(57)【要約】【課題】各外部機器を円滑に制御するとともに筐体内にて発生する熱を好適に放熱して小型化を図り得る電子制御装置を提供する。【解決手段】バッテリ１５から供給される電力が入力され、各モジュール基板４１〜４４に搭載される電子部品に電力を供給するために電圧を変圧する電源回路３３を有するマザー基板３０が、その一側基板面３１にて筐体２１の一面２１ａに近接して配置されるとともに、各モジュール基板４１〜４４は、基板面がマザー基板３０に対して平行となるようにそれぞれ配置される。【選択図】図３
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数の外部機器を制御可能な電子制御装置であって、
前記複数の外部機器のうちのいずれかを制御するための第１の基板と、
電源装置より供給される電力が入力される第２の基板と、
複数の前記第１の基板と前記第２の基板とが収容される筐体と、
を備え、
前記第１の基板は、基板面が前記第２の基板に対して平行となるようにそれぞれ配置され、前記第２の基板は、その一側基板面にて前記筐体の内面のうちの一面に近接して配置され、前記第２の基板上には、入力された前記電源の電圧を変圧し、前記第１の基板に搭載される電子部品へ電力を供給する電源回路を有することを特徴とする電子制御装置。
【請求項２】
前記第２の基板には、前記電源装置を含めた外部機器に対して電気的に接続する為の外部接続コネクタが前記筐体から露出するように前記一側基板面と異なる他側基板面にもうけられていることを特徴とする請求項１に記載の電子制御装置。
【請求項３】
前記電源回路を含めた前記第２の基板に実装される複数の素子であってその動作に応じて発熱する発熱素子のうち少なくともいずれか１つには、前記一面との間に、熱伝導性の部材が充填されることを特徴とする請求項１または２に記載の電子制御装置。
【請求項４】
前記第１の基板には、対応する前記外部機器に対して電気的に接続する為の外部接続コネクタが、前記筐体から露出するようにそれぞれ設けられることを特徴とする請求項１〜３のいずれか一項に記載の電子制御装置。
【請求項５】
外部からの情報は、前記第２の基板を介することなく、複数の前記第１の基板のうち少なくともいずれかに設けられる前記外部接続コネクタを介して受信されることを特徴とする請求項４に記載の電子制御装置。
【請求項６】
複数の前記第１の基板のうち少なくともいずれか１つには、対応する前記外部機器または他の基板とシリアル通信可能な通信回路が設けられることを特徴とする請求項１〜５のいずれか一項に記載の電子制御装置。
【請求項７】
複数の前記第１の基板のうち少なくともいずれか２つには、所定の情報を共用するために互いに通信するための電気的接続配線が設けられることを特徴とする請求項１〜６のいずれか一項に記載の電子制御装置。
【請求項８】
複数の前記第１の基板のうち少なくともいずれか１つは、前記筐体の内面のうち前記一面と対向する対向面に近接して配置されることを特徴とする請求項１〜７のいずれか一項に記載の電子制御装置。
【請求項９】
前記対向面に近接する第１の基板に実装される複数の素子であってその動作に応じて発熱する発熱素子のうち少なくともいずれか１つには、前記対向面との間に、熱伝導性の部材が充填されることを特徴とする請求項８に記載の電子制御装置。
【請求項１０】
前記電源回路は、前記第１の基板に搭載される電子部品に供給する電流が流れる供給部を備え、その供給部を制御する制御部は複数の前記第１の基板のうちのいずれかに配置されることを特徴とする請求項１〜９のいずれか一項に記載の電子制御装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、車載機器等の外部機器を制御可能な電子制御装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、車載機器等の外部機器を制御可能な電子制御装置に関する技術として、下記特許文献１に示す電子装置が知られている。この電子装置は、パーソナルコンピュータまたはサーバーに採用される装置であって、筐体内に、複数の電子モジュールや制御用基板モジュール、電源モジュール等を搭載して構成されている。これら複数搭載された電子モジュールの各々の表面には、発熱素子であるＣＰＵやその他の複数の発熱素子がハードディスク等と共に搭載されており、各電子モジュールは、それぞれ、それ自体でコンピュータを構成している。また、各電子モジュールは、コネクタを共通配線基板のコネクタに挿入（圧入）することによって、装置側の制御用基板モジュールや電源モジュール等との間で、必要な電気的接続がそれぞれ行われる。この電気的接続時に、各電子モジュールの液コネクタが液冷ジャケットの液コネクタに挿入（圧入）されることで液循環ループが構成され、当該液循環ループを流れる冷却液により各電子モジュールの冷却が可能となる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００４−２４６６１５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ところで、近年、車両の高機能化の要求に対応するため、エンジンやトランスミッションなどの各車載機器に対してそれぞれ車載される電子制御ユニット（ＥＣＵ）が増加している。しかしながら、このように車載されるＥＣＵが増加すると、各ＥＣＵごとに組み付けスペースや冷却スペースを設ける必要があり、車両搭載上の必要容積が増加するという問題がある。この問題は、車載機器を制御する電子制御装置に限らず、一般的な外部機器を制御可能な電子制御装置にも同様に生じる問題である。
【０００５】
そこで、上記特許文献１に示すように、共通配線基板に対して、電子モジュールや制御用基板モジュール、電源モジュール等の複数のモジュール基板が接続され、これらの基板を筐体に収容することで、様々な外部機器を制御可能な電子制御装置の小型化を図ることができる。
【０００６】
しかしながら、各モジュール基板は共通配線基板に対して直交するようにそれぞれ接続されるため、様々な基板サイズのモジュール基板が筐体内に収容される場合には、大きな基板サイズのモジュール基板に筐体サイズをあわせる必要がある。これは、要求される機能に応じて基板サイズが異なるからである。このため、小さいサイズのモジュール基板の周辺にデッドスペースが生じやすくなり、筐体の十分な小型化が図りにくくなるという問題が生じる。また、共通配線基板や各モジュール基板を単に筐体内に収容する構成では、各基板における発熱素子等にて発生した熱の放熱が困難となる場合があり、各発熱素子等を好適に冷却（放熱）する構成が必要になる。
【０００７】
本発明は、上述した課題を解決するためになされたものであり、その目的とするところは、各外部機器を円滑に制御するとともに筐体内にて発生する熱を好適に放熱して小型化を図り得る電子制御装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上記目的を達成するため、特許請求の範囲に記載の請求項１の電子制御装置では、複数の外部機器を制御可能な電子制御装置であって、前記複数の外部機器のうちのいずれかを制御するための第１の基板と、電源装置より供給される電力が入力される第２の基板と、複数の前記第１の基板と前記第２の基板とが収容される筐体と、を備え、前記第１の基板は、基板面が前記第２の基板に対して平行となるようにそれぞれ配置され、前記第２の基板は、その一側基板面にて前記筐体の内面のうちの一面に近接して配置され、前記第２の基板上には、入力された前記電源の電圧を変圧し、前記第１の基板に搭載される電子部品へ電力を供給する電源回路を有することを特徴とする。
【０００９】
請求項２の発明は、請求項１に記載の電子制御装置において、前記第２の基板には、前記電源装置を含めた外部機器に対して電気的に接続する為の外部接続コネクタが前記筐体から露出するように前記一側基板面と異なる他側基板面にもうけられていることを特徴とする。
【００１０】
請求項３の発明は、請求項１または２に記載の電子制御装置において、前記電源回路を含めた前記第２の基板に実装される複数の素子であってその動作に応じて発熱する発熱素子のうち少なくともいずれか１つには、前記一面との間に、熱伝導性の部材が充填されることを特徴とする。
【００１１】
請求項４の発明は、請求項１〜３のいずれか一項に記載の電子制御装置において、前記第１の基板には、対応する前記外部機器に対して電気的に接続する為の外部接続コネクタが、前記筐体から露出するようにそれぞれ設けられることを特徴とする。
【００１２】
請求項５の発明は、請求項４に記載の電子制御装置において、外部からの情報は、前記第２の基板を介することなく、複数の前記第１の基板のうち少なくともいずれかに設けられる前記外部接続コネクタを介して受信されることを特徴とする。
【００１３】
請求項６の発明は、請求項１〜５のいずれか一項に記載の電子制御装置において、複数の前記第１の基板のうち少なくともいずれか１つには、対応する前記外部機器または他の基板とシリアル通信可能な通信回路が設けられることを特徴とする。
【００１４】
請求項７の発明は、請求項１〜６のいずれか一項に記載の電子制御装置において、複数の前記第１の基板のうち少なくともいずれか２つには、所定の情報を共用するために互いに通信するための電気的接続配線が設けられることを特徴とする。
【００１５】
請求項８の発明は、請求項１〜７のいずれか一項に記載の電子制御装置において、複数の前記第１の基板のうち少なくともいずれか１つは、前記筐体の内面のうち前記一面と対向する対向面に近接して配置されることを特徴とする。
【００１６】
請求項９の発明は、請求項８に記載の電子制御装置において、前記対向面に近接する第１の基板に実装される複数の素子であってその動作に応じて発熱する発熱素子のうち少なくともいずれか１つには、前記対向面との間に、熱伝導性の部材が充填されることを特徴とする。
【００１７】
請求項１０の発明は、請求項１〜９のいずれか一項に記載の電子制御装置において、前記電源回路は、前記第１の基板に搭載される電子部品に供給する電流が流れる供給部を備え、その供給部を制御する制御部は複数の前記第１の基板のうちのいずれかに配置されることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１８】
請求項１の発明では、電源装置から入力される電力が供給される第２の基板が、その一側基板面にて筐体の一面に近接して配置されるとともに、複数の第１の基板は、基板面が第２の基板に対して平行となるようにそれぞれ配置される。そして、第２の基板には、入力された電源の電圧を変圧し、第１の基板に搭載される電子部品へ電力を供給する電源回路が設けられている。
【００１９】
このように、電力供給制御用の電源回路が第２の基板に設けられて第２の基板と各第１の基板とが平行となって筐体内に収容されるため、複数ある第１の基板のサイズが第２の基板のサイズ以下であれば、最大の第１の基板サイズに捉われることなく、各基板の基板サイズに応じた配置が容易となるので、筐体の小型化を図ることができる。また、電源装置からの電力が入力される理由により、第２の基板に比較して発熱量の大きい第１の基板を筐体の一面に近接して配置することにより、空気層による断熱効果が低減されて、効果的に発熱した熱を筐体の一面を介して外部に放熱することができる。しかし、電源装置からの入力電力による発熱分は前記手法により外部に放熱することが可能であるが、第１の基板を第２の基板と平行配置したことにより、複数の第１の基板の内、筐体の一面に近接して配置可能な基板数は制限され、第１の基板の内、空気による断熱層の厚い熱的に不利な配置となるものが発生するが、本構成では、第１の基板での発熱要素である電源回路は、第２の基板上に搭載することで、第１の基板上の発熱要素を取り除くことができ、第１の基板上の温度上昇を防ぐことが可能となる。
したがって、各外部機器を円滑に制御するとともに筐体内にて発生する熱を好適に放熱して筐体、すなわち電子制御装置の小型化を図ることができる。
【００２０】
請求項２の発明では、第２の基板に搭載される素子の中で実装高さが高くなりやすい外部接続コネクタが他側基板面に設けられていることにより、第２の基板面と筐体内面とのクリアランスを小さくすることができ、放熱を向上させることができる。
【００２１】
請求項３の発明では、電源回路を含めた第２の基板に実装される複数の発熱素子のうち少なくともいずれか１つには、上記一面との間に、熱伝導性の部材が充填される。これにより、熱伝導性の部材が充填された発熱素子では、この発熱素子にて生じた熱が熱伝導性の部材を介して上記一面に伝達されやすくなるので、当該発熱素子を効率的に放熱することができる。
【００２２】
請求項４の発明では、第１の基板に外部機器との接続用外部コネクタが搭載されている。これにより、第１の基板と外部機器との電気的接続を第２の基板を経由する必要が無くなり、第２の基板に搭載される外部コネクタの端子数を削減できることにより、第２の基板と第２の基板に隣接する第１の基板間のクリアランスを縮小できることによりさらなる小型化が可能となる。また同時に第１の基板と第２の基板間の電気的接続の本数を削減することが可能となり、接続コストの削減及び、第１の基板、第２の基板ともに接続に要する分の基板面積の縮小が可能となる。
【００２３】
請求項５の発明では、外部からの情報は、第２の基板を介することなく、複数の第１の基板のうち少なくともいずれかに設けられる外部接続コネクタを介して受信される。これにより、第２の基板の電源回路に流れる大電流に応じてノイズが生じる場合でも、このノイズが上記外部からの情報に影響を及ぼすことを抑制することができる。特に通信ラインやセンサ入力ライン等センシティブなラインに用いると良い。
【００２４】
請求項６の発明では、複数の第１の基板のうち少なくともいずれか１つには、対応する外部機器または他の基板とシリアル通信可能な通信回路が設けられるため、外部接続コネクタ等の端子数を削減しやすくなる。このように端子数が削減された外部接続コネクタを採用することで、筐体内に占める外部接続コネクタの領域が小さくなるので、筐体のさらなる小型化を図ることができる。また、同時に基板間の配線の本数の削減も可能となる為、小型化、低コストを図る事ができる。
【００２５】
請求項７の発明では、複数の第１の基板のうち少なくともいずれか２つには、所定の情報を共用するために互いに通信するための直接的な電気的配線が設けられている。このような直接的な電気的配線を行なう事により、共用される所定の情報を外部接続コネクタを介して受信する必要がなくなり、外部接続コネクタの端子数が削減されるため、筐体内に占める外部接続コネクタの領域が小さくなるので、筐体のさらなる小型化を図ることができる。
【００２６】
請求項８の発明では、複数の第１の基板のうち少なくともいずれか１つは、筐体の内面のうち上記一面と対向する対向面に近接して配置される。このため、対向面に近接して配置された第１の基板からの熱が対向面を介することで放熱されやすくなり、他の第１の基板よりも効率的に放熱することができる。
【００２７】
請求項９の発明では、上記対向面に近接する第１の基板に実装される複数の発熱素子のうち少なくともいずれか１つには、当該対向面との間に、熱伝導性の部材が充填される。これにより、熱伝導性の部材が充填された発熱素子では、この発熱素子にて生じた熱が熱伝導性の部材を介して上記対向面に伝達されやすくなるので、当該発熱素子を効率的に放熱することができる。
【００２８】
請求項１０の発明では、第２の基板に配置される上記供給電流が流れる供給部を制御する制御部は、複数の第１の基板のうちのいずれかに配置される。これにより、電源回路の供給部に流れる大電流に応じてノイズが生じる場合でも、このノイズが制御部に影響を及ぼすことを抑制することができる。特に、多くの外部機器を制御するために多くの第１の基板が筐体内に収容される場合には、より大きな電流が電源回路の供給部に流れることとなる。このような場合でも、制御部が複数の第１の基板のうちのいずれかに配置されることで、制御部に対するノイズの影響を抑制することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２９】
【図１】第１実施形態に係る電子制御装置と各車載機器との接続関係を示すブロック図である。
【図２】図１の電子制御装置の概略構成を示す斜視図である。
【図３】図２の電子制御装置を矢印α方向から見た断面図である。
【図４】基板間同士を接続する電気的接続配線としてケーブルを用いた接続状態を例示する断面図である。
【図５】第１実施形態の第１変形例に係る電子制御装置の要部を示す断面図である。
【図６】第１実施形態の第５変形例に係る電子制御装置の概略構成を示すブロック図である。
【発明を実施するための形態】
【００３０】
［第１実施形態］
以下、本発明の第１実施形態に係る電子制御装置について、図面を参照して説明する。図１は、第１実施形態に係る電子制御装置２０と各車載機器１１〜１４との接続関係を示すブロック図である。図２は、図１の電子制御装置２０の概略構成を示す斜視図である。図３は、図２の電子制御装置２０を矢印α方向から見た一点鎖線の切断面に対応する断面図である。なお、図２では、便宜上、一部のコネクタなどを省略し筐体２１の内面を二点鎖線で図示している。
【００３１】
図１に示すように、本実施形態に係る電子制御装置２０は、車両に車載された複数の車載機器、例えば、エンジン１１、トランスミッション１２、ドアロック機構１３およびセキュリティ装置１４等を制御するための装置であり、当該車両の適所に車載されている。
この電子制御装置２０は、各車載機器１１〜１４とこれら各車載機器等の電源として機能するバッテリ１５とにワイヤハーネス等１６を介して電気的に接続されている。なお、エンジン１１、トランスミッション１２、ドアロック機構１３およびセキュリティ装置１４は、特許請求の範囲に記載の「外部機器」の一例に相当し得る。
【００３２】
当該電子制御装置２０は、図２および図３に示すように、矩形状の筐体２１を備えており、この筐体２１内には、マザー基板３０と複数のモジュール基板とが互いに平行となるように電気的に接続されて収容されている。各モジュール基板は、各車載機器１１〜１４をそれぞれ制御するためにモジュール化された基板であり、従来のエンジンＥＣＵに対応しエンジン１１を制御するためのモジュール基板４１と、従来のＥＣＴ（エレクトリックコントロールトランスミッション）に対応しトランスミッション１２を制御するためのモジュール基板４２と、従来のスマートキーコンピュータに対応し所定の電波の受信に応じてドアロック機構１３やエンジン１１の始動を制御するモジュール基板４３と、従来のメインボデーＥＣＵに対応しドアのロック等のセキュリティ装置１４などを制御するモジュール基板４４とから構成されている。また、マザー基板３０は、前記した各車載機器への関連、非関連を問わず、外部機器に駆動・制御する為のリレーやヒューズ等の配電機能を有している。
【００３３】
各モジュール基板４１〜４４には、制御対象の車載機器１１〜１４に接続するための一対の外部接続コネクタ４５と、他のモジュール基板と直接的な電気的配線により電気的に接続するための基板間接続コネクタ４６とが、それぞれ設けられている。それぞれの両外部接続コネクタ４５は、筐体２１から露出させるために、モジュール基板の長手方向両端近傍に実装されている。また、本実施形態では、隣接するモジュール基板同士の基板間接続コネクタ４６を接続することで、電源供給に関する電源供給用ラインが共用され、所定の情報について互いに共用するように構成されている。これにより、外部接続コネクタ４５を介してそれぞれのモジュール基板毎に別々で入力する必要が無くなる為、共用しない外部接続コネクタと比較して端子数が削減され小型化が図られた外部接続コネクタ４５を採用することができる。なお、他の機能を有するモジュール基板を採用する場合でも、このモジュール基板に設けられる基板間接続コネクタ４６と、各モジュール基板４１〜４４のいずれかの基板間接続コネクタ４６とを接続することにより、各モジュール基板４１〜４４と同様に、対象の車載機器が制御可能な状態となる。また、モジュール基板４１〜４４は、特許請求の範囲に記載の「第１の基板」の一例に相当し得る。
【００３４】
マザー基板３０には、その一側基板面３１に、各モジュール基板４１〜４４に搭載される電子部品に対し電力供給する為のバッテリ１５からの電源の電圧を変圧する電源回路３３が実装されている。また、マザー基板３０には、一側基板面３１と異なる他側基板面３２に、バッテリ１５や車載機器１１〜１４を含めた外部機器に対して電気的に接続するための一対の外部接続コネクタ３４や各モジュール基板４１〜４４に接続するための基板間接続コネクタ３５が実装されている。両外部接続コネクタ３４は、筐体２１から露出させるために、他側基板面３２の長手方向両端近傍にそれぞれ実装されている。また、マザー基板３０に実装される電子部品のうち実装後の実装高さが高くなる高背部品３６は、一側基板面３１と後述する筐体２１の一面２１ａとの間隔を狭くするために、他側基板面３２に実装されている。
なお、マザー基板３０は、特許請求の範囲に記載の「第２の基板」の一例に相当し得る。また、バッテリ１５は、特許請求の範囲に記載の「電源装置」の一例に相当し得る。
【００３５】
上述のように構成されるマザー基板３０は、両外部接続コネクタ３４が筐体２１に形成される開口からそれぞれ接続可能に露出し、その一側基板面３１にて筐体２１の内面のうちの一面２１ａに近接するように配置されている。特に、電源回路３３を構成する素子のうちその動作に応じて発熱する発熱素子と一面２１ａとの間には、熱伝導性の部材（伝熱性の高い部材）、例えば、ゲル状の熱伝導性接着剤２２が充填されている。なお、マザー基板３０は、筐体２１の内面に設けられる所定の座（図示略）を介して筐体２１内に支持される。
【００３６】
また、上述のように構成される各モジュール基板４１〜４４は、それぞれの基板面がマザー基板３０の基板面３１，３２に対して平行となり、それぞれの両外部接続コネクタ４５が筐体２１に形成される開口から接続可能に露出するように配置されている。具体的には、モジュール基板４１およびモジュール基板４２が筐体２１の内面のうち一面２１ａと対向する対向面２１ｂに近接するように配置されている。また、モジュール基板４３がモジュール基板４１と一面２１ａとの間に介在するように配置され、モジュール基板４４がモジュール基板４２と一面２１ａとの間に介在するように配置されている。なお、各モジュール基板４１〜４４は、筐体２１の内面に設けられる所定の台座（図示略）を介して筐体２１内にそれぞれ支持される。
【００３７】
このとき、図３に示すように、マザー基板３０および各モジュール基板４１〜４４において、一方の外部接続コネクタ３４，４５が露出する筐体２１の外面２１ｃと、他方の外部接続コネクタ３４，４５が露出する筐体２１の外面２１ｄとは、対向する位置関係となる。このような対向する外面２１ｃ，２１ｄのみにそれぞれの外部接続コネクタ３４，４５が露出し他の外面に露出しないため、コネクタが露出しない外面を車両の内壁面等に近接させるように電子制御装置２０を設置することで、当該電子制御装置２０を設置するために必要なスペースを削減できるだけでなく、各外部接続コネクタ３４，４５とワイヤハーネス等１６との接続作業を効率的に実施することができる。
【００３８】
特に、モジュール基板４１に実装される各素子のうちその動作に応じて発熱する発熱素子４１ａと対向面２１ｂとの間には、上述した熱伝導性接着剤２２が充填されている。また、モジュール基板４２に実装される各素子のうちその動作に応じて発熱する発熱素子と対向面２１ｂとの間にも同様に、上述した熱伝導性接着剤２２が充填されている。
【００３９】
そして、モジュール基板４１とモジュール基板４３との基板間接続コネクタ４６が接続されることで、互いに通信可能であり、所定の情報について互いに共用可能な接続状態となる。また、モジュール基板４２とモジュール基板４４との基板間接続コネクタ４６が接続されることで、互いに通信可能であり、所定の情報について互いに共用可能な接続状態となる。そして、モジュール基板４３およびモジュール基板４４の基板間接続コネクタ４６がマザー基板３０の基板間接続コネクタ３５にそれぞれ電気的に接続されることにより、マザー基板３０と各モジュール基板４１〜４４との間で所定の情報について通信可能な状態となる。
【００４０】
このように構成される電子制御装置２０に対して、筐体２１から露出する外部接続コネクタ３４や外部接続コネクタ４５に対応するワイヤハーネス等１６を接続することで、各モジュール基板４１〜４４と対象の車載機器１１〜１４とが通信可能な状態となり、各モジュール基板４１〜４４からの指示に応じてマザー基板３０の電源回路３３が制御されて必要な電力が車載機器１１〜１４に対して供給可能な状態となる。
【００４１】
なお、モジュール基板４３では、モジュール基板４１とマザー基板３０との間にて処理される情報をも取り扱う必要がある。すなわち、モジュール基板４１にて処理する情報量は、モジュール基板４３にて処理する情報量よりも少なくなりやすいので、モジュール基板４１として比較的層数の少ない基板を採用でき、低コスト化を図ることができる。同様に、モジュール基板４２にて処理する情報量は、モジュール基板４４にて処理する情報量よりも少なくなるので、モジュール基板４２として比較的層数の少ない基板を採用でき、低コスト化を図ることができる。
【００４２】
以上説明したように、本実施形態に係る電子制御装置２０では、バッテリ１５から供給される電力が入力され、各モジュール基板４１〜４４に搭載される電子部品に電力を供給するために電圧を変圧する電源回路３３を有するマザー基板３０が、その一側基板面３１にて筐体２１の一面２１ａに近接して配置されるとともに、各モジュール基板４１〜４４は、基板面がマザー基板３０に対して平行となるようにそれぞれ配置される。
【００４３】
このように、電力供給制御用の電源回路３３がマザー基板３０のみに設けられて、マザー基板３０と各モジュール基板４１〜４４とが平行となって筐体２１内に収容されるため、モジュール基板のサイズがマザー基板よりも小さければ、最も大きいモジュール基板のサイズに拘束されることなく、各基板の基板サイズに応じた配置が容易となるので、筐体２１の小型化を図ることができる。また、他の回路と比較して発熱量が多くなるバッテリ１５（電源装置）からの電力が入力されるマザー基板３０が筐体２１の一面２１ａに近接して配置される為、入力部にて生じた熱を筐体２１の一面２１ａを介して外部に放熱することができる。しかし、前記したとおり、モジュール基板４１〜４４はマザー基板３０と平行に配置されることから、筐体に近接配置できる面は２１ｂしか存在せず、モジュール基板４３，４４の様な筐体面２１から離れて配置されることを余儀なくされ、空気断熱層の増加により、熱的に不利な配置を余儀なくされる。これに対し、モジュール基板の電子部品に供給される電圧変換回路をマザー基板３０に搭載することで、モジュール基板の温度上昇を防止することが可能となる。
具体的な回路構成として、電源回路としてスイッチング電源を採用すると発熱量を減少させることが可能でさらに温度を低下させることができる。
リレーやヒューズ等が搭載されたＪ／Ｂ（ジャンクションＢＯＸ）の機能は、一般に大電流が流れることによる発熱量の大きさと、ハーネスによる配線が多数接続されていることにより一般のＥＣＵに比較して大型である為、本構成のマザー基板上に搭載されると小型化かつ高放熱が両立でき、非常に有用である。搭載するリレーの構成としては、半導体リレーを用いるとメカリレーに必要なコイル電流が不要となり発熱量の減少が可能となり、温度低下に寄与できる。さらには、リレーやヒューズ、ヒュージブルリンク等をモジュール基板への電源供給ラインに挿入することで、複数あるモジュール基板の内、一つが異常動作により過電流となった際にも切断することでマザー基板の異常発熱を防止し、他の正常動作する機能に影響を与えることから防ぐことが出来る。
したがって、各車載機器１１〜１４を円滑に制御するとともに筐体２１内にて発生する熱を好適に放熱して筐体２１、すなわち電子制御装置２０の小型化を図ることができる。
【００４４】
また、マザー基板３０に搭載される外部機器との外部接続コネクタ３４は、マザー基板３０の他側基板面３２に搭載されている。外部機器との接続用コネクタには、多数の端子を有する事により部品高さ（実装高さ）が比較的高くなりやすい。このコネクタを一側基板面３１に配置すると、マザー基板３０と筐体面２１ａとのクリアランスが増加することにより、放熱性能の低下もしくは、クリアランスを保つ為に筐体構造に凹凸をつけるなど複雑化し、コストアップ要因となる。つまり、本構造を用いることで、低コストで高放熱の構造効果が得られる。
【００４５】
また、電源回路３３を構成する素子のうちその動作に応じて発熱する発熱素子には、筐体２１の一面２１ａとの間に、熱伝導性の部材である熱伝導性接着剤２２が充填される。これにより、熱伝導性接着剤２２が充填された発熱素子では、この発熱素子にて生じた熱が熱伝導性接着剤２２を介して一面２１ａに伝達されやすくなるので、当該発熱素子を効率的に放熱することができる。なお、電源回路３３を含めたマザー基板３０に実装される複数の発熱素子のうち少なくともいずれか１つと、一面２１ａとの間に、熱伝導性接着剤２２を充填しても同様の効果を奏する。なお、発熱素子だけでなく、一側基板面３１と筐体面との間に熱伝導性接着剤２２を充填すると放熱経路が増加し、なおさら放熱効果が増大する。また、熱伝導性接着剤２２と記載したが、接着性のあるものに限定するものではない。例えば、放熱シートの様なシート形状のものでも良い。
【００４６】
さらに、モジュール基板４１およびモジュール基板４２は、筐体２１の対向面２１ｂに近接して配置される。このため、モジュール基板４１およびモジュール基板４２からの熱が対向面２１ｂを介することで放熱されやすくなり、モジュール基板４３やモジュール基板４４よりも効率的に放熱することができる。
【００４７】
特に、モジュール基板４１の発熱素子４１ａおよびモジュール基板４２の発熱素子には、対向面２１ｂとの間に、熱伝導性接着剤２２が充填されている。このため、発熱素子４１ａ等にて生じた熱が熱伝導性接着剤２２を介して対向面２１ｂに伝達されやすくなるので、当該発熱素子４１ａ等を効率的に放熱することができる。
【００４８】
なお、筐体２１の対向面２１ｂに近接して配置されるモジュール基板は、モジュール基板４１およびモジュール基板４２に限ることなく、モジュール基板４３やモジュール基板４４であってもよい。特に、各モジュール基板４１〜４４のうち発熱量が大きな基板を対向面２１ｂに近接して配置することで、効率的に放熱することができる。この場合でも、対向面２１ｂに近接して配置されるモジュール基板の発熱素子と対向面２１ｂとの間に熱伝導性接着剤２２を充填することで、当該発熱素子を効率的に放熱することができる。
【００４９】
また、各モジュール基板４１〜４４には、所定の情報を共用するために互いに通信するための直接的な電気的配線として基板間接続コネクタ４６が設けられている。このような直接的な電気的配線を行う基板間接続コネクタ４６の採用により、共用される所定の情報を外部接続コネクタ４５を介して受信する必要がなくなり、外部接続コネクタ４５の端子数が削減されるため、筐体２１内に占める外部接続コネクタ４５の領域が小さくなるので、筐体２１のさらなる小型化を図ることができる。
なお、図４に例示するように、各モジュール基板４１〜４４同士を接続する電気的接続配線として、基板間接続コネクタ４６に代えて、例えば、コネクタとフレキケーブルの様にケーブル４６ａを用いた接続でも良い。ケーブル４６ａを用いることで、公差による各基板間の位置ずれによる応力発生を緩和することができる。また、マザー基板３０と各モジュール基板４１〜４４とを接続する電気的接続配線として、上述したケーブルを採用しても上記効果を奏する。
【００５０】
さらに、マザー基板３０において、実装される部品のうち実装後の実装高さが高い高背部品３６，３７は、他側基板面３２に実装されるため、高背部品３６を一側基板面３１に実装する場合と比較して、筐体２１の一面２１ａと一側基板面３１との間隔を狭くできる。これにより、当該一面２１ａを介した放熱を効率的に実施することができる。
なお、バッテリ１５（電源装置）から入力された電源を外部接続コネクタ３４もしくは外部接続コネクタ４５を介して接続される外部機器への供給のＯＮ／ＯＦＦを制御する為のメカリレーは、他の電子部品に比べ背が高い為、高背部品３６として他側基板面３２に配置すると有用である。また、同じくバッテリ１５から入力された電源を外部接続コネクタ３４もしくは外部接続コネクタ４５を介して接続される外部機器への供給を異常時に切断するヒューズを保持するとともにマザー基板３０とそのヒューズを電気的に接続するコネクタも同様に背が高く成るため、高背部品３７として他側基板面３２に配置すると有用である。
【００５１】
図５は、第１実施形態の第１変形例に係る電子制御装置２０の要部を示す断面図である。なお、図５は、図２の矢印αおよび各基板面に直交する方向から見た場合の断面図（図３では下方から見た場合の断面図）に対応して図示されている。
本実施形態の第１変形例として、より実装高さが高い高背部品、例えば、各基板をそれぞれ保護するための多数のヒューズが収容されるヒューズ保持用コネクタ等の高背部品３７がマザー基板３０の他側基板面３２に実装される場合には、筐体２１の小型化を図るために、他側基板面３２に対して高背部品３７の実装高さよりも低い位置に各モジュール基板４１〜４４のいずれかまたは新たなモジュール基板を配置してもよい。図５では、他の車載機器を制御するためのモジュール基板４７が、他側基板面３２に対して高背部品３７の実装高さよりも低い位置であって高背部品３７を避けるように配置されている。これにより、筐体２１内のスペースが有効に活用されて、筐体２１のさらなる小型化を図ることができる。
【００５２】
本実施形態の第２変形例として、各モジュール基板４１〜４４のうち少なくともいずれか１つには、対応する車載機器や他のモジュール基板とシリアル通信可能な通信回路が設けられてもよい。これにより、外部接続コネクタ４５の端子数を削減しやすくなる。このように端子数が削減された外部接続コネクタ４５を採用することで、筐体２１内に占める外部接続コネクタ４５の領域が小さくなるので、筐体２１のさらなる小型化を図ることができる。また、マザー基板３０と各モジュール基板４１〜４４間との信号授受についてもシリアル通信化により本数を減らすことができコスト削減が可能となる。
【００５３】
また、本実施形態の第３変形例として、外部からの情報は、マザー基板３０を介することなく、各モジュール基板４１〜４４のうち少なくともいずれかに設けられる外部接続コネクタ４５を介して受信されてもよい。これにより、マザー基板３０の電源回路３３に流れる大電流に応じてノイズが生じる場合でも、このノイズが上記外部からの情報に影響を及ぼすことを抑制することができる。特にセンサ情報や通信情報等センシティブなラインに適用すると良い。
【００５４】
また、本実施形態の第４変形例として、電源回路３３を以下のように構成してもよい。電源回路３３は、各モジュール基板４１〜４４の電子回路に各車載機器に供給する電流が流れる供給部を備え、その供給部を制御する制御部は、各モジュール基板４１〜４４のうちのいずれかに配置される。これにより、電源回路３３の供給部に流れる大電流に応じてノイズが生じる場合でも、このノイズが制御部に影響を及ぼすことを抑制することができる。特に、多くの車載機器を制御するために多くのモジュール基板が筐体２１内に収容される場合には、より大きな電流が電源回路３３の供給部に流れることとなる。このような場合でも、制御部が複数のモジュール基板のうちのいずれかに配置されることで、制御部に対するノイズの影響を抑制することができる。
なお、本実施形態に係る電子制御装置２０の特徴的な構成は、他の実施形態および変形例に適用されてもよい。
【００５５】
また、本実施形態の第５変形例として、マザー基板３０及びマザー基板に接続される外部機器として下記の構成となっていても良い。具体的に図面を参照して説明する。
図６は、第１実施形態の第５変形例に係る電子制御装置２０の概略構成を示すブロック図である。
本第５変形例に係る電子制御装置２０は、エンジン１１によって駆動されて発電を行う外部機器（車載機器）として、車両に搭載された発電機１７を制御対象としている。この発電機１７は、例えば、交流電流を発電するオルタネータであり、発電した交流電流を１４Ｖの直流電流に変換するレギュレータが内蔵されている。この発電機１７によってバッテリ１５が充電される。また、上記レギュレータは、発電機１７の発電電圧を監視し、充電電圧が適正となるように、発電機１７の励磁電流を調整する機能も持っている。
【００５６】
図６に示すように、発電機１７およびバッテリ１５に接続された電源供給ライン１６ａには、マザー基板３０ａに実装される降圧型のスイッチング電源５１の電源入力が接続されている。このスイッチング電源５１の電源出力には、同じくマザー基板３０ａに実装される電源分配装置５２の電源入力が接続されており、電源分配装置５２の電源出力には、基板間接続コネクタ３５，４６を介して上述した各モジュール基板４３，４４の電源入力が接続されている。スイッチング電源５１は、発電機１７から供給される１４Ｖの直流電源を所定の電圧値に降圧し、電気負荷としての複数のモジュール基板４１〜４４に対する動作電源を生成する。スイッチング電源５１は、例えば、直流出力電圧をフィードバックする公知のＤＣ／ＤＣコンバータである。なお、電源供給ライン１６ａは、上記第１実施形態にて述べたワイヤハーネス等１６の一例に相当し得るものである。
【００５７】
電源分配装置５２は、スイッチング電源５１により生成された動作電源を各モジュール基板４１〜４４に分配供給する。つまり、各モジュール基板４１〜４４の電源回路が単一の電源分配装置５２に集約されることとなり、この電源分配装置５２とスイッチング電源５１とは、上記第１実施形態にて述べた電源回路３３の一例に相当し得るものである。また、電源分配装置５２は、各モジュール基板４１〜４４に動作電源としての出力電流を供給する電路に半導体リレー（図示省略）を介在している。電源分配装置５２から特定のモジュール基板に出力している出力電流が異常になったときに、その特定のモジュール基板に対応する上記半導体リレー（遮断回路）が作動し、その半導体リレーが配置された電路が遮断され、その特定のモジュール基板が破壊されないようになっている。なお、上記半導体リレーに代えて、機械式のリレー、ヒューズ、ヒュージブルリンクなどを用いることもできる。
【００５８】
このように構成される電子制御装置２０では、電源分配装置５２から特定のモジュール基板への出力電流が異常になったときにその出力している電路を遮断することができるため、上述した第１実施形態における効果に加えて、特定のモジュール基板への出力電流が異常になることにより発生する可能性のあるモジュール基板の破壊、あるいは、モジュール基板の発火による車両火災などを防ぐことができる。また、特定のモジュール基板の制御対象の異常やハーネスの噛み込みなどにより、車両システム全体がダウンするおそれがない。
【００５９】
また、スイッチング電源５１により各モジュール基板４１〜４４の動作電源を生成するため、シリーズ電源と比較して損失電力を少なくすることができ、発電機１７の負荷を低減することができるので、燃費を向上させることができる。
【００６０】
なお、１つの筐体２１に収容するモジュール基板として、以下の機能を有するモジュール基板を採用してもよい。このように採用されるモジュール基板は、他の実施形態や変形例においても採用することができる。
１つの筐体２１に収容するモジュール基板として、ボディ系を制御する機能を有するモジュール基板の中から選定することができる。例えば、ボディ系を制御する機能を有するモジュール基板としては、主として乗員の操作やコンピュータプログラムの実行によって動作する、いわゆるイベントドリブンの装置を制御するモジュール基板がある。例えば、エアコンディショナーを制御するエアコンＥＣＵ、ドアロックシステムを制御するドアＥＣＵ、パワーウィンドウを制御するパワーウィンドウＥＣＵ、電動ドアミラーを制御するドアミラーＥＣＵ、パワーシートを制御するパワーシートＥＣＵ、サンルーフの開閉を制御するルーフＥＣＵ、ステアリングホイールに配置された各種スイッチからの信号の入出力を制御するステアリングホイールスイッチＥＣＵ、オーバーヘッドコンソールに配置された各種スイッチからの信号の入出力を制御するオーバーヘッドＥＣＵなどのＥＣＵをモジュール化したモジュール基板がある。
【００６１】
また、１つの筐体２１に収容するモジュール基板として、安全系を制御する機能を有するモジュール基板の中から選定することができる。例えば、安全系を制御する機能を有するモジュール基板としては、運転席エアバック、助手席エアバック、前席サイドエアバッグ、ニーエアバッグ、ルーフエアバッグ、後席用エアバッグ、後席再度エアバッグ、カーテン式エアバッグ、シートベルトのプリテンショナー、シートベルトのフォース（ロード）リミッタ−などを制御するＥＣＵをモジュール化したモジュール基板などがある。
【００６２】
また、１つの筐体２１に収容するモジュール基板として、情報系を制御する機能を有するモジュール基板の中から選定することができる。例えば、カーナビゲーション装置を制御するナビゲーションＥＣＵ、オーディオ装置を制御するオーディオＥＣＵ、電話を制御する電話ＥＣＵをモジュール化したモジュール基板などがある。
【００６３】
また、１つの筐体２１に収容するモジュール基板として、車両に設けられたアクセサリースイッチがＯＮしたときに作動するもの及び作動可能な状態になるものを制御する機能を有するモジュール基板の中から選定することができる。例えば、前述したパワーウィンドウを制御するパワーウィンドウＥＣＵ、電動ドアミラーを制御するドアミラーＥＣＵ、パワーシートを制御するパワーシートＥＣＵ、サンルーフの開閉を制御するルーフＥＣＵ、ステアリングホイールに配置された各種スイッチからの信号の入出力を制御するステアリングホイールスイッチＥＣＵ、オーバーヘッドコンソールに配置された各種スイッチからの信号の入出力を制御するオーバーヘッドＥＣＵ、情報系を制御するＥＣＵをモジュール化したモジュール基板などがある。
【００６４】
また、１つの筐体２１に収容するモジュール基板として、イグニッションキースイッチがＯＦＦの状態のときに作動する装置を制御する機能を有するモジュール基板の中から選定することができる。例えば、盗難防止装置を制御するＥＣＵ、パーキングランプ類を制御するＥＣＵをモジュール化したモジュール基板などがある。
なお、本実施形態に係る電子制御装置２０ｃの特徴的な構成は、他の実施形態および変形例に適用されてもよい。
【００６５】
なお、本発明は上記各実施形態または変形例に限定されるものではなく、以下のように具体化してもよい。
（１）上記第１実施形態および変形例において、電子制御装置２０は、上述した車載機器１１〜１４を制御対象とすることに限らず、車両と異なる一般的な外部機器を制御可能な電子制御装置として適用されてもよい。この場合、モジュール基板は、制御対象となる外部機器に応じてそれぞれ設けられることとなる。他の実施形態および変形例においても同様である。
【００６６】
（２）上記第１実施形態および変形例において、外部接続コネクタ４５は、全てのモジュール基板４１〜４４に設けられることに限らず、情報の共有化や取り扱う情報量に応じて、必要な基板のみに設けられてもよい。
【００６７】
（３）筐体２１内において、各モジュール基板４１〜４４は、基板間コネクタ４６を採用することで基板間接続を実施することに限らず、他の接続手段を用いて基板間接続を実施してもよい。
【符号の説明】
【００６８】
１１…エンジン（外部機器）
１２…トランスミッション（外部機器）
１３…ドアロック機構（外部機器）
１４…セキュリティ装置（外部機器）
１５…バッテリ（電源）
２０…電子制御装置
２１…筐体
２１ａ…一面
２１ｂ…対向面
２２…熱伝導性接着剤（熱伝導性の部材）
３０…マザー基板（第２の基板）
３１…一側基板面
３２…他側基板面
３３…電源回路
３４…外部接続コネクタ
３５…基板間接続コネクタ
４１〜４４…モジュール基板（第１の基板）
４５…外部接続コネクタ
４６…基板間接続コネクタ
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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