JP4091568B2 - エンジン制御用電子制御機器 - Google Patents

Description

本発明は、車両の駆動装置であるエンジンを制御するエンジン制御用電子制御機器に関し、特に例えば内燃機関等高温熱源またはその近傍に配置されるエンジン制御用電子制御機器に関する。

電子制御機器としては、例えば自動車用内燃機関の制御装置としての電子制御機器において、アルミニウム合金等の金属材料からなる筐体の内部に、半導体スイッチング素子等の発熱素子が実装された回路基板を配置し、この回路基板の動作によって生じる発熱素子の熱を基板内および筐体内へ熱移動させることによって、発熱素子の温度を所定設定温度以下に抑えるものが知られている。

従来構成では、筐体を構成する金属部材の表面が金属地肌のままであるため、回路基板に実装された発熱素子から筐体への熱移動量が小さい。

また、近年、省資源の観点等からエンジンルームを高密度化して小型化する社会的要請があり、エンジン制御用電子制御機器においても、放熱性向上と小型化が望まれている。発熱素子に生じる熱の筐体への移動を、例えば基板等を介して熱伝導により放熱する構造では、部材の複雑化、取付けスペースの確保が必要であり、エンジン制御用電子制御機器の小型化の障害となっていた。

本発明は、このような事情を考慮してなされたものであり、その目的は、発熱素子により生じる熱の放熱性を向上させることが可能なエンジン制御用電子制御機器を提供することにある。

本発明によれば、発熱性を有する素子を含む電子部品が実装された回路基板と、回路基板を保持する金属材料で形成されたカバーと、該カバーと組み合わせて前記回路基板を収容する金属材料で形成されたケースとを備えたエンジン制御用電子制御機器であって、前記回路基板には、前記ケースの内側表面に対向する側の面に、外部接続部としてのコネクタが配されるとともに前記電子部品として第１の発熱性素子が実装され、前記カバーの内側表面に対向する側の面に前記電子部品として第２の発熱性素子が実装されており、前記ケースには、前記コネクタを介して外部からの給電若しくは入出力信号の授受が行えるようにコネクタ用窓部が設けられており、前記ケースの内側表面には、前記第１の発熱性素子の輻射熱による熱の移動を高める構成として、全面に渡って黒色の表面処理が形成されており、前記第２の発熱性素子の熱を前記カバーに熱伝導させるように前記第２の発熱性素子と前記カバーの内側表面との間に配された熱伝導部材が面接触する前記カバーの接触部は、熱伝導を高めるために黒色の表面処理を施さない金属表面とされており、前記カバーには、外周側に延びる搭載固定部が形成されており、前記ケースとカバーとが当接された状態で、前記搭載固定部を介して内燃機関に搭載されることを特徴としている。

これにより、エンジン制御用電子制御機器の回路基板に実装される発熱性を有する電子部品は、カバー若しくはケースの内側表面の表面状態によって、収容部材への熱の移動量を高めることができるので、発熱温度を低減することが可能となる。

以下、本発明のエンジン制御用電子制御機器について、図面に従って説明する。
（参考例）

図１は、本発明の参考例のエンジン制御用電子制御機器の構成を表す断面図である。図２は、図１中のエンジン制御用電子制御機器の分解斜視図である。
図１および図２に示すように、エンジン制御用電子制御機器１は、ＩＣや半導体素子等の電子部品１１が実装された回路基板１０と、これら電子部品１１が実装された回路基板１０を保持するカバー２０と、カバー２０と組合わせて回路基板１０を収容するケース３０とを含んで構成されている。なお、エンジン制御用電子制御機器は、内燃機関等を制御する制御装置であって、内燃機関の回転数、負荷状態等に応じて内燃機関へ燃料を噴射供給する周知の燃料噴射手段（図示せず）や内燃機関に供給された燃料に点火させる周知の点火手段（図示せず）をＰＷＭ制御またはＰＦＭ制御等するため、回路基板１０に実装される電子部品１１には、半導体スイッチング素子等の発熱性を有する電子部品が含まれている。ここで、エンジン制御用エンジン制御用電子制御機器１は、内燃機関を制御する制御装置（以下、ＥＣＵと呼ぶ）に限らず、電気自動車の電動駆動モータを制御するもの、あるいは内燃機関を搭載する車両であっても、発電機等の回転電機を制御するものであってもよい。

回路基板（以下、プリント基板と呼ぶ）１０は、半導体スイッチング素子等の発熱性を有する素子を含む電子部品１１と、この電子部品１１を実装する基板１２とを含んで構成されている。基板１２は、絶縁基材１２ａと、絶縁基材１２ａの表面もしくは内部に配設された回路配線（図示せず）とを含んで構成され、この回路配線は電子部品１１と電気的に接続している。なお、プリント基板１０には、回路配線を介して電子部品１１を作動させるように、外部接続部であるコネクタ部１３が設けられている。

エンジン制御用電子制御機器の筐体であるカバー（以下、カバーと呼ぶ）２０とケース（以下、ケースと呼ぶ）３０は、それぞれ、アルミニウムまたはアルミニウム合金等の金属材料を鋳造して形成されたものであり、ケース３０は底面が開口し、一方のカバー２０はケース３０の底面開口部３１（図１参照）を閉鎖するように略平板状に形成され、コネクタ１３を搭載したプリント基板１０を挟み込んで組付けられている。なお、カバー２０とケース３０は、鋳造成形に限らずプレス成形等であってもよい。なお、ここで、カバー２０とケース３０とは、エンジン制御用電子制御機器１の筐体Ｒを構成している。なお、ケース３０には、コネクタ部１３を介して回路基板１０が外部から給電、もしくは外部装置との入、出力信号の授受が行えるように、コネクタ部用窓３９が設けられている。

また、ケース３０の四隅には、図２に示すように、プリント基板１０の座面となる台座部３２が形成されており、この台座部３２はケース３０とカバー２０との間にプリント基板１０を挟み込むため、例えばねじ５０等によりプリント基板１０を介してカバーと螺合
固定される。なお、カバー２０とケース３０とを組合せ固定する構成としては、ねじ５０等により螺合固定する構成に限らず、例えばカバーに立設する起立部に設けた組付孔（図示せず）と、ケース３０に設けた突起部（図示せず）とを嵌合固定する構成、あるいは接着固定する構成等であってもよい。

なお、本参考例で説明するカバー２０とケース３０は、以下螺合固定されるものとして説明する。なお、ケース３０の底面開口部３１を形成する底部３１ａは、カバー２０とケース３０とが当接するように配置されていてもよい（図１参照）。

カバー２０には、図２に示すように、エンジン制御用電子制御機器１の筐体Ｒとしてのケース３０およびカバー２０を搭載対象である内燃機関１００もしくは車両のボディ部２００に搭載（図２では、ボディ部２００に搭載）するため、カバー２０の外周側に延びる搭載固定部２１が設けられ、この搭載固定部２１は、内燃機関１００等の搭載対象と螺合固定等により固定されるようになっている。このカバー２０の中央部には、プリント基板１０が配置される側の表面に段差部２２が設けられており、段差部２２の底面は、プリント基板１０に実装される電子部品が干渉しない溝深さに形成されている。一方、図１に示すように、ボディ部２００側に固定される側の表面にも段差部（以下、逃し部と呼ぶ）２３が形成されている。この逃し部２３によって、平面状よりは寧ろ曲面状に形成される場合が多い内燃機関１００、ボディ部２００に搭載される際、カバー２０の全面で搭載固定するのに比べて、カバー２０の外周部２４（特に、搭載固定部２１）で確実に搭載対象に当接し、かつ搭載固定できる。すなわち、逃し部２３を設けたカバー２０は、外周部２４を介して当接固定できる。

筐体Ｒの内側表面（詳しくは、ケース３０の内側表面３０ｂおよびカバー２０の内側表面２０ｂ）には、赤外線吸収率を高める表面状態、例えば黒色の塗装等の表面処理を施した表面状態が形成されている。

これにより、エンジン制御用電子制御機器１の回路基板１０に実装される半導体スイッチング素子等の発熱性を有する電子部品１１は、筐体Ｒの内側表面の赤外線吸収率を高める表面状態によって、輻射熱による筐体Ｒへの熱移動量を高めることができるので、発熱温度を低減することが可能である。

なお、上記黒色の表面処理は、黒色の塗装に限らず、黒色アルマイト、黒色クロメート等のメッキ処理であってもよい。

さらにまた、カバー２０の外側、内側の両表面２０ａ、２０ｂに施す表面処理として、黒色塗装処理を採用すれば、高放射率、高赤外線吸収率とが両立でき、かつ塗装処理の際にカバー２０のマスキング処理が不要であるため、安価な表面処理を行なうことができる。

（変形参考例１）
図３は、変形参考例１のエンジン制御用電子制御機器の構成を表わす分解斜視図である。

図３に示すように、塗装による表面処理を施す筐体Ｒの表面（詳しくは、ケース３０の外側表面３０ａおよび内側表面３０ｂと、カバー２０の外側表面２０ａおよび内側表面２０ｂ）のうち、内側表面３０ｂ、カバー２０の両表面２０ａ、２０ｂにおいて、プリント基板１０を配置する領域、特に発熱性を有する電子部品の実装領域のみをそれぞれ黒色塗装した構成にしてもよい。これにより、表面処理をするための塗装使用量の低減を図ることができる。

（変形参考例２）
変形参考例２としては、図１の参考例で説明した筐体Ｒを搭載する搭載対象を、ボディ部２００に代えて、図４に示すように、内燃機関１００に搭載する構成としてもよい。図４は、変形参考例２のエンジン制御用電子制御機器の構成を表す断面図である。

筐体Ｒの内側表面（詳しくは、ケース３０の内側表面３０ｂおよびカバー２０の内側表面２０ｂ）には、黒色等の塗装処理による赤外線吸収率を高める表面状態が形成されている。これにより、図１の参考例と同様に、エンジン制御用電子制御機器１の回路基板１０に実装される発熱性を有する電子部品１１は、輻射熱による筐体Ｒへの熱移動量を高めることができるので、発熱温度を低減することが可能である。

さらにまた、図４に示すように、ケース３０の外側、内側の両表面３０ａ、３０ｂに施す表面処理として、黒色塗装処理を採用するので、高放射率、高赤外線吸収率とが両立でき、かつ塗装処理の際にケース３０のマスキング処理が不要であるため、安価な表面処理を行なうことができる。

さらにまた、カバー２０の外側、内側の両表面２０ａ、２０ｂに施す表面処理範囲として、図４に示すように、プリント基板１０を配置する領域のみを黒色塗装（内側表面２０ｂ）処理をする構成にしてもよい。これにより、表面処理をするための塗装使用量の低減を図ることができる。

（変形参考例３）
変形参考例３としては、図１の参考例で説明した筐体Ｒ（詳しくは、カバー２０およびケース３０）の表面のうち、他の部材と面接触する接触部において、図５に示すように、例えば、内燃機関１００から遠ざかる側のカバー２０の他の部材と面接触する接触部２０ｃ１、２０ｃ２には表面処理を施さず、互いに接触する部材間の熱伝導を高める表面状態とする構成にしてもよい。

（変形参考例４）
変形参考例４としては、図６に示すように、例えば、内燃機関１００がある側のカバー２０の他の部材と面接触する接触部２０ｃ３、２０ｃ４にも表面処理を施し、互いに接触する部材間の熱伝導を阻害する表面状態とする構成にしてもよい。

（実施例）
実施例としては、図７に示すように、プリント基板１０に実装された発熱性を有する電子部品１１の熱をカバー２０へ熱伝導させる放熱部材（熱伝導部材）４０を使用した場合において、カバー２０の放熱部材４０と面接触する接触部２０ｃ５には表面処理を施さず、放熱部材４０とカバー２０の間の熱伝導を高める表面状態とする構成にしてもよい。

本発明の参考例のエンジン制御用電子制御機器の構成を表す断面図である。 図１中のエンジン制御用電子制御機器の分解斜視図である。 変形参考例１のエンジン制御用電子制御機器の構成を表わす分解斜視図である。 変形参考例２のエンジン制御用電子制御機器の構成を表す断面図である。 変形参考例３のエンジン制御用電子制御機器の構成を表す断面図である。 変形参考例４のエンジン制御用電子制御機器の構成を表す断面図である。 実施例のエンジン制御用電子制御機器の構成を表す断面図である。

符号の説明

１ エンジン制御用電子制御機器
１０ プリント基板（回路基板）
１１ 電子部品
１２ 基板
１３ コネクタ部
２０ カバー（カバー）
２０ａ、２０ｂ 外側表面、内側表面
２０ｃ１、２０ｃ２、２０ｃ３、２０ｃ４、２０ｃ５ （他の部材との）接触部
２１ 搭載固定部（外周部２４の一部）
２２ 段差部
２３ 逃し部
２４ 外周部
３０ ケース（ケース）
３０ａ、３０ｂ 外側表面、内側表面
３１ 底面開口部
３２ 台座部
４０ 放熱部材（熱伝導部材）
１００ （高温熱源である）内燃機関
２００ ボディ部
Ｒ 筐体

Claims (1)

1. 発熱性を有する素子を含む電子部品が実装された回路基板と、
   回路基板を保持する金属材料で形成されたカバーと、
   該カバーと組み合わせて前記回路基板を収容する金属材料で形成されたケースとを備えたエンジン制御用電子制御機器であって、
   前記回路基板には、前記ケースの内側表面に対向する側の面に、外部接続部としてのコネクタが配されるとともに前記電子部品として第１の発熱性素子が実装され、前記カバーの内側表面に対向する側の面に前記電子部品として第２の発熱性素子が実装されており、
   前記ケースには、前記コネクタを介して外部からの給電若しくは入出力信号の授受が行えるようにコネクタ用窓部が設けられており、
   前記ケースの内側表面には、前記第１の発熱性素子の輻射熱による熱の移動を高める構成として、全面に渡って黒色の表面処理が形成されており、
   前記第２の発熱性素子の熱を前記カバーに熱伝導させるように前記第２の発熱性素子と前記カバーの内側表面との間に配された熱伝導部材が面接触する前記カバーの接触部は、熱伝導を高めるために黒色の表面処理を施さない金属表面とされており、
   前記カバーには、外周側に延びる搭載固定部が形成されており、
   前記ケースとカバーとが当接された状態で、前記搭載固定部を介して内燃機関に搭載されることを特徴とするエンジン制御用電子制御機器。