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JP2003222021A - 電子制御装置一体式の吸気モジュール - Google Patents

電子制御装置一体式の吸気モジュール

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JP2003222021A
JP2003222021A JP2002022851A JP2002022851A JP2003222021A JP 2003222021 A JP2003222021 A JP 2003222021A JP 2002022851 A JP2002022851 A JP 2002022851A JP 2002022851 A JP2002022851 A JP 2002022851A JP 2003222021 A JP2003222021 A JP 2003222021A
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JP
Japan
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control device
heat
intake
electronic control
ecu
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Kenji Kinoshita
謙二 木下
Satoru Umemoto
悟 梅本
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Denso Corp
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Denso Corp
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    • H05K7/20—Modifications to facilitate cooling, ventilating, or heating
    • H05K7/20845—Modifications to facilitate cooling, ventilating, or heating for automotive electronic casings
    • H05K7/20854—Heat transfer by conduction from internal heat source to heat radiating structure
    • H—ELECTRICITY
    • H05—ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
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  • Electrical Control Of Air Or Fuel Supplied To Internal-Combustion Engine (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【課題】電子制御装置の温度上昇を抑制し、電子部品の
破壊等を防止すること。 【解決手段】吸気モジュール１にはＥＣＵ収納部６が設
けられ、そのＥＣＵ収納部６にＥＣＵ１０が収納されて
いる。ＥＣＵ収納部６はそれよりも上流側の吸気通路２
ａと同方向に設けられ、ＥＣＵ収納部６の一側面（側面
６ａ）に吸気が当たる構成となっている。この構成にお
いて、ＥＣＵ１０の回路基板１１には、ＥＣＵ収納部６
の側面６ａ側に発熱部品２２が実装され、低耐熱部品２
３がその反対側に実装されている。また、ＥＣＵ収納部
６の側面６ａには、吸気の流れに沿わせて複数の放熱フ
ィン２１が設けられている。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、車両用の電子制御
装置を一体的に収納した吸気モジュールに関するもので
ある。
【０００２】
【従来の技術】従来より、吸気モジュールに車両用電子
制御装置（車載ＥＣＵ）を組み付けたものが提案されて
おり、その冷却構造としてＥＣＵケースの周囲に多数の
放熱フィンを設けたものがある。この構成では、吸気モ
ジュール内の吸気通路を吸入空気が通過する際、放熱フ
ィンを介してＥＣＵの熱が放出され、当該ＥＣＵが冷却
されるようになっていた。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら上記従来
構成では、吸気通路における吸入空気の流れが放熱フィ
ンにより阻害され、それに伴う圧損（圧力損失）により
エンジン性能が低下するという問題が生じる。そのた
め、吸気通路内における放熱フィンを無くす必要がある
が、放熱フィンを無くすとＥＣＵの放熱性が低下して内
部温度が上昇し、電子部品が破壊されるという問題が懸
念される。こうした実状から、放熱のための新たな対策
が望まれている。
【０００４】本発明は、上記問題に着目してなされたも
のであって、その目的とするところは、電子制御装置の
温度上昇を抑制し、電子部品の破壊等を防止することが
できる電子制御装置一体式の吸気モジュールを提供する
ことである。
【０００５】
【課題を解決するための手段】請求項１に記載の吸気モ
ジュールでは、制御装置収納部の特定部位に吸入空気が
当たるよう構成されており、電子制御装置の回路基板上
において発熱部品は前記特定部位側に実装され、低耐熱
部品はその反対側に実装される。この場合、発熱部品の
熱が吸入空気により効率的に奪われる。そのため、電子
制御装置の温度上昇が抑制され、電子部品の破壊等が防
止できる。
【０００６】請求項２に記載の発明では、制御装置収納
部はそれよりも上流側の吸気通路と略同方向に設けら
れ、制御装置収納部の一側面に吸入空気が当たる構成で
あって、当該制御装置収納部の一側面側に発熱部品が実
装される。この場合、発熱部品は、放熱性の高い制御装
置収納部の一側面（特定部位）に近づけて実装されるた
め、上記の通り電子制御装置の温度上昇が抑制できる。
【０００７】請求項３に記載の発明では、制御装置収納
部はそれよりも上流側の吸気通路に対して略垂直に且つ
鉛直方向に設けられ、制御装置収納部上方の特定部位に
吸入空気が当たる構成であって、発熱部品を上方に実装
し、低耐熱部品を下方に実装した。この場合、熱は上方
に向かう傾向にあり、低耐熱部品の熱的な保護が可能と
なる。また、上方に向かった熱は発熱部品の発熱と共に
制御装置収納部上方の特定部位から放出される。故に、
上記の通り電子制御装置の温度上昇が抑制できる。
【０００８】また、請求項４に記載の発明では、発熱部
品と特定部位側とを連結する放熱パターン部材を回路基
板上に設置した。この場合、熱伝導性が向上し、より一
層の冷却効果が実現できる。
【０００９】請求項５に記載の発明では、前記放熱パタ
ーン部材を、低耐熱部品を実装した基板面とは反対の面
に設置した。この場合、低耐熱部品の周囲温度の上昇が
抑制できる。
【００１０】請求項６に記載の発明では、回路基板上に
おいて発熱部品を実装する領域と低耐熱部品を実装する
領域との間に、導体パターンを一部除去した熱伝導遮断
部を設けた。この場合、発熱部品を実装する領域と低耐
熱部品を実装する領域との接続パターンが最小限とな
り、発熱部品から低耐熱部品への熱伝導が抑制される。
従って、低耐熱部品の熱的な環境がより一層改善され
る。
【００１１】また、請求項７に記載の発明では、吸気通
路内において制御装置収納部の前記特定部位に吸入空気
の流れに沿わせて放熱フィンを設けた。この場合、放熱
フィンにより放熱効率が向上する。また、放熱フィンは
吸入空気の流れに沿って設けられるため、吸入空気の抵
抗、すなわち圧損が低減できる。
【００１２】上記請求項７の発明では請求項８に記載し
たように、放熱フィンは制御装置収納部寄りの基端部が
広く、先端部が狭い形状であると良い。この場合、放熱
性と圧損との双方が改善できる。つまり、放熱フィン
は、基端部が広いために熱源である電子制御装置の熱が
効率良く放出され、先端部が狭いために圧損（吸入空気
の抵抗）が低減できる。
【００１３】また、請求項９に記載したように、複数の
放熱フィンの設置間隔を吸気通路内の放熱条件に応じて
不等間隔としたり、請求項１０に記載したように、各放
熱フィンの大きさを吸気通路内の放熱条件に応じて設定
したりすると良い。この場合、放熱フィンによる放熱特
性がより一層改善される。
【００１４】請求項１１に記載の発明では、吸気通路内
において制御装置収納部の前記特定部位以外にも放熱フ
ィンを設けた。この場合、放熱フィンの数が増えること
により放熱量が増え、放熱特性がより一層改善される。
【００１５】
【発明の実施の形態】本実施の形態の吸気モジュール
は、ＥＣＵ（電子制御装置）が一体的に収納され、その
状態で車載エンジンの直上に搭載されるものである。以
下、その詳細を図面に従い説明する。
【００１６】図１は吸気モジュールの外観を示す図面で
あり、（ａ）は平面図、（ｂ）は正面図である。図２は
該吸気モジュールについてＥＣＵ収納部の構成を示す斜
視図である。また、図３はＥＣＵ収納部付近の構成を示
す図面であり、（ａ）はＥＣＵ収納部を示す側面図、
（ｂ）はＥＣＵ収納部の断面図すなわち図１のＡ−Ａ線
断面図である。但し図３ではＥＣＵ収納部にＥＣＵを収
納した状態を示す。
【００１７】図１に示すように、吸気モジュール１は、
ポリプロピレン（ＰＰ）等にて樹脂成型されたケーシン
グ２を基本構成要素とし、その中空部には吸気通路が形
成されている。ケーシング２には空気取入口３及び空気
出口４が設けられると共に空気取入口３付近にエアクリ
ーナ５が収容されている。この場合、空気取入口３より
導入された空気（外気）はエアクリーナ５を通過した
後、図示しない吸気通路を介して空気出口４より排出さ
れる。吸気モジュール１より排出された空気は図示しな
い吸気配管を介してエンジンＥに吸入される。
【００１８】また、ケーシング２にはＥＣＵ１０を収納
するためのＥＣＵ収納部（制御装置収納部）６が設けら
れている。ＥＣＵ収納部６には、一面（図１（ａ）の下
側面）のみが開口した収納穴７が設けられており、図２
に示すように収納穴７の開口部よりＥＣＵ１０の回路基
板１１が挿入されるようになっている。図の符号１２は
ＥＣＵ１０のコネクタ部１２である。
【００１９】図１〜図３に示すように、ＥＣＵ収納部６
にはその外周面において複数の補強リブ９が設けられて
いる。この補強リブ９はケーシング２の成型時に一体成
型される。補強リブ９は吸気モジュール１の長手方向に
沿って等間隔に設けられている。
【００２０】上記吸気モジュール１は、エアクリーナ収
納部８がエンジンＥ上に直接搭載される。この場合、３
カ所又は４カ所程度のネジ締結部（図示略）で吸気モジ
ュール１がエンジンＥに固定される。
【００２１】次に、ＥＣＵ収納部６についてケーシング
２内部の構成を説明する。図４（ａ）は図１のＢ−Ｂ線
断面図、（ｂ）はＥＣＵ収納部６を図４（ａ）のＣ方向
から見た図面である。
【００２２】ケーシング２内には吸気通路２ａが設けら
れており、吸気（吸入空気）は吸気通路２ａを図示の如
く下流側に流れる。この場合、吸気は最終的に空気出口
４から流れ出るため、吸気の流れは空気出口４に向けて
傾いたものとなる。また、ＥＣＵ収納部６は吸気通路２
ａに突出した状態で設けられ、更にＥＣＵ収納部６はそ
れよりも上流側の吸気通路２ａと同方向に設けられるこ
とから、ＥＣＵ収納部６の一側面（側面６ａ）に吸気が
当たる構成となっている。この側面６ａが特許請求の範
囲に記載した「特定部位」に相当する。
【００２３】また、ＥＣＵ収納部６の側面６ａには、吸
気の流れに沿わせて複数の放熱フィン２１が等間隔に設
けられている。放熱フィン２１は、ＥＣＵ収納部６寄り
の基端部が広く先端部が狭い、略三角形の形状をなして
いる。
【００２４】図５はＥＣＵ１０の構成を示す平面図であ
る。図５に示すように、回路基板１１には多数の電子部
品が実装されている。多数の電子部品には出力回路など
発熱量の大きい発熱部品２２や、マイクロコンピュータ
や汎用ＩＣなど耐熱性の低い低耐熱部品２３が含まれ
る。この場合、発熱部品２２はＥＣＵ収納部６の側面６
ａ側（図の下側）に集めて実装され、低耐熱部品２３は
発熱部品２２の熱の影響を避けるために反対側（図の上
側）に実装されている。
【００２５】上記構成の吸気モジュール１では、発熱部
品２２の熱はＥＣＵ収納部６の側面６ａに伝達され、そ
の側面６ａより放出される。このとき、ＥＣＵ収納部６
の側面６ａは吸気が最も良く当たる部位であり、発熱部
品２２の熱が吸気により効率的に奪われる。
【００２６】また、放熱フィン２１を設けたことにより
放熱効率が向上する。このとき、ＥＣＵ収納部６の側面
６ａは発熱部品２２からの熱で温度が高く、その熱が更
に放熱フィン２１に伝達される。吸気との温度差が大き
いほど放熱性が向上するため、高温の放熱フィン２１か
ら効率的な放熱が実現される。また、放熱フィン２１は
吸入空気の流れに沿って設けられるため、吸気の流れが
阻害されず、吸気の抵抗すなわち圧損が低減できる。
【００２７】更に、放熱フィン２１はＥＣＵ収納部６寄
りの基端部が広く、先端部が狭い形状であるため、放熱
性と圧損との双方が改善できる。つまり、放熱フィン２
１は、基端部が広いために熱源であるＥＣＵ１０の熱が
効率良く放出され、先端部が狭いために圧損（吸入空気
の抵抗）が低減できる。
【００２８】以上のことから、本実施の形態の吸気モジ
ュール１では、ＥＣＵ１０内部の温度上昇が抑制され、
電子部品の破壊等が防止できる。故に、ＥＣＵ１０の損
傷によりエンジン性能が低下するといった不都合が解消
される。
【００２９】次に、上記吸気モジュール１又はＥＣＵ１
０の構成の一部を変更した変形例を説明する。 （１）図６に示すように、回路基板１１上において発熱
部品２２を実装する領域と低耐熱部品２３を実装する領
域との間に、導体パターン（銅箔）を一部除去した熱伝
導遮断部２４を設けても良い。図６（ｂ）は、熱伝導遮
断部２４を拡大して示す図面であり、発熱部品２２から
の熱伝導はその多くが熱伝導遮断部２４で遮断される。
つまりこの場合、発熱部品２２を実装する領域と低耐熱
部品２３を実装する領域との接続パターンが最小限とな
り、発熱部品２２から低耐熱部品２３への熱伝導が抑制
される。従って、低耐熱部品２３の熱的な環境がより一
層改善される。
【００３０】（２）図７に示すように、発熱部品２２と
ＥＣＵ収納部６の側面６ａとを連結する放熱パターン２
５（放熱パターン部材）を回路基板１１上に設置しても
良い。この場合、放熱パターン２５を介して発熱部品２
２の熱が側面６ａ側に伝わり放出される。故に、熱伝導
性が向上し、より一層の冷却効果が実現できる。
【００３１】図７の構成において、放熱パターン２５
を、低耐熱部品２３を実装した基板面とは反対の面に設
置する構成としても良い。すなわち、図７に示す回路基
板１１の裏側に放熱パターン２５を設置する。これによ
り、低耐熱部品２３の周囲温度の上昇が抑制できる。
【００３２】（３）図８に示すように、複数の放熱フィ
ン２１の設置間隔を吸気通路２ａ内の放熱条件に応じて
不等間隔としても良い。具体的には、吸気流量やＥＣＵ
１０側の発熱量の違いに応じて放熱フィン２１の設置間
隔が決定されるのが望ましい。図８のように、吸気の流
速が通過位置で大小異なる場合、流速が大きい部位では
フィン間隔を拡げ、流速が小さい部位ではフィン間隔を
狭めると良い。また、ＥＣＵ１０内で発熱部品２２が多
数設けられる部位についてはフィン間隔を狭めると良
い。
【００３３】或いは、放熱フィン２１の大きさを吸気通
路２ａ内の放熱条件（吸気流速や発熱部品２２の数等）
に応じて個別に設定する構成であっても良い。例えば、
吸気流速が大きい部位では放熱フィン２１を小さくし、
吸気流速が小さい部位では放熱フィン２１を大きくする
と良い。上記構成によれば何れも、放熱フィン２１によ
る放熱特性がより一層改善される。
【００３４】（４）図９に示すように、吸気通路２ａ内
においてＥＣＵ収納部６の側面６ａ以外に放熱フィン２
６を設けても良い。この場合、放熱フィン２１，２６に
よる放熱量が増え、放熱特性がより一層改善される。
【００３５】（５）ＥＣＵ１０が縦向き（鉛直方向）に
配置される構成であっても良い。つまり、図１０に示す
吸気モジュール３０ではその一部にＥＣＵ収納部３１が
設けられている。ＥＣＵ収納部３１は、それよりも上流
側の吸気通路３２に対して略垂直に設けられ、ＥＣＵ収
納部３１上方の特定部位に吸気が当たる構成となってい
る。この場合、ＥＣＵ１０では発熱部品が上方に実装さ
れ、低耐熱部品が下方に実装される。また、ＥＣＵ収納
部３１上方の特定部位には、複数の放熱フィン３３が設
けられている。なお、放熱フィン３３の構成は前記図４
の構成等に準ずる。
【００３６】要するに、熱は上方に向かう傾向にあり、
低耐熱部品の熱的な保護が可能となる。また、上方に向
かった熱は発熱部品の発熱と共にＥＣＵ収納部３１上方
の特定部位から放出される。故に、上記の通りＥＣＵ１
０の温度上昇が抑制できる。
【００３７】上記図１０の構成（ＥＣＵ縦向き配置の構
成）においても既述の通り、各種の別形態が適用でき
る。すなわち、 ・回路基板に熱伝導遮断部を設ける構成（図６）、 ・放熱パターン部材を設ける構成（図７）、 ・放熱フィンを不等間隔に又は大きさ個別に設ける構成
（図８）、 ・特定部位以外にも放熱フィンを設ける構成（図９）、
が任意に適用できる。
【００３８】（６）吸気モジュールとして、エアクリー
ナ収容部とＥＣＵ収納部とが別体に設けられる構成であ
っても良い。この場合、エアクリーナ収容部とＥＣＵ収
納部とが別々に作製され、ネジ等の締結手段により組み
付けられる。
【図面の簡単な説明】
【図１】吸気モジュールの外観を示す図。
【図２】ＥＣＵ収納部の構成を示す斜視図。
【図３】ＥＣＵ収納部付近の構成を示す図。
【図４】ケーシングの内部構造を示す図。
【図５】ＥＣＵの構成を示す平面図。
【図６】ＥＣＵの構成を示す平面図。
【図７】ＥＣＵの構成を示す平面図。
【図８】ケーシングの内部構造を示す平面図。
【図９】ケーシングの内部構造を示す平面図。
【図１０】ケーシングの内部構造を示す断面図。
【符号の説明】
１…吸気モジュール、２…ケーシング、２ａ…吸気通
路、６…ＥＣＵ収納部、１０…ＥＣＵ、１１…回路基
板、２１…放熱フィン、２２…発熱部品、２３…低耐熱
部品、２４…熱伝導遮断部、２５…放熱パターン、２６
…放熱フィン、３０…吸気モジュール、３１…ＥＣＵ収
納部、３２…吸気通路、３３…放熱フィン。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き Ｆターム(参考） 3G301 JA17 5E322 AA01 AB11 BA01 BA03 BA04 BC02

Claims (11)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】車両用の電子制御装置を収納した制御装置
    収納部を備え、該制御装置収納部の特定部位に吸入空気
    が当たるよう構成した吸気モジュールであって、 電子制御装置の回路基板上において発熱部品を前記特定
    部位側に実装し、低耐熱部品をその反対側に実装したこ
    とを特徴とする電子制御装置一体式の吸気モジュール。
  2. 【請求項２】制御装置収納部はそれよりも上流側の吸気
    通路と略同方向に設けられ、制御装置収納部の一側面に
    吸入空気が当たる構成であって、当該制御装置収納部の
    一側面側に発熱部品を実装した請求項１記載の電子制御
    装置一体式の吸気モジュール。
  3. 【請求項３】制御装置収納部はそれよりも上流側の吸気
    通路に対して略垂直に且つ鉛直方向に設けられ、制御装
    置収納部上方の特定部位に吸入空気が当たる構成であっ
    て、発熱部品を上方に実装し、低耐熱部品を下方に実装
    した請求項１記載の電子制御装置一体式の吸気モジュー
    ル。
  4. 【請求項４】前記発熱部品と前記特定部位側とを連結す
    る放熱パターン部材を回路基板上に設置した請求項１乃
    至３の何れかに記載の電子制御装置一体式の吸気モジュ
    ール。
  5. 【請求項５】前記放熱パターン部材を、低耐熱部品を実
    装した基板面とは反対の面に設置した請求項４記載の電
    子制御装置一体式の吸気モジュール。
  6. 【請求項６】回路基板上において発熱部品を実装する領
    域と低耐熱部品を実装する領域との間に、導体パターン
    を一部除去した熱伝導遮断部を設けた請求項１乃至５の
    何れかに記載の電子制御装置一体式の吸気モジュール。
  7. 【請求項７】吸気通路内において制御装置収納部の前記
    特定部位に吸入空気の流れに沿わせて放熱フィンを設け
    た請求項１乃至６の何れかに記載の電子制御装置一体式
    の吸気モジュール。
  8. 【請求項８】前記放熱フィンは制御装置収納部寄りの基
    端部が広く、先端部が狭い形状である請求項７記載の電
    子制御装置一体式の吸気モジュール。
  9. 【請求項９】複数の放熱フィンを設け、その設置間隔を
    吸気通路内の放熱条件に応じて不等間隔とした請求項７
    又は８記載の電子制御装置一体式の吸気モジュール。
  10. 【請求項１０】複数の放熱フィンを設け、各放熱フィン
    の大きさを吸気通路内の放熱条件に応じて設定した請求
    項７乃至９の何れかに記載の電子制御装置一体式の吸気
    モジュール。
  11. 【請求項１１】吸気通路内において制御装置収納部の前
    記特定部位以外にも放熱フィンを設けた請求項７乃至１
    ０の何れかに記載の電子制御装置一体式の吸気モジュー
    ル。
JP2002022851A 2002-01-31 2002-01-31 電子制御装置一体式の吸気モジュール Expired - Fee Related JP3823838B2 (ja)

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