JP6437833B2 - 車載用の電気回路装置 - Google Patents

Description

本発明は、車両に搭載された車載用の電気回路装置に関する。

従来、電気回路装置として特許文献１に記載されたものが知られている。この電気回路装置は、アルミニウム製のケースと、このケース内に収容されたモジュール基板とを備えている。このケースの場合、モジュール基板を取り付ける取付部位を除いて、黒色アルマイト処理が施されており、この取付部位は、アルミニウムの地肌が露出しているとともに、その表面にはシリコンが塗布されている。

以上の構成に起因して、ケースは放熱器としての機能を備えており、それにより、この電気回路装置では、モジュール基板で発生した熱が、シリコンを介してケースに伝達された後、ケースから外部に放出される。

特開２００１−２３０５８０号公報

一般に、電気回路装置が車両に搭載される場合、すなわち車載用の電気回路装置の場合、その取付スペースの制約に起因して、装置の小型化が要求されることになる。これに対して、上記特許文献１の電気回路装置の場合、装置を小型化するためにケースを小型化すると、ケース内の空間が狭くなるのに伴って、放熱性能が低下するおそれがある。例えば、モジュール基板の発熱によるケース内の温度の上昇度合いが、ケースでの放熱による温度の低下度合いを上回ってしまう可能性があり、その場合には、電気回路装置が高温状態になることで、故障や誤作動が発生するおそれがある。

本発明は、上記課題を解決するためになされたもので、装置の小型化を図りながら、良好な放熱性能を確保することができ、商品性を向上させることができる車載用の電気回路装置を提供することを目的とする。

上記目的を達成するために、請求項１に係る車載用の電気回路装置１，１Ａは、車両に取り付けられたケース１０と、ケース１０に内蔵された回路基板１１と、ケース１０の上側の部位に設けられ、ケース１０の外部からの電線（シールド線２５）が接続された接続部（コネクタ１２）と、ケース１０内の上側にケース１０内に臨むように設けられ、黒色の表面を有し、接続部（コネクタ１２，１２Ａ，１２Ｂ）と回路基板１１との間に接続された黒色端子１３と、を備えることを特徴とする。

この車載用の電気回路装置によれば、電気回路装置の動作中、回路基板の電気回路が発熱した際、黒色端子が接続部と回路基板との間に接続されているので、電気回路の熱は、回路基板から黒色端子にダイレクトに伝達される。また、黒色端子が黒色の表面を有しているので、電気回路の熱は、輻射熱として黒色端子に伝達される。さらに、黒色端子がケース内の上側にケース内に臨むように設けられているので、加熱された空気が対流によってケースの上側に上昇することにより、その熱が黒色端子に伝達される。そして、以上の原理によって黒色端子に伝達された熱は、接続部に伝達される。この接続部には、ケースの外部からの電線が接続されており、このような電線の温度は、回路基板側よりも一般的に低温であるので、黒色端子から接続部に伝達された熱は、電線を介してケースの外側に伝達され、放熱されることになる。その際、電線が長いほど、より高い放熱作用を得ることができる。以上の熱伝達作用及び放熱作用によって、装置の小型化を図りながら、良好な放熱性能を確保することができ、商品性を向上させることができる。

請求項２に係る発明は、請求項１に記載の車載用の電気回路装置１において、電線（シールド線２５）は、車両の環境条件及び動作状態の少なくとも一方を検出するためのセンサ（吸気温センサ２０、吸気圧センサ２１、水温センサ２２）に接続されており、センサ（吸気温センサ２０、吸気圧センサ２１、水温センサ２２）は、回路基板１１の電気回路が動作中のときの回路基板１１の温度よりも低い温度の部位に配置されていることを特徴とする。

この車載用の電気回路装置によれば、電線は、車両の環境条件及び動作状態の少なくとも一方を検出するためのセンサに接続されている。このような用途のセンサの場合、一般に、比較的、小電流しか流れないので、センサの動作中でも、電線は温度上昇度合いが小さく、低温状態に保持される。これに加えて、センサが、回路基板の電気回路が動作中のときの回路基板よりも低温の部位に配置されているので、電気回路の動作中、センサ側から黒色端子側への熱伝導が発生するのを回避しながら、黒色端子からセンサ側への熱伝導を実現することができる。それにより、放熱性能をさらに向上させることができ、商品性をさらに向上させることができる。

請求項３に係る発明は、請求項１又は２に記載の車載用の電気回路装置１において、電線は、シールド線２５で構成されており、シールド線２５は、回路基板１１の電気回路が動作中のときの回路基板１１よりも低温の部位（車体壁２）に接地電位で接続された外部導線２５ｂと、黒色端子１３に接続部（コネクタ１２）を介して接続された内部導線２５ａと、を有することを特徴とする。

この車載用の電気回路装置によれば、電線がシールド線で構成され、その内部導線が黒色端子に接続部を介して接続されているので、黒色端子に伝達された熱は、接続部を介して、内部導線側に伝達される。さらに、シールド線の外部導線は、回路基板の電気回路が動作中のときの回路基板よりも低温の部位に接地電位で接続されているので、外部導線は回路基板よりも低温の状態になることで、内部導線側に伝達された熱は、外部導線側に伝達された後、シールド線の外側に放熱されることになる。それにより、シールド線による放熱効果を効率よく確保することができ、商品性をより一層、向上させることができる。

本発明の一実施形態に係る車載用の電気回路装置の構成を模式的に示す図である。 電気回路装置の構成を示す図１のＸ−Ｘ線に沿う断面図である。 電気回路装置のコネクタ周辺の構成を示す図である。 電気回路装置の変形例を示す図である。

以下、図面を参照しながら、本発明の一実施形態に係る車載用の電気回路装置について説明する。本実施形態の図１に示す電気回路装置（以下「ＥＣＵ」という）１は、図示しない車両に制御装置として搭載されたものである。この車両は、エンジンを動力源とする４輪車両タイプのものであり（いずれも図示せず）、ＥＣＵ１は、車体におけるエンジンルームの壁（以下「車体壁」という）２に取り付けられている（図２参照）。

このＥＣＵ１は、エンジン制御用のものであり、多数のセンサ、多数のアクチュエータ、複数の燃料噴射弁及び複数の点火プラグ（いずれも図示せず）がワイヤハーネスを介して電気的に接続されている。なお、図１では、便宜上、センサとしては、後述する５つのセンサ２０〜２４のみが示されているとともに、センサ２０〜２４の各々からＥＣＵ１に延びるワイヤハーネス内の１本のシールド線２５のみが、その被覆を省略した状態で示されている。

図２に示すように、ＥＣＵ１は、ケース１０と、ケース１０内に収容された回路基板１１と、ケース１０の上端部に設けられたコネクタ１２などを備えている。

このケース１０は、正面から見て横長の形状を有しており、図示しないネジを介して、車体壁２に上下方向に沿う状態で固定されている。また、回路基板１１は、ケース１０の内壁面及び車体壁２との間に所定の間隔を有する状態で、図示しないネジを介して、ケース１０に固定されている。

この回路基板１１上には、各種のＩＣチップなどが装着されており、それにより、ＣＰＵ、ＲＡＭ、ＲＯＭ及びＩ／Ｏポートを備えたマイクロコンピュータなどが構成されている。

また、ＥＣＵ１には、吸気温センサ２０、吸気圧センサ２１、水温センサ２２、ＬＡＦセンサ２３及び酸素濃度センサ２４が、シールド線２５及びコネクタ１２を介して電気的に接続されている。

このコネクタ１２は、各シールド線２５の先端部に取り付けられた接続端子１２ａと、ケース１０の天壁に取り付けられたコネクタハウジング１２ｂなどを備えている。この接続端子１２ａは、コネクタハウジング１２ｂに対して着脱自在に構成されており、接続端子１２ａをコネクタハウジング１２ｂに挿入することによって、センサ２０〜２４の各々は、ＥＣＵ１に電気的に接続されている。

また、このＥＣＵ１では、図３に示すように、３本の黒色端子１３、２本の通常端子１４及び５本の接地端子１５がコネクタ１２から下方に延びている。これらの黒色端子１３及び通常端子１４は、コネクタ１２と回路基板１１の間に接続されている。通常端子１４は、その表面に塗装が施されておらず、金属の地肌が露出したタイプのものであり、黒色端子１３は、通常端子１４の表面に黒色塗料を被覆したタイプのものである。また、各接地端子１５は、その一端部がコネクタ１２に接続され、他端部が車体壁２に接地電位で接続されている。

さらに、前述した３つのセンサ２０〜２２の場合、シールド線２５の内部導線２５ａは、コネクタ１２及び３本の黒色端子１３を介して、回路基板１１に接続されている。一方、２つのセンサ２３，２４の場合、シールド線２５の内部導線２５ａは、コネクタ１２及び２本の通常端子１３を介して、回路基板１１に接続されている。以上のように構成されている理由については後述する。

一方、各シールド線２５の外部導線２５ｂは、コネクタ１２及び接地端子１５を介して、車体壁２に接地電位で接続されている。

また、前述した吸気温センサ２０及び吸気圧センサ２１はそれぞれ、吸気温及び吸気圧を検出するものであり、エンジンの吸気通路（図示せず）に設けられている。さらに、水温センサ２２は、エンジンのシリンダブロック（図示せず）内を循環する冷却水の温度であるエンジン水温を検出するものであり、シリンダブロックに取り付けられている。

一方、ＬＡＦセンサ２３及び酸素濃度センサ２４はそれぞれ、エンジンの排気通路（図示せず）内の排ガス中の酸素濃度を検出するものであり、排気通路に設けられている。

以上のように構成された本実施形態のＥＣＵ１によれば、ＥＣＵ１の動作中、回路基板１１のマイクロコンピュータや電気回路が発熱すると、黒色端子１３がコネクタ１２と回路基板１１との間に接続されているので、回路基板１１の熱は、回路基板１１から黒色端子１３にダイレクトに伝達される。また、黒色端子１３が黒色の表面を有しているので、回路基板１１の熱は、輻射熱として黒色端子１３に伝達される。さらに、黒色端子１３がケース１０内の上側にケース１０内に臨むように設けられているので、加熱された空気が対流によってケース１０の上側に上昇することにより、その熱が黒色端子１３に伝達される。そして、以上の原理によって黒色端子１３に伝達された熱は、コネクタ１２に伝達される。

このコネクタ１２には、３つのセンサ２０〜２２からのシールド線２５が接続されている。これらのセンサ２０〜２２の場合、車両の環境条件及び動作状態などの検出用である関係上、比較的、小電流しか流れないので、センサ２０〜２２の動作中でも、シールド線２５は温度上昇度合いが小さく、低温状態に保持される。これに加えて、３つのセンサ２０〜２２は、ＥＣＵ１の動作中のときの回路基板１１よりも低温の部位（すなわちエンジンの吸気通路及びシリンダブロック）に配置されている。以上の理由により、ＥＣＵ１の動作中、回路基板１１の熱を、センサ２０〜２２側から黒色端子１３側への熱伝導が発生するのを回避しながら、黒色端子１３及びシールド線２５を介して、センサ２０〜２２側に伝達し、放熱することができる。それにより、装置の小型化を図りながら、良好な放熱性能を確保することができ、商品性を向上させることができる。

さらに、シールド線２５では、その内部導線２５ａが黒色端子１３にコネクタ１２を介して接続されているので、黒色端子１３に伝達された熱は、コネクタ１２を介して、内部導線２５ａ側に伝達される。さらに、シールド線２５の外部導線２５ｂは、車体壁２に接地電位で接続されており、この車体壁２は、回路基板１１の電気回路が動作中のときの回路基板１１よりも低温であるので、外部導線２５ｂが回路基板１１よりも低温の状態になることで、内部導線２５ａに伝達された熱は、外部導線２５ｂ側に伝達された後、シールド線２５の外側や車体壁２に放熱されることになる。それにより、シールド線２５による放熱効果を効率よく確保することができ、商品性をより一層、向上させることができる。

これに対して、前述したＬＡＦセンサ２３及び酸素濃度センサ２４の場合、排気通路に設けられており、ＥＣＵ１の動作中、回路基板１１側の温度よりも高温になる関係上、回路基板１１側の熱がシールド線２５を介してセンサ側に伝達されにくく、上述したような放熱効果が得られないことになる。この理由により、黒色端子１３ではなく、通常端子１４が用いられている。

なお、実施形態は、接続部としてのコネクタ１２をケース１０の天壁に設けた例であるが、本発明の接続部はこれに限らず、ケースの上側の部位に設けられていればよい。例えば、図４に示すように、電気回路装置であるＥＣＵ１Ａを正面から見て縦長の形状とし、その左右の側壁の上側に、接続部としての２つのコネクタ１２Ａ，１２Ｂを設けてもよい。このように構成した場合でも、実施形態と同様の作用効果を得ることができる。

また、実施形態は、接続部として、コネクタ１２を用いた例であるが、本発明の接続部はこれに限らず、外部からの電線が接続されるものであればよい。例えば、接続部として、コネクタ１２に代えて、カプラなどの接続部材を用いてもよい。

さらに、実施形態は、電線として、シールド線２５を用いた例であるが、本発明の電線はこれに限らず、外部から電気回路装置１の接続部に接続されるものであればよい。例えば、電線として、フラットケーブルなどを用いてもよい。

また、実施形態は、本発明の車載用の電気回路装置をエンジン制御用の制御装置に適用した例であるが、本発明の車載用の電気回路装置はこれに限らず、車両に搭載されたものであればよい。例えば、本発明の車載用の電気回路装置を、車両の駆動系を制御する制御装置や各種の駆動回路装置などに適用してもよい。

さらに、実施形態は、本発明の車載用の電気回路装置を４輪タイプの車両に適用した例であるが、本発明の車載用の電気回路装置は、これに限らず、３輪以下の車輪を備えた車両、６輪以上の車輪を備えた車両及び無限軌道車両などにも適用可能である。

１ 電気回路装置
１Ａ 電気回路装置
２ 車体壁
１０ ケース
１１ 回路基板
１２ コネクタ（接続部）
１２Ａ コネクタ（接続部）
１２Ｂ コネクタ（接続部）
１３ 黒色端子
２０ 吸気温センサ
２１ 吸気圧センサ
２２ 水温センサ
２５ シールド線（電線）
２５ａ 内部導線
２５ｂ 外部導線

Claims (3)

1. 車両に取り付けられたケースと、
   当該ケースに内蔵された回路基板と、
   前記ケースの上側の部位に設けられ、当該ケースの外部からの電線が接続された接続部と、
   前記ケース内の上側に当該ケース内に臨むように設けられ、黒色の表面を有し、前記接続部と前記回路基板との間に接続された黒色端子と、
   を備えることを特徴とする車載用の電気回路装置。
2. 前記電線は、前記車両の環境条件及び動作状態の少なくとも一方を検出するためのセンサに接続されており、
   当該センサは、前記回路基板の電気回路が動作中のときの当該回路基板の温度よりも低い温度の部位に配置されていることを特徴とする請求項１に記載の車載用の電気回路装置。
3. 前記電線は、シールド線で構成されており、
   当該シールド線は、
   前記回路基板の電気回路が動作中のときの当該回路基板よりも低温の部位に接地電位で接続された外部導線と、
   前記黒色端子に前記接続部を介して接続された内部導線と、
   を有することを特徴とする請求項１又は２に記載の車載用の電気回路装置。

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