for detecting the accelerator operation amount of the vehicle.
-Switches that indicate whether the engine has been started and various operating conditions.
And so on.
[0007]
Further, as shown in FIG. 3, the
(1) While taking in the detection signals from the various sensors and the state of the switch into the RAM directly or via the A / D converter, according to the control program stored in the ROM, the fuel injection amount, the injection timing, etc. Is calculated.
(2) A signal for controlling the driving of the actuator (injector) is output to the
The process is executed.
[0008]
On the other hand, the
Hereinafter, the configuration as the
[0009]
As shown in FIG. 4, the
-For example, a charge pulse CP alternating at a frequency of 25 KHz,
-Solenoid valve energization pulse DP having a timing and pulse width corresponding to pilot injection and main injection,
A control signal PS for controlling the
There is. The application mode of these control signals is as shown in FIG.
[0010]
In the
[0011]
Incidentally, in the
[0012]
In the
[0013]
In the
[0014]
The constant
[0015]
FIG. 5 shows a driving mode of the injector driving solenoid valve 6 by such a
[0016]
In the
[0017]
Now, assuming that these charge voltages have reached the determination voltage set in the charge
[0018]
After that, the solenoid valve energization pulse DP is applied in the manner shown in FIG. 5 (g), and the control signals PS and MS are applied in the manner shown in FIGS. 5 (e) and (f). By
(1) First, the electric charge charged in the
(2) Next, the electric charge charged in the
In this manner, the injector control for the pilot injection and the main injection, that is, the fuel injection control is realized.
[0019]
In this case, it takes about 3 ms (milliseconds) for each of the
[0020]
For this reason, in such a fuel injection control system, it is indispensable to separately provide the two
[0021]
[Problems to be solved by the invention]
In each of the
[0022]
For this reason, the
[0023]
On the other hand, the capacitance required for these
That is, in order to obtain the peak current of about 8A at the start of energization of the solenoid valve 6 through the discharge of the charges charged in the
E = (1/2) CV ^ 2 ("^" represents power)
60 = (1/2) C × 110 ^ 2
From this, it can be seen that a capacitance of 10 μF is required as the capacitance C.
[0024]
As described above, as the
[0025]
FIG. 6 shows a general structure of a capacitor device in which a film capacitor satisfying such specifications is mounted as the
[0026]
6A is a front view when the capacitor device is mounted on the printed circuit board PWB, and FIG. 6B is a side view of the capacitor device. FIG. FIG. 3 is a bottom view showing a bottom structure of the capacitor device.
[0027]
As shown in FIGS. 6 (a) to 6 (c), such a capacitor device is usually appropriate in a state where the capacitor (film capacitor) 41 or 42 is inserted into a package PK made of resin or metal. The structure is sealed and fixed with a filler.
[0028]
Due to the above-described capacity of the capacitor (film capacitor) 41 or 42, the size of the package PK is also a considerably large size of about 16 mm long × 44 mm wide × 28 mm high.
[0029]
Further, from the capacitor (film capacitor) 41 or 42, lead wires Ra and Rb for wiring made of steel wires are usually drawn out. When mounting the capacitor device on the printed circuit board PWB, FIG. ) And (b), these leads Ra and Rb are fixed to the wiring pattern of the printed circuit board PWB by solder HP.
[0030]
However, when such capacitor devices are used as the
(A) In general, an electronic component used in an on-vehicle electronic control device is required to withstand a vibration frequency of, for example, 11.7 Hz to 100 Hz and an acceleration of 4.4 G as its vibration resistance specification. According to the above-described package size of the capacitor device, it is difficult to satisfy such vibration resistance specifications unless some reinforcement is applied.
(B) In the capacitor device, as described above, the two leads Ra and Rb of the
And so on.
[0031]
The present invention has been made in view of such circumstances, and as an apparatus on which the charge capacitors for pilot injection and main injection are mounted, an electronic component used for an on-vehicle electronic control apparatus without any reinforcement or the like An object of the present invention is to provide a capacitor device used in an on-vehicle electronic control device that can satisfy the vibration resistance specification.
[0032]
In addition, the present invention is a device on which the charge capacitors for the pilot injection and the main injection are mounted, and the electric reliability can be suitably maintained even with respect to environmental changes such as a thermal cycle . An object of the present invention is to provide a capacitor device used in an electronic control device .
[0033]
[Means for Solving the Problems]
In order to achieve these objects, the present invention focuses on the fact that two capacitors for pilot injection and main injection are essential in the fuel injection control system having the pilot injection function described above. As a structure,
A pilot-injection capacitor (first capacitor) and a main-injection capacitor (second capacitor) are arranged in parallel to face each other, and four leads drawn from the first and second capacitors It is hermetically fixed in one package so as to form a square shape, and is soldered and fixed to the printed circuit board by the four leads of the first and second capacitors.
The structure is as follows.
[0034]
According to such a structure as the capacitor device, the vibration resistance is greatly improved by the amount of soldering and fixing to the printed circuit board by the above four leads, and there is no need for reinforcement or the like. Vibration resistance specifications and the like as electronic components used in the electronic control device are easily cleared.
[0035]
In the capacitor device having such a structure, as in the invention according to
The package includes spacer means for forming a mounting gap between the bottom surface from which the leads of the first and second capacitors are led out and the printed circuit board surface.
If the above structure is also adopted, the stress caused by the difference in thermal expansion coefficient between the printed circuit board and the capacitor device body in the above-described cooling cycle etc. is also suitably absorbed by the formed mounting gap or the spacer means itself. Will come to be. Therefore, in this case, the occurrence of the solder crack or the like is also preferably suppressed, and the electrical reliability as the capacitor device is preferably maintained.
[0036]
Further, in the structure of the invention according to
The leads of the first and second capacitors are made of highly flexible conductor wires.
By adopting such a configuration together, the stress is absorbed by the lead itself, and the probability of occurrence of solder cracks and the like is further reduced. Examples of such highly flexible conductor wires include copper wires.
[0037]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
FIG. 1 shows an embodiment of a capacitor device according to the present invention.
Similarly to the capacitor device illustrated in FIG. 6, the capacitor device of this embodiment is also provided as a charge capacitor for pilot injection and main injection in the driver (FIG. 4) of the fuel injection control system having a pilot injection function. This is a package of two capacitors to be obtained.
[0038]
Hereinafter, based on FIG. 1, the structure of the capacitor | condenser apparatus concerning the embodiment is explained in full detail.
Also in FIG. 1, FIG. 1 (a) is a front view when this capacitor device is mounted on a printed circuit board PWB, and FIG. 1 (b) is also a side view thereof, and FIG. ) Is a bottom view showing a bottom structure of the capacitor device.
[0039]
Now, in this embodiment, in the fuel injection control system having the pilot injection function, as mentioned above, it is noted that the two capacitors for pilot injection and main injection are essential, and these two capacitors are used. Are hermetically fixed to one package.
[0040]
That is, in the capacitor device according to the embodiment shown in FIGS. 1A to 1C, the
[0041]
For this reason, when mounted on the printed circuit board PWB, as shown in FIGS. 1A and 1B, the four leads R1a, R1b, R2a, and R2b of the
[0042]
In the capacitor device according to the embodiment, when the package PK is mounted on the printed circuit board PWB, a gap is formed between the bottom surface from which the leads of the
[0043]
For this reason, even if stress is generated due to the difference in thermal expansion coefficient between the printed circuit board PWB and the capacitor device body in the above-described cooling cycle or the like, the stress is caused by the mounting gap formed by the spacer SP or the spacer SP itself. Is preferably absorbed. That is, the occurrence of cracks or the like in the solder HP is suitably suppressed.
[0044]
Incidentally, in this regard, when a cooling / heating cycle test was attempted on a prototype of the capacitor device, the number of cycles until cracking occurred in the solder HP was approximately that of the structure illustrated in FIG. It was confirmed that the improvement was twice.
[0045]
In this trial manufacture, PBT (polybutylene terephthalate) resin was used as the material of the package PK, and epoxy resin was used as the filler FL. The leads R1a, R1b, R2a, and R2b of the
[0046]
Further, in this trial production, as the leads R1a, R1b, R2a, and R2b of the
[0047]
The size of the package PK is 33.5 mm long × 33 mm wide × 31 mm high (of which 1.5 mm is the height of the spacer SP), but only by mounting such a capacitor device without any reinforcement. It has been confirmed by experiments that the vibration-resistant specifications required for electronic components used in the on-vehicle electronic control device are easily cleared.
[0048]
As described above, according to the capacitor device according to this embodiment,
(A) The pilot-
(B) By providing the package PK with a spacer SP that forms a mounting gap between the bottom surface from which the leads of the
(C) By using a highly flexible conductor wire such as a copper wire as the leads of the
Many excellent effects can be achieved.
[0049]
In the capacitor device according to the embodiment, as shown in FIG. 1, the spacers SP are arranged at the bottom four corners of the package PK. In addition, as shown in FIG. 2, a structure in which the spacers SP are disposed on the entire bottom side of the package PK can be appropriately employed.
[0050]
That is, the spacer SP may be anything as long as it can form a mounting gap between the bottom surface from which the leads of the
[0051]
Further, as the material of the package PK and the filler FL, any material that is not limited to the above-described PBT resin or epoxy resin can be adopted.
Furthermore, it goes without saying that any suitable conductor wire, not limited to the copper wire, can be used as each lead of the
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a three-side view showing an embodiment of a capacitor device used in an on-vehicle electronic control device according to the present invention.
FIG. 2 is a trihedral view showing another embodiment of the capacitor device.
FIG. 3 is a block diagram showing a configuration of a fuel injection control system as an object of the invention.
FIG. 4 is a circuit diagram showing a driver configuration of the fuel injection control system.
FIG. 5 is a time chart showing an example of injection control by the fuel injection control system.
FIG. 6 is a three-side view showing an example of a capacitor device used in the system.
[Explanation of symbols]
DESCRIPTION OF
Claims (3)
パイロット噴射用の高電圧がチャージされる第1のコンデンサとメイン噴射用の高電圧がチャージされる第2のコンデンサとが平行に対向して配置され、それら第1及び第2のコンデンサから引き出される4本のリードが四角形状をなすように1つのパッケージ内に密封固定され、それら第1及び第2のコンデンサの4本のリードによってプリント基板にはんだ付け固定される
ことを特徴とする車載用電子制御装置に用いられるコンデンサ装置。A capacitor device used in a fuel injection control system having a pilot injection function,
A first capacitor charged with a high voltage for pilot injection and a second capacitor charged with a high voltage for main injection are arranged opposite to each other in parallel, and are drawn from the first and second capacitors. In- vehicle electronics characterized in that four leads are hermetically fixed in one package so as to form a square shape, and are soldered and fixed to a printed circuit board by the four leads of the first and second capacitors. Capacitor device used for control devices .
前記パッケージは、前記第1及び第2のコンデンサのリードが導出される底面と前記プリント基板表面との間に実装空隙を形成するスペーサ手段を具える
ことを特徴とする車載用電子制御装置に用いられるコンデンサ装置。In the capacitor device used for the on- vehicle electronic control device according to claim 1,
The package is used for automotive electronic control apparatus characterized by comprising a spacer means to form a mounting gap between the first and second bottom and the printed circuit board surface which capacitor leads are derived capacitor device to be.
前記第1及び第2のコンデンサのリードは高柔軟性導体線からなる
ことを特徴とする車載用電子制御装置に用いられるコンデンサ装置。In the capacitor device used for the on- vehicle electronic control device according to claim 2,
The lead of said 1st and 2nd capacitor | condenser consists of a highly flexible conductor wire. The capacitor | condenser apparatus used for the vehicle-mounted electronic control apparatus characterized by the above -mentioned .
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