JP2006083748A - 電子制御ユニットの放熱構造 - Google Patents

Abstract

【課題】 エンジンの電子制御ユニットにおいて、エンジンルーム内の高温雰囲気下でも、電子部品の放熱を可能とし、かつ、電子部品の温度を安定的に維持できるようにする。
【解決手段】 電子部品を搭載した基板５を伝熱プレート３に装着し、カバー６及び断熱材７で覆う。伝熱プレート３から突出する放熱ピン４をシリンダブロック２のピン穴８に挿通して、電子制御ユニット１をシリンダブロック２の側面部に取付け、放熱ピン４の先端部をウォータジャケット１０に挿入する。熱容量が充分大きく、かつ、一定温度に調整されウォータジャケット１０内の冷却水と、基板５の電子部品との間で伝熱プレート３及び放熱ピン４を介して熱の授受を行うことにより、高温雰囲気下においても、電子部品の放熱を可能とすると共に、電子部品の温度を安定的に維持することができる。
【選択図】 図１

Description

本発明は、自動車のエンジン等の制御を行う電子制御ユニットの放熱構造に関するものである。

自動車のエンジン等の制御を行う電子制御ユニットは、一般的に、車室内又はエンジンルーム内に搭載されるが、スペース効率及び配線の容易性等の観点から、エンジンルーム内に配置することが望まれている。しかしながら、電子制御ユニットをエンジンルーム内に搭載する場合、エンジンからの放熱等によってエンジンルーム内の雰囲気が高温となることに加えて、電子制御ユニットに搭載されたマイクロプロセッサ等の電子部品自体の発熱のため、電子制御ユニットの過度の温度上昇が問題となる。近年、エンジン等の制御の複雑化に伴って、マイクロプロセッサの処理速度が高速化され、発熱量が増大しているため、特に問題となっている。一例として、電子制御ユニットの電子部品の耐熱温度が１２５℃であり、電子部品自体の発熱による温度上昇が３０℃であるとすると、雰囲気温度が９５℃を超えると、電子部品は、耐熱温度の１２５℃を超えることになり、適正な機能を維持できなくなる。また、エンジンルーム内の雰囲気温度は、車両の走行状態等によって大きく変化するため、温度センサ等を設けて温度補正を行う必要がある。

そこで、例えば特許文献１に記載された例では、エンジンルーム内に冷却風通路を形成して、この冷却風通路内に電子制御ユニットを配置し、エンジンの冷却ファンの送風によって冷却風通路内に外気又はエアコンの冷気を導入することにより、電子制御ユニットを冷却するようにしている。しかしながら、特許文献１に記載されたものでは、構造が複雑で製造コストが高く、また、設置スペースが大きく、エンジンルーム内のスペースを圧迫するという問題がある。
特開平１１−２１８０２５号

本発明は、上記の点に鑑みて成されたものであり、高温雰囲気下においても電子部品の放熱性を確保することができ、かつ、温度を安定化することができる電子制御ユニットの放熱構造を提供することを目的とする。

上記の課題を解決するために、本発明に係る電子制御ユニットの放熱構造は、電子部品を伝熱部材に装着し、冷却水通路を有するエンジンのシリンダブロックに前記伝熱部材を取付け、前記伝熱部材と前記冷却水通路内の冷却水との間の熱の授受によって前記電子部品の温度を調整することを特徴とする。

本発明に係る電子制御ユニットの放熱構造によれば、充分大きな熱容量を有し、一定温度に調整されたエンジンの冷却水との間で熱の授受を行うことにより、高温雰囲気下においても、電子部品の放熱を確実に行うことができ、かつ、電子部品の温度を安定化することができる。

以下、本発明の一実施形態を図面に基づいて詳細に説明する。
図１乃至図４に示すように、本実施形態に係る電子制御ユニット１は、水冷式エンジン（シリンダブロック２のみを図示する）の燃料噴射量、燃料噴射時期、バルブタイミング、点火時期、補機の作動等を制御するためのマイクロプロセッサベースの電子制御装置であり、シリンダブロック２の側面部に取付けられている。

電子制御ユニット１は、伝熱プレート３（伝熱部材）と、伝熱プレート３から突出された複数の放熱ピン４と、伝熱プレート３に装着された基板５と、伝熱プレート３に取付けられて、基板４を覆うカバー６と、カバー６の表面に貼着された断熱材７とを備えている。

伝熱プレート３は、熱伝導率の高い金属等からなる平板状の部材であり、一面に複数（図示の例では９つ）の放熱ピン４が突出されている。放熱ピン４は、伝熱プレート３と同様、熱伝導率の高い金属等からなり、伝熱プレート３と一体的に形成されており、伝熱プレート３との間で効率的に熱の授受を行うことができるようになっている。

基板５には、エンジンの制御を行う電子回路を構成するマイクロプロセッサ等の発熱性の素子を含む電子部品が搭載されている。基板５は、伝熱プレート３の放熱ピン４とは反対側の面に装着されており、電子部品が発生する熱を伝熱プレート３に効率よく伝達できるようになっている。

カバー６は、基板５を外部から密閉して、水分、ゴミ、埃等の侵入を防止するとともに、基板５を外部の熱から遮断するものである。したがって、カバー６は、断熱性が高く、エンジンルーム内の高温、オイルミスト等の雰囲気に対する耐性を有する合成樹脂等で形成される。断熱材７は、外部からカバー６への輻射及び伝熱を遮断するものである。

電子制御ユニット１が装着されるシリンダブロック２の側面部には、放熱ピン４に対応する複数（図示の例では９つ）のピン穴８が穿設されており、ピン穴８は、シリンダボア９の周囲に形成されたウォータジャケット１０（冷却水通路）に連通されている。そして、電子制御ユニット１は、放熱ピン４がピン穴８に液密的に挿通されて、シリンダブロック２の側面部に取付けられており、放熱ピン４の先端部がウォータジャケット１０内に挿入されて冷却水に接触している。電子制御ユニット１は、好ましくは、特に高温となる排気マニホールド側を避けて、シリンダブロック２の吸気マニホールド側の側面部に取付けられる。

以上のように構成した本実施形態の作用について次に説明する。
電子制御ユニット１の基板５に搭載された電子部品は、熱伝導率の高い伝熱プレート３及び放熱ピン４を介してシリンダブロック２のウォータジャケット１０内の冷却水との間で熱の授受が行われることによって、冷却水とほぼ同じ温度で維持される。このとき、ウォータジャケット１０内の冷却水は、ウォータポンプ、ラジエータ、サーモスタット等のエンジンの冷却装置によって、ほぼ一定の温度（１００℃程度）に維持されており、また、充分大きな体積（熱容量）を有しているので、この冷却水との熱の授受によって、基板５に搭載された電子部品の温度は、冷却水の温度とほぼ等しい温度に安定的に維持されることになる。さらに、基板５は、カバー６及び断熱材７によって、外部から遮熱及び断熱されているので、エンジンルーム内の高温雰囲気下においても、所望の温度を維持することができる。

これにより、基板５に搭載された電子部品は、耐熱温度をウォータジャケット１０内の冷却水温度（１００℃程度）よりもある程度高く設定することにより、適正な機能を確実に維持することができる。また、電子部品の温度がほぼ一定に維持されるので、温度補正が不要となり、制御の簡素化が可能となる。

このようにして、高温雰囲気下においても、電子部品を所望の温度に安定的に維持することができるので、電子制御ユニット１のエンジンルーム内への搭載が可能となり、スペース効率を高めることができる。

本発明の一実施形態に係る電子制御ユニット及びシリンダブロックの縦断面図である。 図１の要部を拡大して示す図である。 図１に示す電子制御ユニット及びシリンダブロックの斜視図である。 図１に示す電子制御ユニットの斜視図である。

符号の説明

１ 電子制御ユニット、２ シリンダブロック、３ 伝熱プレート（伝熱部材）、４ 放熱ピン、５ 基板（電子部品）、７ 断熱材、１０ ウォータジャケット（冷却水通路）

Claims (3)

1. 電子部品を伝熱部材に装着し、冷却水通路を有するエンジンのシリンダブロックに前記伝熱部材を取付け、前記伝熱部材と前記冷却水通路内の冷却水との間の熱の授受によって前記電子部品の温度を調整することを特徴とする電子制御ユニットの放熱構造。
2. 前記伝熱部材には、放熱ピンが突出されており、該放熱ピンが前記シリンダブロックの冷却水通路内に挿入されていることを特徴とする請求項１に記載の電子制御ユニットの放熱構造。
3. 前記電子部品は、断熱材で覆われて外部から断熱されていることを特徴とする請求項１又は２に記載の電子制御ユニットの放熱構造。
   

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