JP2000299566A - 電子制御装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 発熱部を有する電子制御装置を一体化して製
造可能とする。 【解決手段】 発熱部２３を有するＥＤＵモジユール１
４は、ベース２０上に一体的に形成される。ＥＤＵモジ
ユール１４は、部品１７，１８などで制御処理用の電子
回路を構成するＥＣＵマザーボード１３のスペース１９
に実装される。ＥＤＵモジユール１４を実装したＥＣＵ
マザーボード１３は、ＥＣＵケース１１およびＥＣＵ蓋
１２で形成する筺体内に収納される。ＥＣＵケース１１
の内面に発熱部２３の表面が密着し、ボルト２８で発熱
部２３を固定することができる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、電気的な制御処理
を行い、処理結果に従って外部機器を駆動する電子制御
装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来から、いわゆるメカトロニクスと称
されるように、電子制御で機械的な動作を行わせる構成
は、広く利用されている。たとえば自動車などの車両に
も、電子制御が多く用いられている。車載用の電子制御
装置は、制御回路部分と負荷の駆動回路部分とが同一の
回路基板上に一体化され、ＥＣＵなどと呼ばれるユニッ
トとして、たとえばエンジン制御、変速機制御、ブレー
キ制御など、制御対象の機能に分けて分散して搭載され
る。

【０００３】近年、車両の電子制御の対象も拡大され、
たとえばエンジン制御を行うために、図３に示すような
ＥＤＵと略称される電子駆動ユニットを用いる場合も生
じている。すなわち、ＥＣＵ１と別体にＥＤＵ２を設
け、ＥＣＵ１とＥＤＵ２との間は、接続ワイヤを束ねた
ハーネス３によって接続する。ＥＣＵ１には、エンジン
ルーム内に設置される各種センサからの入力信号がハー
ネス４を介して入力される。ＥＤＵ２は、エンジンルー
ム内とハーネス５によって接続される。ハーネス５は、
エンジンルーム内の電源であるバッテリや、ＥＤＵ２か
らの出力によって制御される燃料噴射用のインジェクタ
などに接続される。このようなハーネスによる接続を行
うため、ＥＣＵ１にはコネクタ１ａ，１ｂが設けられ、
ＥＤＵ２にはコネクタ２ａ，２ｂが設けられる。ハーネ
ス３の両端には、コネクタ３ａ，３ｂが設けられ、コネ
クタ３ａはＥＣＵ１のコネクタ１ａに装着可能であり、
コネクタ３ｂはＥＤＵ２のコネクタ２ａに装着可能であ
る。ハーネス４には、コネクタ４ａが設けられ、ＥＣＵ
１のコネクタ１ｂに装着可能である。ハーネス５には、
コネクタ５ａが設けられ、ＥＤＵ２のコネクタ２ｂに装
着可能である。

【０００４】図３に示すように、ＥＣＵ１とＥＤＵ２と
を別体に設けるのは、ＥＤＵ２が取扱う電圧が高く、制
御ボードや周囲の製品へのノイズの影響があることと、
電力が大きく、発熱量が大きくなって、ＥＣＵ１として
同一の回路基板上に形成することができなくなるからで
ある。また、ＥＣＵ１とＥＤＵ２とを分けておけば、出
力の違いに応じて、ＥＤＵ２を複数種類使い分け、ＥＣ
Ｕ１の方は共通に使用することもできる。

【０００５】図４は、図３に示すＥＤＵ２を、エンジン
ルーム内に配置している状態を示す。ＥＤＵ２をエンジ
ンルーム内に配置すると、ＥＣＵ１とＥＤＵ２とを接続
するハーネス３の長さが長くなるけれども、ＥＤＵ２と
バッテリやインジェクタとを接続するハーネス５の長さ
を短くすることができる。

【０００６】図３や図４に示すようなＥＣＵ１とＥＤＵ
２とは、別体として配置されているけれども、そのよう
な制御部分とパワー部分とを組合せて一体化する先行技
術は、たとえば特開平７−２９７５６１に開示されてい
る。この先行技術では、制御部とパワー部とを分けて形
成し、重箱のように積み重ねて１つの電子制御装置を形
成するようにしている。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】図３や図４に示すよう
に、電子制御装置を構成するＥＣＵ１とＥＤＵ２とを別
体として設置する必要があるので、車両の車室やエンジ
ンルームで利用可能な空間を狭めてしまう。また、別体
で形成されていると、相互間をハーネス３で結合しなけ
ればならず、ハーネス３での結合のためにハーネスの両
端にコネクタ３ａ，３ｂを設けるとともに、ＥＣＵ１お
よびＥＤＵ２に相互間の接続用のコネクタ１ｂ，２ｂを
設けておく必要がある。これらのハーネス３やコネクタ
１ｂ，２ｂは、ＥＣＵ１とＥＤＵ２とが一体化されてい
れば不要である。ＥＣＵ１とＥＤＵ２とを分けると、こ
のように接続用のハーネスやコネクタが新たに必要とな
る。図３や図４に示すような別体形のＥＣＵ１とＥＤＵ
２とを用いる構成では、筺体、ハーネスおよびコネクタ
の数が多くなり、材料のコストが上昇するとともに、組
立の手間も多くなる。

【０００８】特開平７−２９７５６１の先行技術のよう
に、制御部とパワー部とを直接組合せる構成では、相互
間を接続するハーネスを省略することはできるけれど
も、接続のためのコネクタを要し、制御部とパワー部と
を積み重ねて一体化するので、必要な体積としては別個
に構成する場合と同様になってしまう。

【０００９】本発明の目的は、電子制御処理を行う回路
部分と、発熱量が大きい駆動回路部分とを別個のユニッ
トとして形成して組合せて一体化し、しかも筺体の大き
さは小さくして、相互間の接続のための構成を簡略化す
ることができる電子制御装置を提供することである。

【００１０】

【課題を解決するための手段】本発明は、電子回路によ
る制御処理を行い、制御処理結果に従って外部機器を駆
動する出力を導出する電子制御装置において、制御処理
を行う電子回路が実装され、部分的にスペースを有する
制御用回路基板と、制御用回路基板からの信号を、外部
機器を駆動するために電力増幅するドライブ回路が一体
化され、制御用回路基板の該スペースに装着される駆動
ユニットと、駆動ユニットが装着された制御用回路基板
を収納し、駆動ユニットと熱結合して放熱が可能な筺体
とを含むことを特徴とする電子制御装置である。

【００１１】本発明に従えば、電子制御装置は、制御用
回路基板に制御処理を行う電子回路が実装され、部分的
にスペースが設けられる。制御用回路基板のスペースに
は、制御用回路基板からの信号を外部機器を駆動するた
めに電力増幅するドライブ回路が一体化される駆動ユニ
ットが装着される。ドライブ回路は一体化されているの
で、外部の駆動の要求に応じて交換することもできる。
駆動ユニットからの発熱は、駆動ユニットを制御用回路
基板に実装した状態で、制御用回路基板および駆動ユニ
ットを収納する筺体と熱結合して放熱が可能であるの
で、制御処理を行う電子回路へ与える影響を少なくする
ことができる。駆動ユニットが制御用回路基板に直接実
装されるので、接続用のコネクタを使用する必要はな
く、部品点数を少なくすることができ、かつ駆動ユニッ
トは筺体内に収納されるので、駆動ユニット単独の筺体
は不要であり、筺体全体の大きさを抑えることができ
る。

【００１２】また本発明で前記駆動ユニットは、コネク
タが一体的に形成されるケース内に収納され、前記制御
用回路基板に装着されて前記筺体内に収納される状態
で、該コネクタは該筺体の外部に突出することを特徴と
する。

【００１３】本発明に従えば、駆動ユニットに一体的に
形成されるコネクタが、制御用回路基板に装着されて筺
体内に収納される状態で、筺体の外部に突出するので、
外部コネクタとしてそのまま使用することができる。

【００１４】また本発明で前記駆動ユニットは、発熱部
品がベアチップ実装される高熱伝導率基板と、高熱伝導
率基板が貼付けられ、前記筺体に固定されるヒートシン
クとを含むことを特徴とする。

【００１５】本発明に従えば、発熱部品がベアチップ実
装される高熱伝導率基板とヒートシンクとを含んで駆動
ユニットが形成され、ヒートシンクは筺体に固定される
ので、ベアチップから発生する熱を、ヒートシンクを介
して筺体で充分に放熱させることができ、筺体内部での
温度上昇を抑えることができる。

【００１６】また本発明で前記制御用回路基板は、一体
的に形成されて、前記筺体に収納される状態で外部に突
出するコネクタを備え、該コネクタの導電接続用端子
は、該制御用回路基板内に一体的に埋め込まれることを
特徴とする。

【００１７】本発明に従えば、制御用回路基板が一体的
に形成されるコネクタによって、筺体外部との間で電気
的接続を行うことができ、コネクタの導電接続用端子を
制御用回路基板と一体化して埋め込むので、別個のコネ
クタを実装して電気的接続を行う手間を省くことができ
る。

【００１８】

【発明の実施の形態】図１は、本発明の実施の一形態と
しての電子制御装置１０の全体的な組立構成を示す。電
子制御装置１０は、筺体としてのＥＣＵケース１１およ
びＥＣＵ蓋１２内に制御用回路基板であるＥＣＵマザー
ボード１３と、駆動ユニットであるＥＤＵモジュール１
４とが収納されて構成される。ＥＣＵマザーボード１３
は、コネクタ１５を有し、コネクタ１５には導電接続用
端子１６が設けられる。ＥＣＵマザーボード１３上に
は、制御処理を行う電子回路を構成する部品１７，１８
等が実装され、ＥＤＵモジュール１４を装着するための
スペース１９が設けられる。

【００１９】ＥＤＵモジュール１４では、電気絶縁性の
合成樹脂で成形されるベース２０上に、部品２１，２２
が実装され、さらに発熱部２３が装着される。発熱部２
３の表面は平坦化され、ねじ孔２４が形成される。発熱
部２３には、外部接続用のコネクタ２５と、ＥＣＵマザ
ーボード１３との電気的接続を行う端子２６とが設けら
れている。ベース２０は、脚２７でＥＣＵマザーボード
１３の表面から隙間をあけて支持され、ＥＣＵマザーボ
ード１３の裏面側からのボルト２８によって固定するこ
とができる。

【００２０】ＥＣＵマザーボード１３上にＥＤＵモジュ
ール１４をボルト２８で固定した状態で、ＥＣＵマザー
ボード１３はＥＣＵケース１１内に収納することができ
る。ＥＣＵマザーボード１３をＥＣＵケース１１内に収
納すると、ＥＤＵモジュール１４の発熱部２３の表面
が、ＥＣＵケース１１の天面の内面に密着する。ＥＣＵ
ケース１１の天面の外部からは、ボルト２９を挿入し、
ねじ孔２４を螺合させることによって、発熱部２３を固
定し、発熱部２３の表面とＥＣＵケース１１の表面とを
密着させることができる。ＥＣＵマザーボード１３をＥ
ＣＵケース１１内に収納した状態で、さらにＥＣＵ蓋１
２を装着すれば、一体的な筺体内にＥＤＵモジュール１
４を含む電子制御装置１０を形成することができる。電
子制御装置１０では、ＥＤＵモジュール１４を交換すれ
ば、異なる電力出力仕様に対応させることができ、ＥＣ
Ｕマザーボード１３上の制御処理のための電子回路部分
は共通化することができる。

【００２１】ＥＣＵケース１１には、ＥＣＵマザーボー
ド１３上のコネクタ１５と、ＥＤＵモジュール１４に一
体的に形成されるコネクタ２５とを外部にそのまま突出
させるための抜き孔３１，３２もそれぞれ形成されてい
る。ＥＣＵマザーボード１３に対して、コネクタ１５お
よびベース２０、コネクタ２５を一気に取付けることに
よって、組立工数の低減を図ることができる。さらに、
ＥＣＵケース１１およびＥＣＵ蓋１２によって形成され
る筺体の大きさを、通常のＥＣＵと同一にすれば、ＥＣ
Ｕケース１１とＥＣＵ蓋１２との標準化を図ることがで
きる。また、ＥＤＵモジュール１４を内蔵しているの
で、別体のＥＤＵを取付けるスペースが不要となり、取
付場所に固定するための取付部材等も不要になる。

【００２２】図２は、図１のＥＤＵモジュール１４で使
用される発熱部２３の構成を示す。発熱部２３には、大
電力制御用の半導体チップ４０が、高熱伝導率基板４１
の表面に半田または導電性の接着材でダイボンドされて
実装される。高熱伝導率基板４１は、高熱伝導率を有す
るセラミック基板（セラミック基板としては窒化アルミ
ニウムや酸化アルミニウムなどを主とする材料）が使用
される。半導体チップ４０を半田または導電性接着材に
よってダイボンドした高熱伝導率基板４１の表面と外部
回路との電気的接続は、ボンディングワイヤ４２を表面
にワイヤボンドすることによって行われる。高熱伝導率
基板４１で、半導体チップ４０がダイボンドされ、ボン
ディングワイヤ４２がワイヤボンドされている表面と反
対側の表面は、ヒートシンク４３と密着している。ヒー
トシンク４３は、ＥＣＵケース１１の天面の内面と密着
させることができるので、半導体チップ４０から発生す
る熱は、高熱伝導率基板４１およびヒートシンク４３を
介してＥＣＵケース１１で放熱させることができる。

【００２３】以上の説明では、電子制御装置を車両に搭
載されるＥＣＵとして説明しているけれども、工場など
の生産設備や建物などの空調設備などの電子制御装置に
本発明を同様に適用することができる。

【００２４】

【発明の効果】以上のように本発明によれば、駆動ユニ
ットを制御処理を行う電子回路とは別個に形成し、しか
も同一の筺体内に収納し、筺体を利用して駆動ユニット
の放熱を行うことができる。駆動ユニットには、独自の
筺体を設ける必要がないので、筺体全体としての大きさ
を抑え、しかも筺体を利用しての放熱によって、駆動ユ
ニットから発生する熱が制御処理を行う電子回路に与え
る影響を抑えることができる。

【００２５】また本発明によれば、駆動ユニットには外
部接続用のコネクタを一体化して形成することができる
ので、電気的接続のための構成を簡略化し、組立に要す
る手間も減少させることができる。

【００２６】また本発明によれば、駆動ユニットには発
熱部品がベアチップ実装される高熱伝導率基板と、ヒー
トシンクとを含み、ヒートシンクが筺体に固定されるの
で、駆動ユニットからの発熱を効率よく筺体で放熱し、
筺体内部の温度上昇を抑えて、制御処理を行う電子回路
を熱の影響を受けない状態で動作させることができる。

【００２７】また本発明によれば、制御用回路基板と外
部接続用のコネクタとを一体的に形成し、導電接続用端
子を制御用回路基板内に一体的に埋め込むので、外部接
続用のコネクタに関連する電気的接続を簡略化し、使用
部品を少なくしてコスト低減を図ることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施の一形態としての電子制御装置１
０の概略的な組合せ状態を示す分解斜視図である。

【図２】図１の発熱部２３の構成を示す断面図である。

【図３】従来からのＥＣＵとＥＤＵとが別体として構成
される電子制御装置の概略的な配置状態を示すブロック
図である。

【図４】従来からのＥＣＵとＥＤＵとが別体となってい
る電子制御装置の他の構成を示す概略的なブロック図で
ある。

【符号の説明】

１０ 電子制御装置 １１ ＥＣＵケース １２ ＥＣＵ蓋 １３ ＥＣＵマザーボード １４ ＥＤＵモジュール １５，２９ コネクタ １６ 導電接続用端子 １９ スペース ２０ ベース ２３ 発熱部 ２４ ねじ孔 ２７，２８ ボルト ４０ 半導体チップ ４１ 高熱伝導率基板 ４３ ヒートシンク

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 電子回路による制御処理を行い、制御処
   理結果に従って外部機器を駆動する出力を導出する電子
   制御装置において、 制御処理を行う電子回路が実装され、部分的にスペース
   を有する制御用回路基板と、 制御用回路基板からの信号を、外部機器を駆動するため
   に電力増幅するドライブ回路が一体化され、制御用回路
   基板の該スペースに装着される駆動ユニットと、 駆動ユニットが装着された制御用回路基板を収納し、駆
   動ユニットと熱結合して放熱が可能な筺体とを含むこと
   を特徴とする電子制御装置。
2. 【請求項２】 前記駆動ユニットは、 コネクタが一体的に形成されるケース内に収納され、 前記制御用回路基板に装着されて前記筺体内に収納され
   る状態で、該コネクタは該筺体の外部に突出することを
   特徴とする請求項１記載の電子制御装置。
3. 【請求項３】 前記駆動ユニットは、 発熱部品がベアチップ実装される高熱伝導率基板と、 高熱伝導率基板が貼付けられ、前記筺体に固定されるヒ
   ートシンクとを含むことを特徴とする請求項１または２
   記載の電子制御装置。
4. 【請求項４】 前記制御用回路基板は、一体的に形成さ
   れて、前記筺体に収納される状態で外部に突出するコネ
   クタを備え、 該コネクタの導電接続用端子は、該制御用回路基板内に
   一体的に埋め込まれることを特徴とする請求項１〜３の
   いずれかに記載の電子制御装置。