JP3847238B2 - 電子制御ユニット及び電子制御ユニット製造方法 - Google Patents
電子制御ユニット及び電子制御ユニット製造方法 Download PDFInfo
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、電子制御ユニット及び電子制御ユニット製造方法に関し、特に、自動車に搭載されるアクチュエータの運動を制御する電子制御ユニット及び電子制御ユニット製造方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
自動車に搭載される各種システムを制御する電子制御装置が知られている。そのシステムとしては、エンジン（ガソリン、ディーゼル）関係電子制御装置、トランスミッション関係電子制御装置、パワーステアリング関係電子制御装置、車高調整関係電子制御装置、ＡＢＳ関係電子制御装置、エアバッグ関係電子制御装置、エアコンディショニング関係電子制御装置、定速走行関係電子制御装置が例示される。
【０００３】
図１２は、公知の電子制御装置を示している。その電子制御装置１０１は、電子制御ユニット（Ｅｌｅｃｔｒｏｎｉｃ Ｃｏｎｔｒｏｌ Ｕｎｉｔ。以下、本明細書で「ＥＣＵ」と略記される。）１０２、電源１０３、センサ群１０４およびアクチュエータ１０５を備え、自動車に搭載されている。電源１０３は、バッテリーであり、直流電力１０６を生成してＥＣＵ１０２に供給する。センサ群１０４は、その自動車に関する物理量を測定し、その物理量を示す電気信号１０７をＥＣＵ１０２に出力する。ＥＣＵ１０２は、電気信号１０７が示す物理量に基づいて電気信号１０８を生成してアクチュエータ１０５に出力する。アクチュエータ１０５は、可動部分を備え、電気信号１０８をその可動部分の運動に変換する。アクチュエータ１０５としては、電動モータ、油圧装置が例示される。
【０００４】
直流電力１０６は、電圧が一定であり、電流の向きが一定である電気信号である。電気信号１０８は、電流の向きと大きさとが時間にともなって変化し、アクチュエータ１０５に電力を供給する。アクチュエータ１０５は、電動モータであるときに、可動部分である軸の回転の方向とトルクとが電気信号１０８に基づいて変化する。このとき、直流電力１０６と電気信号１０８とは、電気信号１０７に比較して電流が十分に大きい。
【０００５】
電子制御装置１０１は、ガソリンエンジン関係電子制御装置に適用されるときに、センサ群１０４は、吸気圧力センサ、水温センサ、吸気温センサ、酸素センサ、スロットル開度センサ、クランク角センサおよびノックセンサを含み、アクチュエータ１０５は、フューエルインジェクタ、ＩＳＣバルブおよびパワートランジスタユニットを含んでいる。電子制御装置１０１は、ディーゼルエンジン関係電子制御装置に適用されるときに、センサ群１０４は、吸気圧力センサ、水温センサ、アクセルストロークセンサ、ラック位置センサおよび燃料噴射時期センサを含み、アクチュエータ１０５は、ガバナアクチュエータとタイマアクチュエータとを含んでいる。電子制御装置１０１は、トランスミッション関係電子制御装置に適用されるときに、センサ群１０４は、水温センサ、車速センサおよびスロットル開度センサを含み、アクチュエータ１０５は、トランスミッションソレノイドとロックアップソレノイドとを含んでいる。電子制御装置１０１は、パワーステアリング関係電子制御装置に適用されるときに、センサ群１０４は、車速センサ、トルクセンサ、エンジン回転センサを含み、アクチュエータ１０５は、パワーステアリングソレノイドを含んでいる。電子制御装置１０１は、車高調整関係電子制御装置に適用されるときに、センサ群１０４は、車高センサを含み、アクチュエータ１０５は、車高ソレノイドを含んでいる。電子制御装置１０１は、ＡＢＳ関係電子制御装置に適用されるときに、センサ群１０４は、車輪速センサと車速センサとを含み、アクチュエータ１０５は、ＡＢＳソレノイドを含んでいる。電子制御装置１０１は、エアバッグ関係電子制御装置に適用されるときに、センサ群１０４は、メインセンサとセイフィングセンサとを含み、アクチュエータ１０５は、インフレータを含んでいる。電子制御装置１０１は、エアコンディショニング関係電子制御装置に適用されるときに、センサ群１０４は、外気温センサ、内気温センサ、日射センサ、エバポレータ温度センサ、エバポレータサーモスタットおよび冷媒圧力スイッチを含み、アクチュエータ１０５は、ＤＣサーボモータとブロワファンモータとを含んでいる。電子制御装置１０１は、低速走行関係電子制御装置に適用されるときに、センサ群１０４は、車速センサを含み、アクチュエータ１０５は、低速走行アクチュエータを含んでいる。
【０００６】
図１３は、特開平１１−１１５７７５号公報に示されている公知のＥＣＵ１０２を詳細に示している。そのＥＣＵ１０２は、複数の電子機器をハウジング１１１の内部に備えている。ハウジング１１１は、絶縁体である樹脂から形成され、バスバー１１２が埋め込まれている。バスバー１１２は、互いに絶縁された複数の金属板から形成され、その複数の電子機器とともに電気回路を形成している。その複数の電子機器は、リレー１１４、コンデンサ１１５およびパワー素子実装用基板１１６から形成されている。リレー１１４、コンデンサ１１５およびパワー素子実装用基板１１６は、ハウジング１１１の内部に互いに上下に重ならないように配置されている。
【０００７】
バスバー１１２は、埋め込み部分１２７と露出部分１２８とから形成されている。埋め込み部分１２７は、ハウジング１１１に埋め込まれ、リレー１１４、コンデンサ１１５の上方に配置されている。埋め込み部分１２７は、上側の表面のうちのハウジング１１１から露出した領域がリレー１１４の端子またはコンデンサ１１５の端子に半田付けされている。その半田付けされている領域は、ハウジング１１１の内部に配置されている。
【０００８】
露出部分１２８は、ハウジング１１１から露出して、パワー素子実装用基板１１６の上方に配置され、屈曲している棒状に形成されている。露出部分１２８は、一端が埋め込み部分１２７に一体に接合され、他端がパワー素子実装用基板１１６に半田付けされて接続されている。その他端は、埋め込み部分１２７の半田付けされている領域より、下方に配置されている。
【０００９】
ハウジング１１１は、さらに、側面にコネクタ１１３が形成されている。コネクタ１１３は、金属板から形成される複数の端子を備えている。その複数の端子は、ハウジング１１１に埋め込まれて支持され、それぞれバスバー１１２に電気的に接続されている。コネクタ１１３は、電源１０３に接続される電線に接続され、アクチュエータ１０５に接続される電線に接続される。
【００１０】
パワー素子実装用基板１１６は、半導体スイッチング素子１１７とシャント抵抗器１１８とを備えている。半導体スイッチング素子１１７は、リレー１１４を制御してアクチュエータ１０５に流れる電流を制御し、動作時に発熱する。シャント抵抗器１１８は、アクチュエータ１０５に直列に接続されている。
【００１１】
ＥＣＵ１０２は、さらに、制御回路基板１１９をハウジング１１１の内部に備えている。制御回路基板１１９は、電線１２１を介して、パワー素子実装用基板１１６に電気的に接続されている。制御回路基板１１９は、さらに、電線１２１とパワー素子実装用基板１１６のパターン配線とを介してシャント抵抗器１１８の両端や半導体スイッチング素子１１７に接続されている。制御回路基板１１９は、コネクタ１２２を備えている。コネクタ１２２は、センサ群１０４に接続する電線に電気的に接続される。
【００１２】
ＥＣＵ１０２は、さらに、保護カバー１２３とシールドカバー１２４とを備えている。保護カバー１２３は、ハウジング１１１の下方に接合され、リレー１１４とコンデンサ１１５とを外部から隔離している。シールドカバー１２４は、取り付けネジ１２５を用いてハウジング１１１に上方に支持され、制御回路基板１１９を外部から隔離している。ＥＣＵ１０２は、さらに、図示されていないヒートシンクを備えている。そのヒートシンクは、パワー素子実装用基板１１６の下方に接合されている。
【００１３】
パワー素子実装用基板１１６は、制御回路基板１１９から出力される電気信号に基づいて、直流電力１０６から電気信号１０８を生成する。パワー素子実装用基板１１６は、さらに、シャント抵抗器２５を用いてアクチュエータ１０５を流れる電流を示す電気信号を制御回路基板１１９に電線１２１を介して伝送する。制御回路基板１１９は、コンピュータであり、センサ群１０４から出力される電気信号１０７とアクチュエータ１０５を流れる電流を示す電気信号とに基づいてアクチュエータ１０５の運動を算出し、電線１２１を介してその運動を示す電気信号をパワー素子実装用基板１１６に伝送する。
【００１４】
このとき、制御回路基板１１９を流れる電流は、バスバー１１２を流れる電流より小さく、制御回路基板１１９は、パワー素子実装用基板１１６より発熱量が小さい。制御回路基板１１９とパワー素子実装用基板１１６とは、同一の基板上に配置しないで、間隔を持って配置されている。このような配置は、バスバー１１２を流れる電流によるノイズまたはパワー素子実装用基板１１６により発せられる熱により、制御回路基板１１９が誤動作することを防止している。
【００１５】
樹脂から形成されるモールド品は、一般に、ネジを用いて締結対象に固定されるときに、締結部分に加わる圧縮荷重により樹脂が急激に変形する座屈が発生する。座屈の発生を防止して、モールド品をより確実に締結対象に締結すること望まれている。
【００１６】
図１４は、公知のモールド品の締結部分を詳細に示している。その締結部分２０１は、金属から形成されるボス２０２が樹脂２０３に埋め込まれている。ボス２０２は、円筒を形成し、外側にローレット２０５が形成されている。ローレット２０５は、ボス２０２が樹脂２０３から抜けでることを防止している。このような締結部分２０１は、インサート成形により製造される。ボス２０２は、空洞にネジ２０６が挿入される。ネジ２０６は、締結対象２０７と締結して、締結部分２０１と締結対象２０７とを同体に接合する。このような締結部分は、樹脂に圧縮荷重が加わらないで、モールド品をより確実に締結対象に締結することができる。より安価にモールド品をより確実に締結対象に締結することが望まれている。
【００１７】
【特許文献１】
特開平１１−１１５７７５号公報、図２
【００１８】
【発明が解決しようとする課題】
本発明の課題は、製造コストを低減する電子制御ユニット及び電子制御ユニット製造方法を提供することにある。
本発明の他の課題は、製造コストがより小さく、かつ、より確実に締結対象に締結される電子制御ユニット及び電子制御ユニット製造方法を提供することにある。
【００１９】
【課題を解決するための手段】
以下に、［発明の実施の形態］で使用される番号・符号を括弧付きで用いて、課題を解決するための手段を説明する。これらの番号・符号は、［特許請求の範囲］の記載と［発明の実施の形態］の記載との対応を明らかにするために付加されたものであり、［特許請求の範囲］に記載されている発明の技術的範囲の解釈に用いてはならない。
【００２０】
本発明による電子制御ユニット（２）は、センサから入力される第１電気信号（７）に基づいてアクチュエータ（５）に第２電気信号を出力して、アクチュエータ（５）の運動を制御する。電子制御ユニット（２）は、、複数電子機器（１６、１７、１８、２５）を内側に配置するハウジング（１１）と、複数電子機器（１６、１７、１８、２５）を互いに電気的に接続するバスバー（１４）と、バスバー（１４）と同一の平面に重なって配置されるボスと、締結対象とを具えている。バスバー（１４）とボスとは、同種の金属から形成されている。ハウジング（１１）は、バスバー（１４）とボスとが埋め込まれている。ボスは、ハウジング（１１）の締結対象と接合される部分を補強している。
【００２１】
このとき、バスバー（１４）とボスとが一体に接合された１枚の平坦な金属板（６１）を製造することができる。ハウジング（１１）は、インサート成形によりその金属板（６１）が埋め込まれて製造された後に、その金属板（６１）を適宜バスバー（１４）とボスとに切断して製造されることができる。このようなハウジング（１１）は、複数の金属板をハウジング（１１）に埋め込むインサート成形より、製造コストが小さい。
【００２２】
締結対象は、複数電子機器（１６、１７、１８、２５）を冷却するヒートシンク（２１）であることが好ましい。ボスは、複数電子機器（１６、１７、１８、２５）に絶縁されていることが好ましい。または、ボスは、接地電位に電気的に接続されていることが好ましい。
【００２３】
アクチュエータ（５）は、自動車に搭載され、自動車が走行するときに利用される。すなわち、本発明による電子制御ユニット（２）は、自動車に搭載される電子制御装置（１）に適用されることが好ましい。
【００２４】
本発明による電子制御ユニット（２）は、電子制御ユニット（２）を製造する方法である。本発明による電子制御ユニット（２）は、金属板（６１）を製造するステップと、金属板（６１）が埋め込まれているハウジング（１１）をインサート成形により製造するステップとを具えている。金属板（６１）は、バスバー（１４）を形成する複数バスバー部分（６２）と、ボスを形成するボス部分と、複数バスバー部分（６２）とボス部分とを一体に接合するタイバー部分（６６）とを含んでいる。本発明による電子制御ユニット製造方法は、別個の複数の金属板をハウジング（１１）に埋め込むインサート成形より、ハウジング（１１）の製造コストが小さい。
【００２５】
本発明による電子制御ユニット（２）は、タイバー部分（６６）を切除して複数バスバー部分（６２）とボス部分とを絶縁するステップを更に具えていることが好ましい。
【００２６】
【発明の実施の形態】
図面を参照して、本発明による電子制御ユニットが適用される電子制御装置の実施の形態を説明する。その電子制御装置１は、図１に示されているように、ＥＣＵ２、電源３、センサ群４およびアクチュエータ５を備え、自動車に搭載されている。電源３は、バッテリーであり、直流電力６を生成してＥＣＵ２に供給する。センサ群４は、その自動車に関する物理量を測定し、その物理量を示す電気信号７をＥＣＵ２に出力する。ＥＣＵ２は、電気信号７が示す物理量に基づいて電気信号８を生成してアクチュエータ５に出力する。アクチュエータ５は、可動部分を備え、電気信号８をその可動部分の運動に変換する。アクチュエータ５としては、電動モータ、油圧装置が例示される。
【００２７】
直流電力６は、電圧が一定であり、電流の向きが一定である電気信号である。電気信号８は、電流の向きと大きさとが時間にともなって変化し、アクチュエータ５に電力を供給する。アクチュエータ５は、電動モータであるときに、可動部分である軸の回転の方向とトルクとが電気信号８に基づいて変化する。このとき、直流電力６と電気信号８とは、電気信号７に比較して電流が十分に大きい。
【００２８】
電子制御装置１は、ガソリンエンジン関係電子制御装置に適用されるときに、センサ群４は、吸気圧力センサ、水温センサ、吸気温センサ、酸素センサ、スロットル開度センサ、クランク角センサおよびノックセンサを含み、アクチュエータ５は、フューエルインジェクタ、ＩＳＣバルブおよびパワートランジスタユニットを含んでいる。電子制御装置１は、ディーゼルエンジン関係電子制御装置に適用されるときに、センサ群４は、吸気圧力センサ、水温センサ、アクセルストロークセンサ、ラック位置センサおよび燃料噴射時期センサを含み、アクチュエータ５は、ガバナアクチュエータとタイマアクチュエータとを含んでいる。電子制御装置１は、トランスミッション関係電子制御装置に適用されるときに、センサ群４は、水温センサ、車速センサおよびスロットル開度センサを含み、アクチュエータ５は、トランスミッションソレノイドとロックアップソレノイドとを含んでいる。電子制御装置１は、パワーステアリング関係電子制御装置に適用されるときに、センサ群４は、車速センサ、トルクセンサ、エンジン回転センサを含み、アクチュエータ５は、パワーステアリングソレノイドを含んでいる。電子制御装置１は、車高調整関係電子制御装置に適用されるときに、センサ群４は、車高センサを含み、アクチュエータ５は、車高ソレノイドを含んでいる。電子制御装置１は、ＡＢＳ関係電子制御装置に適用されるときに、センサ群４は、車輪速センサと車速センサとを含み、アクチュエータ５は、ＡＢＳソレノイドを含んでいる。電子制御装置１は、エアバッグ関係電子制御装置に適用されるときに、センサ群４は、メインセンサとセイフィングセンサとを含み、アクチュエータ５は、インフレータを含んでいる。電子制御装置１は、エアコンディショニング関係電子制御装置に適用されるときに、センサ群４は、外気温センサ、内気温センサ、日射センサ、エバポレータ温度センサ、エバポレータサーモスタットおよび冷媒圧力スイッチを含み、アクチュエータ５は、ＤＣサーボモータとブロワファンモータとを含んでいる。電子制御装置１は、低速走行関係電子制御装置に適用されるときに、センサ群４は、車速センサを含み、アクチュエータ５は、低速走行アクチュエータを含んでいる。
【００２９】
図２は、ＥＣＵ２を詳細に示している。ＥＣＵ２は、２つの基板をハウジング１１の内部に備えている。ハウジング１１は、耐熱樹脂から形成されている。その耐熱樹脂は、半田の融点（約１８０℃）以上の温度環境で十分な強度を有している。このような耐熱樹脂としては、ＳＰＳ、ＰＰＳが例示される。ハウジング１１は、底部分１２と側壁部分１３とから形成されている。ハウジング１１は、底部分１２の内部にバスバー１４が埋め込まれている。バスバー１４は、互いに絶縁された複数の金属板から形成され、複数の電子機器とともにパワー基板１５を形成している。その複数の電子機器は、コンデンサ１６、半導体スイッチング素子１７およびリレー１８を含んでいる。
【００３０】
ハウジング１１は、側壁部分１３にコネクタ１９が形成されている。コネクタ１９は、金属板から形成される複数の端子（図示されていない）を備えている。コネクタ１９は、電源３に接続される電線に接続され、直流電力６を複数の電子機器に供給する。コネクタ１９は、さらに、アクチュエータ５に接続される電線に接続され、電気信号８をアクチュエータ５に出力する。
【００３１】
ＥＣＵ２は、さらに、ヒートシンク２１を備えている。ヒートシンク２１は、ネジを用いてハウジング１１に支持され、電気を通さない絶縁体を介して底部分１２の外側の面に熱伝導可能に接合されている。ＥＣＵ２は、さらに、カバー２２を備えている。カバー２２は、ハウジング１１の口を覆うように接合され、電気回路をハウジング１１の外部と隔離している。
【００３２】
図３は、ハウジング１１の内部に配置される２つの基板の位置関係を示している。その２つの基板は、パワー基板１５と制御回路基板２３とから形成されている。制御回路基板２３は、ハウジング１１の内部にバスバー１４と平行に配置されている。パワー基板１５は、電線２４を備えている。電線２４は、バスバー１４に一体に形成され、塑性加工により形成されている。電線２４は、半田を用いて制御回路基板２３に電気的に接続されている。
【００３３】
パワー基板１５は、さらに、シャント抵抗器２５を備えている。シャント抵抗器２５は、４つの端子を有している。バスバー１４は、その４つの端子のうちの２つの端子に接続されている。制御回路基板２３は、その４つの端子のうちの他の２つの端子に接続されている。
【００３４】
制御回路基板２３は、コンピュータであり、センサ群４により測定される物理量を収集し、シャント抵抗器２５を介してアクチュエータ５を流れる電流を収集する。制御回路基板２３は、その物理量と電流とにに基づいてアクチュエータ５の運動を算出し、電線２４を介してその運動を示す電気信号をパワー基板１５に伝送する。パワー基板１５は、制御回路基板２３から出力される電気信号に基づいて、直流電力６から電気信号８を生成する。
【００３５】
このとき、制御回路基板２３を流れる電流の最大値は、バスバー１４を流れる電流の最大値より小さく、制御回路基板２３は、パワー基板１５より発熱量が小さい。制御回路基板２３とパワー基板１５とは、同一の基板上に配置しないで、間隔を持って配置されている。このような配置は、バスバー１４を流れる電流によるノイズまたはパワー基板１５により発せられる熱により、制御回路基板２３が誤動作することを防止している。
【００３６】
図４は、ハウジング１１の底部分１２の外側の面を詳細に示している。その面４１は、バスバー１４が配置される平面と平行である平面を形成している。コネクタ１９は、面４１より外側に突出している。ハウジング１１は、底部分１２に複数の半田領域４２を形成している。半田領域４２は、コネクタ１９から１０ｍｍ以上離れている。
【００３７】
図５は、半田領域４２を詳細に示している。半田領域４２は、パワー基板１５を構成する電子機器の近傍の底部分１２に配置されている。その電子機器は、コンデンサ１６、半導体スイッチング素子１７、リレー１８およびシャント抵抗器２５を含み、それぞれ端子４３を備えている。底部分１２は、耐熱樹脂から形成される２つの樹脂層４４、４５の間にバスバー１４が介設されている。樹脂層４４はその電子機器が配置されるバスバー１４より内側に配置され、樹脂層４５は外側の面４１が配置されるバスバー１４より外側に配置されている。
【００３８】
底部分１２は、半田領域４２に内側と外側とを貫通する穴４６が形成されている。穴４６は、ハウジング１１の底部分１２により形成される壁面により形成されている。その壁面は、内側壁面４７、バスバー壁面４８および外側壁面４９を含んでいる。内側壁面４７は、樹脂層４４により形成されている。バスバー壁面４８は、バスバー１４により形成されている。外側壁面４９は、樹脂層４５により形成されている。
【００３９】
内側壁面４７は、柱体の側面を形成している。バスバー壁面４８は、柱体の側面を形成し、その内径は、内側壁面４７の内径より小さい。このため、バスバー１４の半田領域４２の部分は、内側の外部に露出している。バスバー壁面４８の内径は、さらに、端子４３の径より大きい。外側壁面４９は、錐体の側面を形成し、バスバー１４に接する部分の内径は、外側の面４１に接する部分の内径より小さい。外側壁面４９の内径は、さらに、バスバー壁面４８の内径より大きい。このため、バスバー１４の外側の面５１は、バスバー壁面４８の近傍に樹脂層４５に接合されていない半田面５２を含んでいる。半田面５２と外側壁面４９とのなす角θ、すなわち、半田面５２の法線と外側壁面の法線とのなす角θは、３０度以下の鋭角を形成している。
【００４０】
端子４３は、穴４６を底部分１２の内側から外側に貫通している。端子４３は、バスバー１４より外側に突出している部分が半田５３を介して半田面５２に同体に接合され、バスバー１４に電気的に接続されている。
【００４１】
ハウジング１１は、さらに、底部分１２に金属板から形成されるボスが埋め込まれている。そのボス８１は、図６に示されているように、バスバー１４と同一平面上に配置され、ヒートシンク２１の縁の近傍に配置されている。ボス８１は、それぞれ、接地電位に接続されるバスバー１４に一体に接合され、または、バスバー１４に絶縁されている。ボス８１は、ネジ８２を介してヒートシンク２１に支持されている。
【００４２】
図７は、ボス８１を詳細に示している。ボス８１は、耐熱樹脂から形成される２つの樹脂層４４、４５の間に介設されている。樹脂層４４はその電子機器が配置されるバスバー１４より内側に配置され、樹脂層４５は外側の面４１が配置されるバスバー１４より外側に配置されている。底部分１２のボス８１が埋め込まれている部分は、内側と外側とを貫通する穴８３が形成されている。穴８３は、底部分１２により形成される壁面により形成されている。その壁面は、内側壁面８４、ボス壁面８５および外側壁面８６を含んでいる。内側壁面４７は、樹脂層４４により形成されている。ボス壁面８５は、ボス８１により形成されている。外側壁面８６は、樹脂層４５により形成されている。
【００４３】
ボス壁面８５の内径は、内側壁面８４の内径より小さい。このため、ボス８１の一部分は、内側の外部に露出している。外側壁面８６の内径は、ボス壁面８５の内径より大きい。このため、ボス８１の一部分は、外側の外部に露出している。さらに、内側壁面８４の内径は、ネジ８２の頭の径より大きい。ボス壁面８５の内径は、ネジ８２の径より大きい。
【００４４】
ヒートシンク２１は、ハウジング１１の締結対象であり、ボス８１に対向する位置に雌ねじ８８が形成されている。ネジ８１は、穴８３を貫通してヒートシンク２１の雌ねじ８８に締結され、ハウジング１１とヒートシンク２１とを同体に接合する。このような接合によれば、ハウジング１１を構成する耐熱樹脂が座屈することを防止する。
【００４５】
図８〜図１１は、本発明による電子制御ユニット製造方法の実施の形態を示している。まず、バスバー１４に形成される金属板が製造される。その金属板６１は、図８に示されているように、バスバー部分６２、コネクタ部分６３、電線部分６４、ボス部分６５およびタイバー部分６６から形成されている。バスバー部分６２は、複数から形成され、バスバー部分６２の形状は、バスバー１７の形状に一致している。コネクタ部分６３は、複数から形成され、コネクタ部分６３の形状は、コネクタ１９を構成する端子の形状に一致している。電線部分６４は、複数から形成され、塑性加工されてバスバー部分６２、コネクタ部分６３、電線部分６４およびボス部分６５が配置される平面と垂直方向に延びている。電線部分６４の形状は、電線２４の形状に一致している。ボス部分６５は、ボス８１の形状に一致している。タイバー部分６６は、複数から形成され、バスバー部分６２、コネクタ部分６３、電線部分６４およびボス部分６５を互いに一体に接合している。
【００４６】
金属板６１は、インサート成形により耐熱樹脂に埋め込まれて、ハウジングが形成される。そのハウジング６８は、図９に示されているように、金属板６１の電線部分６４を耐熱樹脂から外部に露出させている。ハウジング６８は、図示されていないコネクタ部分６３を耐熱樹脂から外部に露出させている。ハウジング６８は、バスバー部分６２の半田領域４２に属する部分６９を耐熱樹脂から露出させ、バスバー部分６２の半田領域４２に属さない部分を耐熱樹脂に埋め込んでいる。
【００４７】
ハウジング６８は、さらに、引っ掛け部分７０が形成される。引っ掛け部分７０は、耐熱樹脂から形成され、ハウジング６８の底部分から内側に突出している。
【００４８】
ハウジング６８は、さらに、図１０に示されているように、金属板６１のタイバー部分６６を耐熱樹脂から外部に露出させている。タイバー部分６６は、ドリルで切削されて除去される。このことにより、複数のバスバー部分６２は互いに絶縁され、複数のコネクタ部分６３は互いに絶縁され、ボス部分８５は、接地電位に接続されないバスバー部分６２またはコネクタ部分６３に絶縁される。このようなハウジング１１は、金属板６１と別個のボスを埋め込むインサート成形より、製造コストが小さい。
【００４９】
タイバー部分６６が切除された後に、複数の電子機器（コンデンサ１６、半導体スイッチング素子１７、リレー１８およびシャント抵抗器２５）は、それぞれ端子がハウジング６８に形成される穴に差し込まれてハウジング１１に搭載される。
【００５０】
シャント抵抗器２５は、特に、引っ掛かり部分３１−１、３１−２が引っ掛け部分７０に引っ掛けられてハウジング１１に支持される。シャント抵抗器２５は、さらに、電圧端子部分３３−１、３３−２が塑性変形されて、制御回路基板２３が配置される位置に他端３７−１、３７−２が配置される。
【００５１】
図１１は、その複数の電子機器をバスバー１４に半田付けするフロー半田装置を示している。そのフロー半田装置７１は、半田槽７２と複数の半田噴き口７３とを備えている。半田槽７２は、溶融している溶融半田を貯めている。複数の半田噴き口７３は、ハウジング１１の外側の面４１を鉛直下方に向けたときに、半田領域４２と一致するように、配置されている。複数の半田噴き口７３は、半田槽７２に貯められている溶融半田を鉛直上方に吹き出し、噴流７４を形成する。溶融半田は、半田槽７２と半田噴き口７３とを循環している。すなわち、溶融半田は、半田噴き口７３から噴き出て噴流７４を形成した後に、半田槽７２に貯められ、再度半田噴き口７３から噴き出て噴流７４を形成する。
【００５２】
被半田付け部材である電子機器が搭載されたハウジング６８は、外側の面４１を鉛直下方に向けて、噴流７４を形成しているフロー半田装置７１に近づけられる。このとき、半田領域４２は、噴流７４に接触して、電子機器を構成する端子とバスバー１４とが半田付けされる。
【００５３】
複数の電子機器が半田付けされたハウジング６８は、次いで、制御回路基板２３が取り付けられ、電線２４が制御回路基板２３に半田付けされる。ハウジング６８は、さらに、電気を通さない絶縁体を介してヒートシンク２１が取り付けられ、ハウジング６８とヒートシンク２１とは、ネジ８２を用いて同体に接合される。ハウジング６８は、さらに、カバー２２が取り付けられる。
【００５４】
【発明の効果】
本発明による電子制御ユニット及び電子制御ユニット製造方法は、ハウジングの製造コストを低減することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】図１は、本発明によるＥＣＵが適用される電子制御装置の実施の形態を示すブロック図である。
【図２】図２は、本発明によるＥＣＵの実施の形態を示す斜軸投影図である。
【図３】図３は、２つの基板の位置関係を示す斜軸投影図である。
【図４】図４は、ハウジングの実施の形態を示す斜軸投影図である。
【図５】図５は、半田部分を示す断面図である。
【図６】図６は、バスバーとヒートシンクとの位置関係を示す斜軸投影図である。
【図７】図７は、締結部分を示す断面図である。
【図８】図８は、金属板を示す斜軸投影図である。
【図９】図９は、ハウジングを示す斜軸投影図である。
【図１０】図１０は、ハウジングを示す平面図である。
【図１１】図１１は、フロー半田装置の実施の形態を示す図である。
【図１２】図１２は、公知の電子制御装置の実施の形態を示すブロック図である。
【図１３】図１３は、公知のＥＣＵの実施の形態を示す斜軸投影図である。
【図１４】図１４は、公知のモールド品の締結部分の実施の形態を示す断面図である。
【符号の説明】
１ ：電子制御装置
２ ：ＥＣＵ
３ ：電源
４ ：センサ群
５ ：アクチュエータ
６ ：直流電力
７ ：電気信号
８ ：電気信号
１１：ハウジング
１２：底部分
１３：側壁部分
１４：バスバー
１５：パワー基板
１６：コンデンサ
１７：半導体スイッチング素子
１８：リレー
１９：コネクタ
２１：ヒートシンク
２２：カバー
２３：制御回路基板
２４：電線
２５：シャント抵抗器
４１：面
４２：半田領域
４３：端子
４４：樹脂層
４５：樹脂層
４６：穴
４７：内側壁面
４８：バスバー壁面
４９：外側壁面
５１：面
５２：半田面
６１：金属板
６２：バスバー部分
６３：コネクタ部分
６４：電線部分
６５：ボス部分
６６：タイバー部分
６８：ハウジング
６９：部分
７０：引っ掛け部分
７１：フロー半田装置
７２：半田槽
７３：半田噴き口
７４：噴流
８１：ボス
８２：ネジ
８３：穴
８４：内側壁面
８５：ボス壁面
８６：外側壁面
８８：雌ねじ
【発明の属する技術分野】
本発明は、電子制御ユニット及び電子制御ユニット製造方法に関し、特に、自動車に搭載されるアクチュエータの運動を制御する電子制御ユニット及び電子制御ユニット製造方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
自動車に搭載される各種システムを制御する電子制御装置が知られている。そのシステムとしては、エンジン（ガソリン、ディーゼル）関係電子制御装置、トランスミッション関係電子制御装置、パワーステアリング関係電子制御装置、車高調整関係電子制御装置、ＡＢＳ関係電子制御装置、エアバッグ関係電子制御装置、エアコンディショニング関係電子制御装置、定速走行関係電子制御装置が例示される。
【０００３】
図１２は、公知の電子制御装置を示している。その電子制御装置１０１は、電子制御ユニット（Ｅｌｅｃｔｒｏｎｉｃ Ｃｏｎｔｒｏｌ Ｕｎｉｔ。以下、本明細書で「ＥＣＵ」と略記される。）１０２、電源１０３、センサ群１０４およびアクチュエータ１０５を備え、自動車に搭載されている。電源１０３は、バッテリーであり、直流電力１０６を生成してＥＣＵ１０２に供給する。センサ群１０４は、その自動車に関する物理量を測定し、その物理量を示す電気信号１０７をＥＣＵ１０２に出力する。ＥＣＵ１０２は、電気信号１０７が示す物理量に基づいて電気信号１０８を生成してアクチュエータ１０５に出力する。アクチュエータ１０５は、可動部分を備え、電気信号１０８をその可動部分の運動に変換する。アクチュエータ１０５としては、電動モータ、油圧装置が例示される。
【０００４】
直流電力１０６は、電圧が一定であり、電流の向きが一定である電気信号である。電気信号１０８は、電流の向きと大きさとが時間にともなって変化し、アクチュエータ１０５に電力を供給する。アクチュエータ１０５は、電動モータであるときに、可動部分である軸の回転の方向とトルクとが電気信号１０８に基づいて変化する。このとき、直流電力１０６と電気信号１０８とは、電気信号１０７に比較して電流が十分に大きい。
【０００５】
電子制御装置１０１は、ガソリンエンジン関係電子制御装置に適用されるときに、センサ群１０４は、吸気圧力センサ、水温センサ、吸気温センサ、酸素センサ、スロットル開度センサ、クランク角センサおよびノックセンサを含み、アクチュエータ１０５は、フューエルインジェクタ、ＩＳＣバルブおよびパワートランジスタユニットを含んでいる。電子制御装置１０１は、ディーゼルエンジン関係電子制御装置に適用されるときに、センサ群１０４は、吸気圧力センサ、水温センサ、アクセルストロークセンサ、ラック位置センサおよび燃料噴射時期センサを含み、アクチュエータ１０５は、ガバナアクチュエータとタイマアクチュエータとを含んでいる。電子制御装置１０１は、トランスミッション関係電子制御装置に適用されるときに、センサ群１０４は、水温センサ、車速センサおよびスロットル開度センサを含み、アクチュエータ１０５は、トランスミッションソレノイドとロックアップソレノイドとを含んでいる。電子制御装置１０１は、パワーステアリング関係電子制御装置に適用されるときに、センサ群１０４は、車速センサ、トルクセンサ、エンジン回転センサを含み、アクチュエータ１０５は、パワーステアリングソレノイドを含んでいる。電子制御装置１０１は、車高調整関係電子制御装置に適用されるときに、センサ群１０４は、車高センサを含み、アクチュエータ１０５は、車高ソレノイドを含んでいる。電子制御装置１０１は、ＡＢＳ関係電子制御装置に適用されるときに、センサ群１０４は、車輪速センサと車速センサとを含み、アクチュエータ１０５は、ＡＢＳソレノイドを含んでいる。電子制御装置１０１は、エアバッグ関係電子制御装置に適用されるときに、センサ群１０４は、メインセンサとセイフィングセンサとを含み、アクチュエータ１０５は、インフレータを含んでいる。電子制御装置１０１は、エアコンディショニング関係電子制御装置に適用されるときに、センサ群１０４は、外気温センサ、内気温センサ、日射センサ、エバポレータ温度センサ、エバポレータサーモスタットおよび冷媒圧力スイッチを含み、アクチュエータ１０５は、ＤＣサーボモータとブロワファンモータとを含んでいる。電子制御装置１０１は、低速走行関係電子制御装置に適用されるときに、センサ群１０４は、車速センサを含み、アクチュエータ１０５は、低速走行アクチュエータを含んでいる。
【０００６】
図１３は、特開平１１−１１５７７５号公報に示されている公知のＥＣＵ１０２を詳細に示している。そのＥＣＵ１０２は、複数の電子機器をハウジング１１１の内部に備えている。ハウジング１１１は、絶縁体である樹脂から形成され、バスバー１１２が埋め込まれている。バスバー１１２は、互いに絶縁された複数の金属板から形成され、その複数の電子機器とともに電気回路を形成している。その複数の電子機器は、リレー１１４、コンデンサ１１５およびパワー素子実装用基板１１６から形成されている。リレー１１４、コンデンサ１１５およびパワー素子実装用基板１１６は、ハウジング１１１の内部に互いに上下に重ならないように配置されている。
【０００７】
バスバー１１２は、埋め込み部分１２７と露出部分１２８とから形成されている。埋め込み部分１２７は、ハウジング１１１に埋め込まれ、リレー１１４、コンデンサ１１５の上方に配置されている。埋め込み部分１２７は、上側の表面のうちのハウジング１１１から露出した領域がリレー１１４の端子またはコンデンサ１１５の端子に半田付けされている。その半田付けされている領域は、ハウジング１１１の内部に配置されている。
【０００８】
露出部分１２８は、ハウジング１１１から露出して、パワー素子実装用基板１１６の上方に配置され、屈曲している棒状に形成されている。露出部分１２８は、一端が埋め込み部分１２７に一体に接合され、他端がパワー素子実装用基板１１６に半田付けされて接続されている。その他端は、埋め込み部分１２７の半田付けされている領域より、下方に配置されている。
【０００９】
ハウジング１１１は、さらに、側面にコネクタ１１３が形成されている。コネクタ１１３は、金属板から形成される複数の端子を備えている。その複数の端子は、ハウジング１１１に埋め込まれて支持され、それぞれバスバー１１２に電気的に接続されている。コネクタ１１３は、電源１０３に接続される電線に接続され、アクチュエータ１０５に接続される電線に接続される。
【００１０】
パワー素子実装用基板１１６は、半導体スイッチング素子１１７とシャント抵抗器１１８とを備えている。半導体スイッチング素子１１７は、リレー１１４を制御してアクチュエータ１０５に流れる電流を制御し、動作時に発熱する。シャント抵抗器１１８は、アクチュエータ１０５に直列に接続されている。
【００１１】
ＥＣＵ１０２は、さらに、制御回路基板１１９をハウジング１１１の内部に備えている。制御回路基板１１９は、電線１２１を介して、パワー素子実装用基板１１６に電気的に接続されている。制御回路基板１１９は、さらに、電線１２１とパワー素子実装用基板１１６のパターン配線とを介してシャント抵抗器１１８の両端や半導体スイッチング素子１１７に接続されている。制御回路基板１１９は、コネクタ１２２を備えている。コネクタ１２２は、センサ群１０４に接続する電線に電気的に接続される。
【００１２】
ＥＣＵ１０２は、さらに、保護カバー１２３とシールドカバー１２４とを備えている。保護カバー１２３は、ハウジング１１１の下方に接合され、リレー１１４とコンデンサ１１５とを外部から隔離している。シールドカバー１２４は、取り付けネジ１２５を用いてハウジング１１１に上方に支持され、制御回路基板１１９を外部から隔離している。ＥＣＵ１０２は、さらに、図示されていないヒートシンクを備えている。そのヒートシンクは、パワー素子実装用基板１１６の下方に接合されている。
【００１３】
パワー素子実装用基板１１６は、制御回路基板１１９から出力される電気信号に基づいて、直流電力１０６から電気信号１０８を生成する。パワー素子実装用基板１１６は、さらに、シャント抵抗器２５を用いてアクチュエータ１０５を流れる電流を示す電気信号を制御回路基板１１９に電線１２１を介して伝送する。制御回路基板１１９は、コンピュータであり、センサ群１０４から出力される電気信号１０７とアクチュエータ１０５を流れる電流を示す電気信号とに基づいてアクチュエータ１０５の運動を算出し、電線１２１を介してその運動を示す電気信号をパワー素子実装用基板１１６に伝送する。
【００１４】
このとき、制御回路基板１１９を流れる電流は、バスバー１１２を流れる電流より小さく、制御回路基板１１９は、パワー素子実装用基板１１６より発熱量が小さい。制御回路基板１１９とパワー素子実装用基板１１６とは、同一の基板上に配置しないで、間隔を持って配置されている。このような配置は、バスバー１１２を流れる電流によるノイズまたはパワー素子実装用基板１１６により発せられる熱により、制御回路基板１１９が誤動作することを防止している。
【００１５】
樹脂から形成されるモールド品は、一般に、ネジを用いて締結対象に固定されるときに、締結部分に加わる圧縮荷重により樹脂が急激に変形する座屈が発生する。座屈の発生を防止して、モールド品をより確実に締結対象に締結すること望まれている。
【００１６】
図１４は、公知のモールド品の締結部分を詳細に示している。その締結部分２０１は、金属から形成されるボス２０２が樹脂２０３に埋め込まれている。ボス２０２は、円筒を形成し、外側にローレット２０５が形成されている。ローレット２０５は、ボス２０２が樹脂２０３から抜けでることを防止している。このような締結部分２０１は、インサート成形により製造される。ボス２０２は、空洞にネジ２０６が挿入される。ネジ２０６は、締結対象２０７と締結して、締結部分２０１と締結対象２０７とを同体に接合する。このような締結部分は、樹脂に圧縮荷重が加わらないで、モールド品をより確実に締結対象に締結することができる。より安価にモールド品をより確実に締結対象に締結することが望まれている。
【００１７】
【特許文献１】
特開平１１−１１５７７５号公報、図２
【００１８】
【発明が解決しようとする課題】
本発明の課題は、製造コストを低減する電子制御ユニット及び電子制御ユニット製造方法を提供することにある。
本発明の他の課題は、製造コストがより小さく、かつ、より確実に締結対象に締結される電子制御ユニット及び電子制御ユニット製造方法を提供することにある。
【００１９】
【課題を解決するための手段】
以下に、［発明の実施の形態］で使用される番号・符号を括弧付きで用いて、課題を解決するための手段を説明する。これらの番号・符号は、［特許請求の範囲］の記載と［発明の実施の形態］の記載との対応を明らかにするために付加されたものであり、［特許請求の範囲］に記載されている発明の技術的範囲の解釈に用いてはならない。
【００２０】
本発明による電子制御ユニット（２）は、センサから入力される第１電気信号（７）に基づいてアクチュエータ（５）に第２電気信号を出力して、アクチュエータ（５）の運動を制御する。電子制御ユニット（２）は、、複数電子機器（１６、１７、１８、２５）を内側に配置するハウジング（１１）と、複数電子機器（１６、１７、１８、２５）を互いに電気的に接続するバスバー（１４）と、バスバー（１４）と同一の平面に重なって配置されるボスと、締結対象とを具えている。バスバー（１４）とボスとは、同種の金属から形成されている。ハウジング（１１）は、バスバー（１４）とボスとが埋め込まれている。ボスは、ハウジング（１１）の締結対象と接合される部分を補強している。
【００２１】
このとき、バスバー（１４）とボスとが一体に接合された１枚の平坦な金属板（６１）を製造することができる。ハウジング（１１）は、インサート成形によりその金属板（６１）が埋め込まれて製造された後に、その金属板（６１）を適宜バスバー（１４）とボスとに切断して製造されることができる。このようなハウジング（１１）は、複数の金属板をハウジング（１１）に埋め込むインサート成形より、製造コストが小さい。
【００２２】
締結対象は、複数電子機器（１６、１７、１８、２５）を冷却するヒートシンク（２１）であることが好ましい。ボスは、複数電子機器（１６、１７、１８、２５）に絶縁されていることが好ましい。または、ボスは、接地電位に電気的に接続されていることが好ましい。
【００２３】
アクチュエータ（５）は、自動車に搭載され、自動車が走行するときに利用される。すなわち、本発明による電子制御ユニット（２）は、自動車に搭載される電子制御装置（１）に適用されることが好ましい。
【００２４】
本発明による電子制御ユニット（２）は、電子制御ユニット（２）を製造する方法である。本発明による電子制御ユニット（２）は、金属板（６１）を製造するステップと、金属板（６１）が埋め込まれているハウジング（１１）をインサート成形により製造するステップとを具えている。金属板（６１）は、バスバー（１４）を形成する複数バスバー部分（６２）と、ボスを形成するボス部分と、複数バスバー部分（６２）とボス部分とを一体に接合するタイバー部分（６６）とを含んでいる。本発明による電子制御ユニット製造方法は、別個の複数の金属板をハウジング（１１）に埋め込むインサート成形より、ハウジング（１１）の製造コストが小さい。
【００２５】
本発明による電子制御ユニット（２）は、タイバー部分（６６）を切除して複数バスバー部分（６２）とボス部分とを絶縁するステップを更に具えていることが好ましい。
【００２６】
【発明の実施の形態】
図面を参照して、本発明による電子制御ユニットが適用される電子制御装置の実施の形態を説明する。その電子制御装置１は、図１に示されているように、ＥＣＵ２、電源３、センサ群４およびアクチュエータ５を備え、自動車に搭載されている。電源３は、バッテリーであり、直流電力６を生成してＥＣＵ２に供給する。センサ群４は、その自動車に関する物理量を測定し、その物理量を示す電気信号７をＥＣＵ２に出力する。ＥＣＵ２は、電気信号７が示す物理量に基づいて電気信号８を生成してアクチュエータ５に出力する。アクチュエータ５は、可動部分を備え、電気信号８をその可動部分の運動に変換する。アクチュエータ５としては、電動モータ、油圧装置が例示される。
【００２７】
直流電力６は、電圧が一定であり、電流の向きが一定である電気信号である。電気信号８は、電流の向きと大きさとが時間にともなって変化し、アクチュエータ５に電力を供給する。アクチュエータ５は、電動モータであるときに、可動部分である軸の回転の方向とトルクとが電気信号８に基づいて変化する。このとき、直流電力６と電気信号８とは、電気信号７に比較して電流が十分に大きい。
【００２８】
電子制御装置１は、ガソリンエンジン関係電子制御装置に適用されるときに、センサ群４は、吸気圧力センサ、水温センサ、吸気温センサ、酸素センサ、スロットル開度センサ、クランク角センサおよびノックセンサを含み、アクチュエータ５は、フューエルインジェクタ、ＩＳＣバルブおよびパワートランジスタユニットを含んでいる。電子制御装置１は、ディーゼルエンジン関係電子制御装置に適用されるときに、センサ群４は、吸気圧力センサ、水温センサ、アクセルストロークセンサ、ラック位置センサおよび燃料噴射時期センサを含み、アクチュエータ５は、ガバナアクチュエータとタイマアクチュエータとを含んでいる。電子制御装置１は、トランスミッション関係電子制御装置に適用されるときに、センサ群４は、水温センサ、車速センサおよびスロットル開度センサを含み、アクチュエータ５は、トランスミッションソレノイドとロックアップソレノイドとを含んでいる。電子制御装置１は、パワーステアリング関係電子制御装置に適用されるときに、センサ群４は、車速センサ、トルクセンサ、エンジン回転センサを含み、アクチュエータ５は、パワーステアリングソレノイドを含んでいる。電子制御装置１は、車高調整関係電子制御装置に適用されるときに、センサ群４は、車高センサを含み、アクチュエータ５は、車高ソレノイドを含んでいる。電子制御装置１は、ＡＢＳ関係電子制御装置に適用されるときに、センサ群４は、車輪速センサと車速センサとを含み、アクチュエータ５は、ＡＢＳソレノイドを含んでいる。電子制御装置１は、エアバッグ関係電子制御装置に適用されるときに、センサ群４は、メインセンサとセイフィングセンサとを含み、アクチュエータ５は、インフレータを含んでいる。電子制御装置１は、エアコンディショニング関係電子制御装置に適用されるときに、センサ群４は、外気温センサ、内気温センサ、日射センサ、エバポレータ温度センサ、エバポレータサーモスタットおよび冷媒圧力スイッチを含み、アクチュエータ５は、ＤＣサーボモータとブロワファンモータとを含んでいる。電子制御装置１は、低速走行関係電子制御装置に適用されるときに、センサ群４は、車速センサを含み、アクチュエータ５は、低速走行アクチュエータを含んでいる。
【００２９】
図２は、ＥＣＵ２を詳細に示している。ＥＣＵ２は、２つの基板をハウジング１１の内部に備えている。ハウジング１１は、耐熱樹脂から形成されている。その耐熱樹脂は、半田の融点（約１８０℃）以上の温度環境で十分な強度を有している。このような耐熱樹脂としては、ＳＰＳ、ＰＰＳが例示される。ハウジング１１は、底部分１２と側壁部分１３とから形成されている。ハウジング１１は、底部分１２の内部にバスバー１４が埋め込まれている。バスバー１４は、互いに絶縁された複数の金属板から形成され、複数の電子機器とともにパワー基板１５を形成している。その複数の電子機器は、コンデンサ１６、半導体スイッチング素子１７およびリレー１８を含んでいる。
【００３０】
ハウジング１１は、側壁部分１３にコネクタ１９が形成されている。コネクタ１９は、金属板から形成される複数の端子（図示されていない）を備えている。コネクタ１９は、電源３に接続される電線に接続され、直流電力６を複数の電子機器に供給する。コネクタ１９は、さらに、アクチュエータ５に接続される電線に接続され、電気信号８をアクチュエータ５に出力する。
【００３１】
ＥＣＵ２は、さらに、ヒートシンク２１を備えている。ヒートシンク２１は、ネジを用いてハウジング１１に支持され、電気を通さない絶縁体を介して底部分１２の外側の面に熱伝導可能に接合されている。ＥＣＵ２は、さらに、カバー２２を備えている。カバー２２は、ハウジング１１の口を覆うように接合され、電気回路をハウジング１１の外部と隔離している。
【００３２】
図３は、ハウジング１１の内部に配置される２つの基板の位置関係を示している。その２つの基板は、パワー基板１５と制御回路基板２３とから形成されている。制御回路基板２３は、ハウジング１１の内部にバスバー１４と平行に配置されている。パワー基板１５は、電線２４を備えている。電線２４は、バスバー１４に一体に形成され、塑性加工により形成されている。電線２４は、半田を用いて制御回路基板２３に電気的に接続されている。
【００３３】
パワー基板１５は、さらに、シャント抵抗器２５を備えている。シャント抵抗器２５は、４つの端子を有している。バスバー１４は、その４つの端子のうちの２つの端子に接続されている。制御回路基板２３は、その４つの端子のうちの他の２つの端子に接続されている。
【００３４】
制御回路基板２３は、コンピュータであり、センサ群４により測定される物理量を収集し、シャント抵抗器２５を介してアクチュエータ５を流れる電流を収集する。制御回路基板２３は、その物理量と電流とにに基づいてアクチュエータ５の運動を算出し、電線２４を介してその運動を示す電気信号をパワー基板１５に伝送する。パワー基板１５は、制御回路基板２３から出力される電気信号に基づいて、直流電力６から電気信号８を生成する。
【００３５】
このとき、制御回路基板２３を流れる電流の最大値は、バスバー１４を流れる電流の最大値より小さく、制御回路基板２３は、パワー基板１５より発熱量が小さい。制御回路基板２３とパワー基板１５とは、同一の基板上に配置しないで、間隔を持って配置されている。このような配置は、バスバー１４を流れる電流によるノイズまたはパワー基板１５により発せられる熱により、制御回路基板２３が誤動作することを防止している。
【００３６】
図４は、ハウジング１１の底部分１２の外側の面を詳細に示している。その面４１は、バスバー１４が配置される平面と平行である平面を形成している。コネクタ１９は、面４１より外側に突出している。ハウジング１１は、底部分１２に複数の半田領域４２を形成している。半田領域４２は、コネクタ１９から１０ｍｍ以上離れている。
【００３７】
図５は、半田領域４２を詳細に示している。半田領域４２は、パワー基板１５を構成する電子機器の近傍の底部分１２に配置されている。その電子機器は、コンデンサ１６、半導体スイッチング素子１７、リレー１８およびシャント抵抗器２５を含み、それぞれ端子４３を備えている。底部分１２は、耐熱樹脂から形成される２つの樹脂層４４、４５の間にバスバー１４が介設されている。樹脂層４４はその電子機器が配置されるバスバー１４より内側に配置され、樹脂層４５は外側の面４１が配置されるバスバー１４より外側に配置されている。
【００３８】
底部分１２は、半田領域４２に内側と外側とを貫通する穴４６が形成されている。穴４６は、ハウジング１１の底部分１２により形成される壁面により形成されている。その壁面は、内側壁面４７、バスバー壁面４８および外側壁面４９を含んでいる。内側壁面４７は、樹脂層４４により形成されている。バスバー壁面４８は、バスバー１４により形成されている。外側壁面４９は、樹脂層４５により形成されている。
【００３９】
内側壁面４７は、柱体の側面を形成している。バスバー壁面４８は、柱体の側面を形成し、その内径は、内側壁面４７の内径より小さい。このため、バスバー１４の半田領域４２の部分は、内側の外部に露出している。バスバー壁面４８の内径は、さらに、端子４３の径より大きい。外側壁面４９は、錐体の側面を形成し、バスバー１４に接する部分の内径は、外側の面４１に接する部分の内径より小さい。外側壁面４９の内径は、さらに、バスバー壁面４８の内径より大きい。このため、バスバー１４の外側の面５１は、バスバー壁面４８の近傍に樹脂層４５に接合されていない半田面５２を含んでいる。半田面５２と外側壁面４９とのなす角θ、すなわち、半田面５２の法線と外側壁面の法線とのなす角θは、３０度以下の鋭角を形成している。
【００４０】
端子４３は、穴４６を底部分１２の内側から外側に貫通している。端子４３は、バスバー１４より外側に突出している部分が半田５３を介して半田面５２に同体に接合され、バスバー１４に電気的に接続されている。
【００４１】
ハウジング１１は、さらに、底部分１２に金属板から形成されるボスが埋め込まれている。そのボス８１は、図６に示されているように、バスバー１４と同一平面上に配置され、ヒートシンク２１の縁の近傍に配置されている。ボス８１は、それぞれ、接地電位に接続されるバスバー１４に一体に接合され、または、バスバー１４に絶縁されている。ボス８１は、ネジ８２を介してヒートシンク２１に支持されている。
【００４２】
図７は、ボス８１を詳細に示している。ボス８１は、耐熱樹脂から形成される２つの樹脂層４４、４５の間に介設されている。樹脂層４４はその電子機器が配置されるバスバー１４より内側に配置され、樹脂層４５は外側の面４１が配置されるバスバー１４より外側に配置されている。底部分１２のボス８１が埋め込まれている部分は、内側と外側とを貫通する穴８３が形成されている。穴８３は、底部分１２により形成される壁面により形成されている。その壁面は、内側壁面８４、ボス壁面８５および外側壁面８６を含んでいる。内側壁面４７は、樹脂層４４により形成されている。ボス壁面８５は、ボス８１により形成されている。外側壁面８６は、樹脂層４５により形成されている。
【００４３】
ボス壁面８５の内径は、内側壁面８４の内径より小さい。このため、ボス８１の一部分は、内側の外部に露出している。外側壁面８６の内径は、ボス壁面８５の内径より大きい。このため、ボス８１の一部分は、外側の外部に露出している。さらに、内側壁面８４の内径は、ネジ８２の頭の径より大きい。ボス壁面８５の内径は、ネジ８２の径より大きい。
【００４４】
ヒートシンク２１は、ハウジング１１の締結対象であり、ボス８１に対向する位置に雌ねじ８８が形成されている。ネジ８１は、穴８３を貫通してヒートシンク２１の雌ねじ８８に締結され、ハウジング１１とヒートシンク２１とを同体に接合する。このような接合によれば、ハウジング１１を構成する耐熱樹脂が座屈することを防止する。
【００４５】
図８〜図１１は、本発明による電子制御ユニット製造方法の実施の形態を示している。まず、バスバー１４に形成される金属板が製造される。その金属板６１は、図８に示されているように、バスバー部分６２、コネクタ部分６３、電線部分６４、ボス部分６５およびタイバー部分６６から形成されている。バスバー部分６２は、複数から形成され、バスバー部分６２の形状は、バスバー１７の形状に一致している。コネクタ部分６３は、複数から形成され、コネクタ部分６３の形状は、コネクタ１９を構成する端子の形状に一致している。電線部分６４は、複数から形成され、塑性加工されてバスバー部分６２、コネクタ部分６３、電線部分６４およびボス部分６５が配置される平面と垂直方向に延びている。電線部分６４の形状は、電線２４の形状に一致している。ボス部分６５は、ボス８１の形状に一致している。タイバー部分６６は、複数から形成され、バスバー部分６２、コネクタ部分６３、電線部分６４およびボス部分６５を互いに一体に接合している。
【００４６】
金属板６１は、インサート成形により耐熱樹脂に埋め込まれて、ハウジングが形成される。そのハウジング６８は、図９に示されているように、金属板６１の電線部分６４を耐熱樹脂から外部に露出させている。ハウジング６８は、図示されていないコネクタ部分６３を耐熱樹脂から外部に露出させている。ハウジング６８は、バスバー部分６２の半田領域４２に属する部分６９を耐熱樹脂から露出させ、バスバー部分６２の半田領域４２に属さない部分を耐熱樹脂に埋め込んでいる。
【００４７】
ハウジング６８は、さらに、引っ掛け部分７０が形成される。引っ掛け部分７０は、耐熱樹脂から形成され、ハウジング６８の底部分から内側に突出している。
【００４８】
ハウジング６８は、さらに、図１０に示されているように、金属板６１のタイバー部分６６を耐熱樹脂から外部に露出させている。タイバー部分６６は、ドリルで切削されて除去される。このことにより、複数のバスバー部分６２は互いに絶縁され、複数のコネクタ部分６３は互いに絶縁され、ボス部分８５は、接地電位に接続されないバスバー部分６２またはコネクタ部分６３に絶縁される。このようなハウジング１１は、金属板６１と別個のボスを埋め込むインサート成形より、製造コストが小さい。
【００４９】
タイバー部分６６が切除された後に、複数の電子機器（コンデンサ１６、半導体スイッチング素子１７、リレー１８およびシャント抵抗器２５）は、それぞれ端子がハウジング６８に形成される穴に差し込まれてハウジング１１に搭載される。
【００５０】
シャント抵抗器２５は、特に、引っ掛かり部分３１−１、３１−２が引っ掛け部分７０に引っ掛けられてハウジング１１に支持される。シャント抵抗器２５は、さらに、電圧端子部分３３−１、３３−２が塑性変形されて、制御回路基板２３が配置される位置に他端３７−１、３７−２が配置される。
【００５１】
図１１は、その複数の電子機器をバスバー１４に半田付けするフロー半田装置を示している。そのフロー半田装置７１は、半田槽７２と複数の半田噴き口７３とを備えている。半田槽７２は、溶融している溶融半田を貯めている。複数の半田噴き口７３は、ハウジング１１の外側の面４１を鉛直下方に向けたときに、半田領域４２と一致するように、配置されている。複数の半田噴き口７３は、半田槽７２に貯められている溶融半田を鉛直上方に吹き出し、噴流７４を形成する。溶融半田は、半田槽７２と半田噴き口７３とを循環している。すなわち、溶融半田は、半田噴き口７３から噴き出て噴流７４を形成した後に、半田槽７２に貯められ、再度半田噴き口７３から噴き出て噴流７４を形成する。
【００５２】
被半田付け部材である電子機器が搭載されたハウジング６８は、外側の面４１を鉛直下方に向けて、噴流７４を形成しているフロー半田装置７１に近づけられる。このとき、半田領域４２は、噴流７４に接触して、電子機器を構成する端子とバスバー１４とが半田付けされる。
【００５３】
複数の電子機器が半田付けされたハウジング６８は、次いで、制御回路基板２３が取り付けられ、電線２４が制御回路基板２３に半田付けされる。ハウジング６８は、さらに、電気を通さない絶縁体を介してヒートシンク２１が取り付けられ、ハウジング６８とヒートシンク２１とは、ネジ８２を用いて同体に接合される。ハウジング６８は、さらに、カバー２２が取り付けられる。
【００５４】
【発明の効果】
本発明による電子制御ユニット及び電子制御ユニット製造方法は、ハウジングの製造コストを低減することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】図１は、本発明によるＥＣＵが適用される電子制御装置の実施の形態を示すブロック図である。
【図２】図２は、本発明によるＥＣＵの実施の形態を示す斜軸投影図である。
【図３】図３は、２つの基板の位置関係を示す斜軸投影図である。
【図４】図４は、ハウジングの実施の形態を示す斜軸投影図である。
【図５】図５は、半田部分を示す断面図である。
【図６】図６は、バスバーとヒートシンクとの位置関係を示す斜軸投影図である。
【図７】図７は、締結部分を示す断面図である。
【図８】図８は、金属板を示す斜軸投影図である。
【図９】図９は、ハウジングを示す斜軸投影図である。
【図１０】図１０は、ハウジングを示す平面図である。
【図１１】図１１は、フロー半田装置の実施の形態を示す図である。
【図１２】図１２は、公知の電子制御装置の実施の形態を示すブロック図である。
【図１３】図１３は、公知のＥＣＵの実施の形態を示す斜軸投影図である。
【図１４】図１４は、公知のモールド品の締結部分の実施の形態を示す断面図である。
【符号の説明】
１ ：電子制御装置
２ ：ＥＣＵ
３ ：電源
４ ：センサ群
５ ：アクチュエータ
６ ：直流電力
７ ：電気信号
８ ：電気信号
１１：ハウジング
１２：底部分
１３：側壁部分
１４：バスバー
１５：パワー基板
１６：コンデンサ
１７：半導体スイッチング素子
１８：リレー
１９：コネクタ
２１：ヒートシンク
２２：カバー
２３：制御回路基板
２４：電線
２５：シャント抵抗器
４１：面
４２：半田領域
４３：端子
４４：樹脂層
４５：樹脂層
４６：穴
４７：内側壁面
４８：バスバー壁面
４９：外側壁面
５１：面
５２：半田面
６１：金属板
６２：バスバー部分
６３：コネクタ部分
６４：電線部分
６５：ボス部分
６６：タイバー部分
６８：ハウジング
６９：部分
７０：引っ掛け部分
７１：フロー半田装置
７２：半田槽
７３：半田噴き口
７４：噴流
８１：ボス
８２：ネジ
８３：穴
８４：内側壁面
８５：ボス壁面
８６：外側壁面
８８：雌ねじ
Claims (7)
- センサから入力される第１電気信号に基づいてアクチュエータに第２電気信号を出力して、前記アクチュエータの運動を制御する電子制御ユニットであり、
複数電子機器を内側に配置するハウジングと、
金属から形成され、前記複数電子機器を互いに電気的に接続するバスバーと、
前記金属から形成され、前記バスバーと同一の平面に重なって配置されるボスと、
締結対象とを具備し、
前記ハウジングは、前記バスバーと前記ボスとが埋め込まれ、
前記ボスは、前記ハウジングの前記締結対象と接合される部分を補強する
電子制御ユニット。 - 請求項１において、
前記締結対象は、前記複数電子機器を冷却するヒートシンクである
ことを特徴とする電子制御ユニット。 - 請求項２において、
前記ボスは、前記複数電子機器に絶縁されている
ことを特徴とする電子制御ユニット。 - 請求項２において、
前記ボスは、接地電位に電気的に接続されている
ことを特徴とする電子制御ユニット。 - 請求項１〜請求項４のいずれかにおいて、
前記アクチュエータは、自動車に搭載され、前記自動車が走行するときに利用される
ことを特徴とする電子制御ユニット。 - 請求項５に記載される電子制御ユニットを製造する電子制御ユニット製造方法であり、
金属板を製造するステップと、
前記金属板が埋め込まれている前記ハウジングをインサート成形により製造するステップとを具備し、
前記金属板は、
前記バスバーを形成する複数バスバー部分と、
前記ボスを形成するボス部分と、
前記複数バスバー部分と前記ボス部分とを一体に接合するタイバー部分とを含む
電子制御ユニット製造方法。 - 請求項６において、
前記タイバー部分を切除して前記複数バスバー部分と前記ボス部分とを絶縁するステップ
を更に具備することを特徴とする電子制御ユニット製造方法。
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