JPH04109588U - 車輌用電子制御ユニツト - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 電子制御ユニット内部で発生する熱の放熱特
性を向上するとともに、電子制御ユニット自体の小型化
を図る。 【構成】 ハウジング２内部に、比較的発熱が少なく、
制御用電子デバイス５を両面実装した制御回路基板３
と、発熱が大きく、パワーデバイス６を片面実装すると
ともに非実装面をハウジング２底面に取付けたパワー回
路基板４とを収納し、ＥＣＵ１全体を小型化する。そし
て、パワーデバイス６から発生した熱をパワー回路基板
４を介してハウジング２へ放熱し、このハウジング２か
らの熱をボディ１１へ伝えて広い放熱面積で効果的に放
熱させるとともに、個々のパワーデバイス６毎にヒート
シンクを取付けることによる前記ハウジング２の内部空
間での熱拡散を回避し、制御回路基板３の回路全体の電
流が大きい場合においても、この制御回路基板３から発
生する熱を効率的に放熱する。

Description

【考案の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】

本考案は、小型化と放熱特性向上を両立させた車輌用電子制御ユニットに関す る。

【０００２】

【従来の技術】

近年、マイクロコンピュータの発展とともに、自動車などの車輌においても電 子制御化が進み、センサ類からの信号を処理してアクチュエータ類に出力し、エ ンジン制御を初めとする各種制御を行なうようになった。

【０００３】 この電子制御の心臓部ともいえる電子制御ユニット（ＥＣＵ）には、内部に各 種電子デバイスを実装した基板が収納されており、この基板には、制御用の回路 部に加え、アクチュエータ類を駆動する駆動回路、ユニットへの電源を供給する 電源回路などの比較的大電流が流れて発熱の大きいパワー回路部が形成されてい る。

【０００４】 従って、このＥＣＵ内で発生した熱を効率良く放熱させる必要があり、通常、 前記パワー回路部における出力トランジスタなどの発熱素子には直接ヒートシン クを取付け、このヒートシンクをＥＣＵのケース（ハウジング）に固定して放熱 するようにしている。また、実開昭５７−５９５００号公報には、ヒートシンク をＥＣＵのハウジング外に突出させ、自動車のボディに直接固定するなどして、 放熱を促進する技術が開示されている。

【０００５】

【考案が解決しようとする課題】

しかしながら、個々の発熱素子毎にヒートシンクを取付ける従来の技術では、 発熱素子が増加する毎にヒートシンクの数が増えてＥＣＵが大型化する。また、 個々のヒートシンクを自動車のボディに直接固定するにしても、ネジなどで固定 する関係上、ヒートシンクの小型化に限界があり、ＥＣＵの取付け位置が限定さ れて放熱が十分に行なえない場合が生じるため、ＥＣＵ自体の小型化には限界が あった。 さらに、このような発熱素子及びヒートシンクの増加に伴ってハウジングの内 部空間で熱拡散が生じ、発熱素子以外で大電流の流れる回路部の放熱が困難とな る。

【０００６】 本考案は上記事情に鑑みてなされたもので、ユニット内部で発生する熱の放熱 特性を向上するとともに、ユニット自体の小型化を図ることのできる車輌用電子 制御ユニットを提供することを目的としている。

【０００７】

【課題を解決するための手段】

請求項１記載の車輌用電子制御ユニットは、ハウジング内に収納する基板を、 制御用の制御回路基板と発熱を伴うパワー回路用のパワー回路基板とに分割し、 前記パワー回路基板を前記ハウジングに熱結合したものである。

【０００８】 請求項２記載の車輌用電子制御ユニットは、請求項１記載の車輌用電子制御ユ ニットにおいて、前記制御回路基板を両面実装基板とする一方、前記パワー回路 基板を片面実装基板とし、この片面実装基板の非実装面を前記ハウジングに直接 取付けたものである。

【０００９】 請求項３記載の車輌用電子制御ユニットは、請求項１または請求項２記載の車 輌用電子制御ユニットにおいて、前記ハウジングを車輌側の放熱効果を有する金 属部分に熱結合したものである。

【００１０】 請求項４記載の車輌用電子制御ユニットは、請求項３記載の車輌用電子制御ユ ニットにおいて、前記車輌側の放熱効果を有する金属部分を、車輌のボディとし たものである

【００１１】

【作用】 請求項１記載の車輌用電子制御ユニットでは、ハウジング内に収納する基板を 、制御回路基板とパワー回路基板とに分割して小型化し、パワー回路基板から発 生する熱を、このパワー回路基板に熱結合されたハウジングから放熱する。

【００１２】 また、請求項２記載の車輌用電子制御ユニットでは、請求項１記載の車輌用電 子制御ユニットにおいて、パワー回路基板を片面実装基板とし、この片面実装基 板の非実装面をハウジングに直接取付けることにより、パワー回路基板とハウジ ングとを熱結合してパワー回路基板から発生する熱を放熱する。

【００１３】 また、請求項３記載の車輌用電子制御ユニットでは、請求項１または請求項２ 記載の車輌用電子制御ユニットのハウジングを車輌側の放熱効果を有する金属部 分に熱結合して内部からの熱を放熱し、請求項４記載の車輌用電子制御ユニット においては、この車輌側の放熱効果を有する金属部分を車輌のボディとしてハウ ジング内部からの熱を放熱させる。

【００１４】

【実施例】

以下、図面を参照して本考案の実施例を説明する。図面は本考案の一実施例を 示し、図１は電子制御ユニットの断面図、図２は電子制御ユニットの分解斜視図 である。

【００１５】 図１において、符号１は、自動車などの車輌に搭載され、各種制御を行なうた めの各種電子デバイスが収納された電子制御ユニット（ＥＣＵ）であり、このＥ ＣＵ１のハウジング２内部に、個々のデバイスに流れる電流が小さく比較的発熱 の少ない制御回路基板３と、比較的大きな電流を処理し、発熱の大きいデバイス が実装されたパワー回路基板４とが収納されている。

【００１６】 前記ハウジング２は、例えばアルミニウム合金などの強度が高く熱伝導性に優 れた材料で形成されている。また、前記制御回路基板３は、例えばガラス入りエ ポキシ樹脂などの絶縁及び耐熱特性に優れた材料をベースとしてプリントパター ンが形成されており、前記パワー回路基板４は、例えば、セラミックス材料、あ るいはガラス入りエポキシ樹脂などの薄い絶縁層を設けた金属材料などの放熱特 性に優れた材料をベースとしてプリントパターンが形成されている。

【００１７】 また、前記制御回路基板３は、例えばマイクロコンピュータ及び周辺回路素子 など、制御プログラムに従ってセンサ類からの信号を処理して各種演算処理を行 なうための制御用電子デバイス５が両面に高密度に実装され、前記ハウジング２ 内の上部で基板周囲を接着剤などにより固定されている。

【００１８】 一方、前記パワー回路基板４は、前記制御回路基板３の下部に配置され、アク チュエータ類を駆動する駆動回路、各部へ安定化した電源を供給する電源回路な どにおける出力トランジスタなどのパワーデバイス６が、ベアチップの状態で片 面にのみ実装されている。そして、前記パワーデバイス６が実装されていない非 実装面、すなわち、セラミックスあるいは金属などの放熱特性に優れた材料のま まの基板面が前記ハウジング２の底面に直接取り付けられて熱結合されている。 さらに、前記制御回路基板３と前記パワー回路基板４とは、図２に示すように 、フレキシブルプリント基板（ＦＰＣ）７で接続され、前記ハウジング２の両側 壁に設けられた端子部８にワイヤボンディング９により接続されるとともに、外 部に接続されるコネクタ１０を介して図示しない各種機器に接続されるようにな っている。

【００１９】 すなわち、前記制御回路基板３及び前記パワー回路基板４の実装密度を上げて ＥＣＵ１全体を小型化し、ハウジング２を車輌のボディ１１など放熱効果を有す る金属部分に取付けて熱結合することにより、ＥＣＵ１内部で発生した熱を効果 的に放熱できるようになっている。

【００２０】 このような構成のＥＣＵ１では、図示しないバッテリからコネクタ１０を介し て電源が供給され、動作状態になると、パワー回路基板４の電源回路における出 力トランジスタなどのパワーデバイス６から各部に電源が供給されるとともに、 図示しないセンサ類などからの信号がコネクタ１０を介して制御回路基板３の制 御用電子デバイス５に入力されて処理され、所定の演算処理が行われる。そして 、この演算処理結果に基づく信号がＦＰＣ７を介して前記パワー回路基板４の駆 動回路に入力され、駆動用パワートランジスタなどのパワーデバイス６によって 図示しないアクチュエータ類が駆動される。

【００２１】 この際、前記パワー回路基板４のパワーデバイス６から発生した熱は、セラミ ックスあるいは金属などの放熱特性に優れた材料からなるパワー回路基板４を介 して直ちにハウジング２へ放熱され、このハウジング２に伝えられた熱がボディ １１から広い放熱面積で効果的に放熱される。

【００２２】 すなわち、前記パワーデバイス６からの熱を、パワー回路基板４及びハウジン グ２自体を放熱器として放熱させることにより、放熱効率を向上することができ るのである。また、個々のパワーデバイス６毎にヒートシンクを取付けることに よる前記ハウジング２の内部空間での熱拡散が回避されるため、制御回路基板３ の回路全体の電流が大きい場合においても、この制御回路基板３から発生する熱 を効率的に放熱することができる。

【００２３】 その結果、ＥＣＵ１の小型化と放熱特性の向上とを同時に達成することができ 、さらには、前記ＥＣＵ１を、エンジンルームなどの過酷な環境条件下に設置す ることも可能となるのである。

【００２４】

【考案の効果】

以上説明したように本考案によれば、ユニット内部で発生する熱の放熱特性を 向上するとともに、ユニット自体の小型化を図ることができるなど優れた効果が 得られる。

【図面の簡単な説明】

【図１】電子制御ユニットの断面図

【図２】電子制御ユニットの分解斜視図

【符号の説明】

１ 電子制御ユニット ２ ハウジング ３ 制御回路基板 ４ パワー回路基板 １１ ボディ

Claims (4)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 【請求項１】 ハウジング内に収納する基板を、制御用
   の制御回路基板と発熱を伴うパワー回路用のパワー回路
   基板とに分割し、前記パワー回路基板を前記ハウジング
   に熱結合したことを特徴とする車輌用電子制御ユニッ
   ト。
2. 【請求項２】 前記制御回路基板を両面実装基板とする
   一方、前記パワー回路基板を片面実装基板とし、この片
   面実装基板の非実装面を前記ハウジングに直接取付けた
   ことを特徴とする請求項１記載の車輌用電子制御ユニッ
   ト。
3. 【請求項３】 前記ハウジングを車輌側の放熱効果を有
   する金属部分に熱結合したことを特徴とする請求項１ま
   たは請求項２記載の車輌用電子制御ユニット。
4. 【請求項４】 前記車輌側の放熱効果を有する金属部分
   を、車輌のボディとしたことを特徴とする請求項３記載
   の車輌用電子制御ユニット。