(57)【要約】【課題】小さなスペースで配置することができるとともに、放熱効率のよい電子制御装置の放熱構造を実現することを可能にする。【解決手段】車両１０を制御する電子制御装置の放熱構造において、電子制御装置２０に発生した熱を直接的に車体パネル１６に伝え、この車体パネル１６を介して電子制御装置２０に発生した熱を放熱するようにしたものであり、電子制御装置２０に、車体パネル１６に直接的に取付けられる金属製基板２１と、この金属製基板２１に取付けられる回路基板２２と、この回路基板２２に搭載され、動作状態にて発熱をする複数の能動素子２３，２４と、これらの金属製基板２１、回路基板２２及び複数の能動素子２３，２４を一括して覆うケース２６とを備えた。【選択図】図６
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
車両を制御する電子制御装置の放熱構造において、
前記電子制御装置に発生した熱を直接的に車体パネルに伝え、この車体パネルを介して前記電子制御装置に発生した熱を放熱するようにしたことを特徴とする電子制御装置の放熱構造。
【請求項２】
前記電子制御装置は、前記車体パネルに直接的に取付けられる金属製基板と、この金属製基板に取付けられる回路基板と、この回路基板に搭載され、動作状態にて発熱をする複数の能動素子と、これらの金属製基板、回路基板及び複数の能動素子を一括して覆うケースとを備えたことを特徴とする請求項１記載の電子制御装置の放熱構造。
【請求項３】
前記電子制御装置は、前記車体パネルに取付けた状態で、前記複数の能動素子の内、発熱量の大きいものほど上方に配置されたことを特徴とする請求項１又は請求項２記載の電子制御装置の放熱構造。
【請求項４】
前記複数の能動素子の内、少なくとも発熱量の大きい能動素子を、直接的に前記金属製基板に取付けたことを特徴とする請求項１、請求項２又は請求項３記載の電子制御装置の放熱構造。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、車両を制御する電子制御装置の放熱構造に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
電子制御装置の放熱構造として、アルミニウム製の金属ケースに電子制御装置の回路部分を納め、車体側に取付けるものが知られている。
この種の電子制御装置の放熱構造は、電子制御装置の回路部分を構成するマイコンやＦＥＴ（field effect transistor）などの能動素子の熱を放熱するために、能動素子に放熱器を直接取付け、この放熱器を外部に臨ませるものであった。
【０００３】
このような電子制御装置の放熱構造として、放熱フィンを有する放熱器（ヒートシンク）を搭載したものが知られている（例えば、特許文献１参照。）。
【特許文献１】特開２００７−８４０３公報
【０００４】
特許文献１の電子制御装置の放熱構造は、車両駆動用モータのインバータが取付けられ裏面側に放熱フィンを有する第１の放熱器と、車両制御電源用のＤＣ−ＤＣコンバータが取付けられ、裏面側に放熱フィンを有する第２の放熱器と、補機駆動用の電力変換器が取付けられ、裏面側に放熱フィンを有する第３の放熱器とから構成され、第１の放熱器の放熱フィン側に、第２・第３の放熱器の放熱フィンを並列に且つ対向配置し、第１の放熱器と第２・第３の放熱器とを左右一対の側壁部材で連結し、第１〜第３の放熱器の放熱フィン及び側壁部材で冷却通路を形成した電子制御装置の放熱構造である。
【０００５】
しかし、電子制御装置の放熱構造では、車両駆動用モータのインバータに第１の放熱器が設けられ、車両制御電源用のＤＣ−ＤＣコンバータに第２の放熱器が設けられ、補機駆動用の電力変換器に第３の放熱器が設けられるので、電子制御装置が大型になり、レイアウトのスペース効率が悪化する。
また、電子制御装置の放熱構造では、第１〜第３の放熱器の放熱フィンが一箇所に集中するので、第１〜第３の放熱器の熱が集中し、放熱効率が落ちることが予想される。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
本発明は、小さなスペースで配置することができるとともに、放熱効率のよい電子制御装置の放熱構造を提供することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
請求項１に係る発明は、車両を制御する電子制御装置の放熱構造において、電子制御装置に発生した熱を直接的に車体パネルに伝え、この車体パネルを介して電子制御装置に発生した熱を放熱するようにしたことを特徴とする。
【０００８】
請求項２に係る発明は、電子制御装置が、車体パネルに直接的に取付けられる金属製基板と、この金属製基板に取付けられる回路基板と、この回路基板に搭載され、動作状態にて発熱をする複数の能動素子と、これらの金属製基板、回路基板及び複数の能動素子を一括して覆うケースとを備えたことを特徴とする。
【０００９】
請求項３に係る発明は、電子制御装置が、車体パネルに取付けた状態で、複数の能動素子の内、発熱量の大きいものほど上方に配置されたことを特徴とする。
【００１０】
請求項４に係る発明は、複数の能動素子の内、少なくとも発熱量の大きい能動素子を、直接的に金属製基板に取付けたことを特徴とする。
【発明の効果】
【００１１】
請求項１に係る発明では、電子制御装置に発生した熱を直接的に車体パネルに伝え、この車体パネルを介して電子制御装置に発生した熱を放熱するようにした。これにより、一般的に、放熱器に形成される放熱フィンを設ける必要がなくなる。この結果、電子制御装置をコンパクトに形成することができ、電子制御装置を小さな（狭い）スペース（空間）に配置することができる。すなわち、電子制御装置のレイアウト性の向上を図ることができる。
また、車体パネルの蓄熱容量は無限大に近いくらい大きいものであるから、電子制御装置の放熱効率を向上することができる。
【００１２】
請求項２に係る発明では、電子制御装置に、車体パネルに直接的に取付けられる金属製基板を備えたので、車体パネルに電子制御装置の熱を効率よく伝導することができる。
【００１３】
請求項３に係る発明では、電子制御装置が、車体パネルに取付けた状態で、複数の能動素子の内、発熱量の大きいものほど上方に配置された。例えば、能動素子の中でもマイコンなどは発熱量が大きいことが知られる。熱は上方に上がる性質を有するから発熱量の大きい能動素子を上方に配置することで、放熱効率の向上が期待できる。
【００１４】
請求項４に係る発明では、複数の能動素子の内、少なくとも発熱量の大きい能動素子を、直接的に金属製基板に取付けたので、能動素子の熱を金属製基板を介して車体パネルに迅速に伝えることができる。この結果、電子制御装置の放熱の促進を図ることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１５】
本発明を実施するための最良の形態を添付図に基づいて以下に説明する。なお、図面は符号の向きに見るものとする。
図１は本発明に係る電子制御装置の放熱構造を採用した車両の斜視図であり、図２は図１の２矢視図であり、図３は本発明に係る電子制御装置の放熱構造の側面図である。
車両１０は、車体１１側面の骨格を形成する左右のフロントピラー１４，１４（一方の１４不図示）と、これらの左右のフロントピラー１４，１４の下部を繋ぐダッシュボードロア１６と、このダッシュボードロア１６の運転席（不図示）側若しくは助手席側で且つ車室１２内側から取付けられた電子制御装置（ＥＣＵ）２０とを備える。
【００１６】
ダッシュボードロア１６は、車体パネルの一例である。また、ＥＣＵ２０は、エレクトリックコントロールユニット若しくはエンジンコントロールユニットの略であって、車両用のコンピュータであり、当初は、点火時期や燃料噴射、アイドルアップ、リミッタといったエンジンの制御が目的であったが、車両１０の進化にともない駆動系、制動系、操舵系などの制御を行うユニットである。
【００１７】
電子制御装置の放熱構造は、電子制御装置２０を複数のボルト２７でダッシュボードロア１６に取付け、電子制御装置２０に発生した熱を直接的に車体パネル（ボルトでダッシュボードロア）１６に伝え、この車体パネル１６を介して電子制御装置２０に発生した熱を放熱するようにした構造である。
【００１８】
図４は図２の４−４線断面図である。
電子制御装置２０は、車体パネル（ダッシュボードロア）１６に直接的に取付けられる金属製基板２１と、この金属製基板２１に取付けられる回路基板２２と、この回路基板２２に搭載され、動作状態にて発熱をする複数の能動素子２３，２４と、これらの金属製基板２１、回路基板２２及び複数の能動素子２３，２４を一括して覆うケース２６と、このケース２６と金属製基板２１とを車体パネル１６に取付ける複数（８本）のボルト２７とからなる。
【００１９】
金属製基板２１は、熱伝導率のよい素材が用いられ、好ましくは銅板若しくはアルミニウム板である。
回路基板２２は、金属製基板２１に密着される絶縁面３１と、この絶縁面３１の対向側に、複数の能動素子２３，２４や複数の受動素子（不図示）が搭載されるとともに、これらの複数の能動素子２３，２４や複数の受動素子を選択的に繋ぐ回路パターン３２とを備える。この回路パターン３２に形成されたアースパターン３３は、取付ねじ３４を介して金属製基板２１に直接アースされ、結果的に、車体パネル１６側にアースされる。
【００２０】
能動素子２３，２４は、マイコン（ＣＰＵ）２３、ＦＥＴ（field effect transistor）２４、ＩＣ（集積回路）やトランジスタ（不図示）などであり、受動素子は、抵抗（不図示）やコンデンサなどである。
【００２１】
ケース２６は、一例として、アルミニウム製ダイカストにて形成されるケースであり、回路基板２２を覆うケース本体部３７と、このケース本体部３７から延出され、金属製基板２１を介して車体パネル１６に取付けられるフランジ部３８と、ケース本体部３７とフランジ部３８との間に形成され、回路基板２２を保持する保持部３９とを備える。
ケース２６に、回路基板２２を保持する保持部３９が形成されることで、回路基板２２を金属製基板２１に強固に保持することができる。
【００２２】
図５（ａ），（ｂ）は本発明に係る電子制御装置の放熱構造の比較検討図であり、（ａ）は比較例の電子制御装置の放熱構造を示し、（ｂ）は実施例の電子制御装置の放熱構造を示す。
（ａ）において、電子制御装置の放熱構造は、車体パネル１０１にブラケット１０２〜１０４を介して電子制御装置１００が取付けられる。電子制御装置１００は、ケース１０５内に収納されたマイコン（不図示）若しくはＦＥＴなどの発熱の大きな能動素子（不図示）に専用のヒートシンクが設けられる。従って、電子制御装置１００が大きくなり、配置のために大きなスペースを必要とする。
【００２３】
（ｂ）において、電子制御装置の放熱構造では、電子制御装置２０に発生した熱を直接的に車体パネル１６に伝え、この車体パネル１６を介して電子制御装置２０に発生した熱を放熱するようにした。これにより、一般的に、放熱器に形成される放熱フィンを設ける必要がなくなる。この結果、電子制御装置２０をコンパクトに形成することができ、電子制御装置２０を小さな（狭い）スペース（空間）に配置することができる。すなわち、電子制御装置２０のレイアウト性の向上を図ることができる。
また、車体パネル１６の蓄熱容量は、無限大に近いくらい大きいものであるから、電子制御装置２０の放熱効率を向上することができる。
【００２４】
すなわち、電子制御装置の放熱構造では、電子制御装置２０に、車体パネル１６に直接的に取付けられる金属製基板２１を備えたので、車体パネル１６に電子制御装置２０の熱を効率よく伝導することができる。
【００２５】
図６は本発明に係る電子制御装置の放熱構造の作用を示す模式図である。
電子制御装置の放熱構造では、ケース２６内に収納されたマイコン（ＣＰＵ）２３の熱は、回路基板２２及び金属製基板２１を介して車体パネル１６に矢印で示される熱ａ１及び熱ａ２の如く伝達される。熱は上方にせり上がる特性を有するので、上方に伝達される熱のほうが下方に伝達される熱よりも大きい（ａ１＞ａ２）と考えられる。
同様に、ＦＥＴ２４で発生した熱は、回路基板２２及び金属製基板２１を介して車体パネル１６に矢印で示される熱ｂ１及び熱ｂ２の如く伝達される（ｂ１＞ｂ２）。
【００２６】
電子制御装置の放熱構造では、電子制御装置２０を、車体パネル１６に取付けた状態で、複数の能動素子２３，２４の内、発熱量の大きいものほど上方に配置されたものといえる。例えば、能動素子２３，２４の中でもマイコン２３の発熱量がＦＥＴ２４の発熱量よりも大きい（ａ１＞ｂ１、ａ２＞ｂ２）ことが知られる。先に述べた通り、熱は上方に上がる性質を有するから発熱量の大きい能動素子（マイコン）２３を上方に配置することで、放熱効率の向上が期待できる。
【００２７】
図７は本発明に係る第２実施例の電子制御装置の放熱構造の斜視図である。
図７に示されたように、電子制御装置５０は、車体パネル（ダッシュボードロア）１６に直接的に取付けられる金属製基板５１と、この金属製基板５１に取付けられる回路基板５２と、この回路基板５２に搭載されるとともに金属製基板５１に直接的に臨ませ、動作状態にて発熱をする複数の能動素子５３，５４と、これらの金属製基板５１、回路基板５２及び複数の能動素子５３，５４を一括して覆うケース５６と、ケース５６と金属製基板５１とを車体パネル１６に取付ける複数のボルト５７とからなる。
【００２８】
すなわち、電子制御装置の放熱構造では、複数の能動素子５３，５４の内、少なくとも発熱量の大きい能動素子５３，５４を、直接的に金属製基板５１に取付けたものといえる。これにより、能動素子５３，５４の熱を金属製基板を介して車体パネル１６に迅速に伝えることができる。この結果、電子制御装置５０の放熱の促進を図ることができる。
【００２９】
回路基板５２は、金属製基板５１側に形成される第１の回路パターン６１と、ケース５６側に形成される第２のパターン６２とが形成され、複数のカラー６３（１個のみ図示）を介して複数の取付ねじ６４（１個のみ図示）で金属製基板５１に取付けられる。
【００３０】
金属製基板５１は、銅板若しくはアルミニウム板であり、熱伝導シート７１を介して車体パネル（ダッシュボードロア）１６に取付けられる。従って、車体パネル１６の凹凸や金属製基板５１の凹凸が吸収され、熱伝導が促進されるとともに、車体１１側から電子制御装置５０に伝わる振動の抑制を図ることができる。
【００３１】
能動素子５３，５４の内のマイコン（ＣＰＵ）５３は、回路基板５２に搭載されるとともに、第１の回路パターン６１に電気的に接続される。さらに、マイコン５３は、第１の熱伝導シート７２、段差吸収板７４及び第２の熱伝導シート７３を介して金属製基板５１に当接されるとともに、略マイコン５３の厚み分のカラー７５，７５を介して取付ねじ７６，７６で金属製基板５１に締め付けられる。段差吸収板７４は、金属製基板５１と同様に銅板若しくはアルミニウム板にて形成される。
【００３２】
すなわち、マイコン５３は、第１の熱伝導シート７２、段差吸収板７４及び第２の熱伝導シート７３を介して金属製基板５１に当接されるとともに、略マイコン５３の厚み分のカラー７５，７５を介して取付ねじ７６，７６で金属製基板５１に挟み込むように、締め付けられることで、金属製基板５１への熱伝導が促進される。
また、能動素子５３，５４の内のＦＥＴ５４は、熱伝導シート７７を介して金属製基板５１に直接的に取付けられることで、金属製基板５１への熱伝導が促進される。
【００３３】
図７に示された電子制御装置の放熱構造では、段差吸収板７４が能動素子（マイコン）５３に設けられるので、一定の間隔に設定された回路基板５２と金属製基板５１との間に、異なる高さの能動素子５３，５４を自由に配置することができる。
【００３４】
また、図７に示された電子制御装置の放熱構造では、回路基板５２は、第１・第２の回路パターン６１，６２を形成することができるので、回路パターン６１，６２を、さらに自由に引き回すことがきる。この結果、回路パターン６１，６２の設計の自由度を拡大することができる。
【００３５】
尚、本発明に係る電子制御装置の放熱構造は、図２に示すように、電子制御装置２０をダッシュボードロア１６に取付けたが、これに限るものではなく、ダッシュボードロア１６は、車体パネルや車体フレームなどの車体側構成部材であればよい。
【００３６】
本発明に係る電子制御装置の放熱構造は、図７に示すように、金属製基板５１は熱伝導シート７１を介して車体パネル１６に取付けられたが、これに限るものではなく、熱伝導シート７１はシリコングリスであってもよい。さらに、マイコン５３やＦＥＴ５４に介在させた熱伝導シート７２，７３，７７も、シリコングリスを用いてもよい。
【産業上の利用可能性】
【００３７】
本発明に係る電子制御装置の放熱構造は、セダンやワゴンなどの乗用車に採用するのに好適である。
【図面の簡単な説明】
【００３８】
【図１】本発明に係る電子制御装置の放熱構造を採用した車両の斜視図である。
【図２】図１の２矢視図である。
【図３】本発明に係る電子制御装置の放熱構造の側面図である。
【図４】図２の４−４線断面図である。
【図５】本発明に係る電子制御装置の放熱構造の比較検討図である。
【図６】本発明に係る電子制御装置の放熱構造の作用を示す模式図である。
【図７】本発明に係る第２実施例の電子制御装置の放熱構造の斜視図である。
【符号の説明】
【００３９】
１０…車両、１６…車体パネル（ダッシュボードロア）、２０，５０…電子制御装置、２１，５１…金属製基板、２２，５２…回路基板、２３，５３…能動素子（マイコン）、２４，５４…能動素子（ＦＥＴ）、２６，５６…ケース。
【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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【図７】
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