JP2011182614A - 電子制御装置 - Google Patents

Abstract

【課題】温度検出手段からの温度情報を利用して半導体スイッチング素子の制御を行う搭載性に優れた電子制御装置を提供する。
【解決手段】少なくとも、発熱性の素子２０、集積回路２１とからなる能動部品と、温度検出手段１０、抵抗１１、コイル１２、キャパシタ１３とからなる受動部品と、能動部品と受動部品とを載置すると共に所定の回路を形成する基板３０、出力端子３１、収納部３３とからなる機構部品とを具備して、温度検出手段１０によって検出された温度情報から所定の処理を行い、素子２０を制御する電子制御装置１において、温度検出手段１０を、基板３０の実装面側で、収納部３４の表面温度Ｔ_０と略等温、又は、収納部３４の表面温度との温度差（Ｔ_２−Ｔ_０）が所定の範囲Δｔ内となる基板３０の外周縁から所定の距離Ｗの範囲ＢＬ（Ｈ）内で、かつ、半導体スイッチング素子２０から所定の距離の範囲（Ｒ_ＨＴ）外に載置する。
【選択図】図１

Description

本発明は、発熱性のある能動部品と受動部品と機構部品とからなり、外部の温度を検出する温度検出手段を備えて、検出された温度情報を利用して出力制御を行う電子制御装置に関するものである。

入力に対して所定の処理を施して出力する、集積回路、半導体スイッチング素子といった能動部品と、抵抗、コイル、キャパシタといった受動部品とを組み合わせて、基板、リードフレーム等の機構部品を用いて配置し、入出力のための接続端子を設けて、筐体や樹脂モールド内に収納した電子制御装置が様々な分野で使用されている。

特許文献１には、複数の接続端子と、温度センサを具備するスイッチング素子と、前記スイッチング素子を制御させる制御部と、前記スイッチング素子の電源印加部に接合され前記スイッチング素子で発生した熱量を放熱させるヒートシンクとを備えるイグナイタにおいて、前記ヒートシンクは、前記制御部が更に接合され、前記複数の接続端子のうち少なくとも一つの接続端子に接続して、スイッチング素子に温度センサを搭載させつつ、装置の高コスト化又は大型化を回避させ得るイグナイタが開示されている。

特許文献２は、発熱性の第一の電子部品と、前記第一の電子部品から生ずる熱の影響を受けたくない第二の電子部品とが混在して実装される電子回路装置であって、前記第一、第二の電子部品が第一の樹脂又はシリコーンゲルにて封止され、前記第一の電子部品と前記第二の電子部品との間にある前記第一の樹脂又はシリコーンゲル中に、前記第一の樹脂又はシリコーンゲルよりも熱伝導性が低く、かつ前記第一、第二の電子部品間を実質的に分断する第二の樹脂が配設されることによって、第二の電子部品への熱の影響を低減可能とした電子回路装置が開示されている。

特許文献３は、ブラシレスモータを指令速度で回転させるブラシレスモータの制御装置において、前記ブラシレスモータを駆動制御する駆動制御部の温度を検出する温度検出手段と、検出された温度が所定の温度以上であるとき、前記ブラシレスモータの上限速度を低減する上限速度低減手段と、低減された上限速度を越える指令速度が入力されたときは、この指令速度を前記低減された上限速度以下に補正する指令速度補正手段と、を具備して、駆動制御部の高温状態を可能としたブラシレスモータの制御装置が開示されている。

近年の電子制御装置の高密度化、大容量化に伴い、電子制御装置内に発生する熱を効率よく逃がすことが重要となってきており、エポキシ樹脂、シリコーン樹脂等の樹脂母剤に、アルミナ、炭化硅素、窒化アルミニウム等の高熱伝導性の無機粉末フィラーを充填して熱伝導率の向上が図られている（特許文献４等参照）。

自動二輪車等の内燃機関の点火装置や、燃料噴射制御装置等の電子制御装置では、周囲温度や、吸気温度や、エンジン水温等の温度情報を、外部に設けた温度検出手段から電子制御装置に入力し、検出温度に応じた制御が行われている。
例えば、自動二輪車においては、寒冷時や、走行中の空冷により、過剰にキャブレターが冷却され吸気の温度が下がると、燃料が気化し難くなり、始動性が低下したり失火に至ったりする虞がある。
そこで、温度検出手段を設けて、周囲温度を検出して、点火条件を補正したり、キャブヒータを作動させ暖気したりすることがある。

このような場合に、温度検出手段によって検出された温度情報は、ワイヤ等の信号伝達手段を介して温度検出手段から電子制御装置へ伝達されるため、温度検出手段を固定したり、温度検出手段から電子制御手段へのワイヤの取り回しを行ったりするため取付け作業が必要となる。
特に、自動二輪車のように、外部からの振動、石跳ね、水濡れ、砂埃、外気温の変動、風受け等の過酷な周囲環境に晒される場合に、温度検出手段を設ける際には、これらの周囲環境から温度検出手段を保護するための手段を設けることが必要となる場合もある。
また、自動二輪車のように、温度検出手段等の搭載スペースに限りがある場合において、温度検出手段を載置する際の省スペース化、取付作業時の省力化が重要となる。

そこで、本発明は、近年の制御する電力の大容量化に伴い、半導体スイッチング素子からの発熱量が増加する傾向にある実情に鑑み、発熱性を有する能動部品と、受動部品と機構部品とからなり、内燃機関の点火や燃料噴射等の制御を行う電子制御装置であって、所定の部位の温度を検出する温度検出手段を具備して温度情報を利用した制御を行う電子制御装置であって、信頼性の向上と搭載性の向上とを両立できる電子制御装置を提供することを目的とする。

請求項１の発明では、少なくとも、能動部品として、発熱性の半導体スイッチング素子と該半導体スイッチング素子の入出力を制御する集積回路とを具備し、受動部品として、温度を検出する温度検出手段と、抵抗とコイルとキャパシタとを具備し、機構部品として、上記能動部品と上記受動部品とを載置すると共に所定の回路を形成する基板と、該基板に接続され外部からの入力と外部への出力とを行う入出力端子と、これらを一体的に収納する収納部とを具備して、上記温度検出手段によって検出された温度情報を利用して、上記入力に対して所定の処理を行い、上記半導体スイッチング素子を開閉してアクチュエータへの出力を制御する電子制御装置において、上記温度検出手段を、上記基板の上記発熱性のスイッチング素子を実装した実装面上であって、上記収納部の表面温度と略等温、又は、上記収納部の表面温度との温度差が所定の範囲内となる上記基板の外周縁から所定の距離内であって、かつ、上記半導体スイッチング素子からの熱が伝達される所定の距離の範囲外に載置する。

請求項１の発明によれば、上記発熱性の半導体スイッチング素子からの発熱の影響を受けることなく、上記電子制御装置内の上記基板外周縁から特定の距離内に収納された温度検出手段に、特定の温度差の範囲内で上記収納部の表面温度が伝達されるので、正確な温度情報を上記半導体スイッチング素子の開閉制御に利用できる。
このとき、上記温度検出手段が、上記収納部内の特定の位置に載置されているので、作業としては上記電子制御装置を取り付けるだけで良く、温度検出手段を固定するためのスペースを確保したり、温度検出手段から電子制御装置への配線を施したり、温度検出手段を外部環境から保護するための手段を設けたりする必要がない。

請求項２の発明では、少なくとも、能動部品として、発熱性の半導体スイッチング素子と該半導体スイッチング素子の入出力を制御する集積回路とを具備し、受動部品として、温度を検出する温度検出手段と、抵抗とコイルとキャパシタとを具備し、機構部品として、上記能動部品と上記受動部品とを載置すると共に所定の回路を形成する基板と、該基板に接続され外部からの入力と外部への出力とを行う入出力端子と、これらを一体的に収納する収納部とを具備して、上記温度検出手段によって検出された温度情報を利用して、上記入力に対して所定の処理を行い、上記半導体スイッチング素子を開閉してアクチュエータへの出力を制御する電子制御装置において、上記温度検出手段を、上記基板の上記発熱性のスイッチング素子を実装した実装面に対向する裏面上であって、上記収納部の表面温度と略等温、又は、上記収納部の表面温度との温度差が所定の範囲内となる上記基板の外周縁から所定の距離内であって、かつ、上記半導体スイッチング素子からの熱が伝達される所定の距離の範囲外に載置する。

請求項２の発明によれば、上記発熱性の半導体スイッチング素子からの発熱は、主に上記基板表面及び上記半導体スイッチング素子の実装面側から発散され、上記基板が断面方向には断熱材として作用し、裏面側への熱の伝達は少なくなり、より一層半導体スイッチング素子からの熱の影響を受けることなく、上記収納部の表面温度が特定の温度差の範囲内で上記電子制御装置内の上記基板外周縁から特定の距離内に収納された温度検出手段に伝達されるので、正確な温度情報を上記半導体スイッチング素子の開閉制御に利用できる。
このとき、上記温度検出手段が、上記収納部内の特定の位置に載置されているので、作業としては上記電子制御装置を取り付けるだけで良く、温度検出手段を固定するためのスペースを確保したり、温度検出手段から電子制御装置への配線を施したり、温度検出手段を外部環境から保護するための手段を設けたりする必要がない。

請求項３の発明では、少なくとも、能動部品として、発熱性の半導体スイッチング素子と該半導体スイッチング素子の入出力を制御する集積回路とを具備し、受動部品として、温度を検出する温度検出手段と、抵抗とコイルとキャパシタとを具備し、機構部品として、上記能動部品と上記受動部品とを載置すると共に所定の回路を形成する基板と、該基板に接続され外部からの入力と外部への出力とを行う入出力端子と、これらを一体的に収納する収納部とを具備して、上記温度検出手段によって検出された温度情報を利用して、上記入力に対して所定の処理を行い、上記半導体スイッチング素子を開閉してアクチュエータへの出力を制御する電子制御装置において、上記収納部を筐体によって構成し、該筐体の壁面の一部に薄肉部を設けて、上記温度検出手段を、上記収納部の表面温度と略等温、又は、上記収納部の表面温度との温度差が所定の範囲内となる上記薄肉部に対向せしめると共に、上記半導体スイッチング素子からの熱が伝達される所定の距離の範囲外に載置する。

請求項３の発明によれば、上記半導体スイッチング素子からの熱の影響を受け難く、かつ、上記温度検出手段が上記薄肉部に対向するように配置されているので、上記収納部の表面温度と上記温度検出手段との温度差が小さくなり、より正確な温度情報を上記半導体スイッチング素子の開閉制御に利用できる。
このとき、上記温度検出手段が、上記収納部内の特定の位置に載置されているので、作業としては上記電子制御装置を取り付けるだけで良く、温度検出手段を固定するためのスペースを確保したり、温度検出手段から電子制御装置への配線を施したり、温度検出手段を外部環境から保護するための手段を設けたりする必要がない。

請求項４の発明では、少なくとも、能動部品として、発熱性の半導体スイッチング素子と該半導体スイッチング素子の入出力を制御する集積回路とを具備し、受動部品として、温度を検出する温度検出手段と、抵抗とコイルとキャパシタとを具備し、機構部品として、上記能動部品と上記受動部品とを載置すると共に所定の回路を形成する基板と、該基板に接続され外部からの入力と外部への出力とを行う入出力端子と、これらを一体的に収納する収納部とを具備して、上記温度検出手段によって検出された温度情報を利用して、上記入力に対して所定の処理を行い、上記半導体スイッチング素子を開閉してアクチュエータへの出力を制御する電子制御装置において、上記収納部を筐体によって構成し、該筐体の壁面の一部を外部に向かって突出する突出部を設けて、上記温度検出手段を、上記収納部の表面温度と略等温、又は、上記収納部の表面温度との温度差が所定の範囲内となる上記突出部内であって、かつ、上記半導体スイッチング素子からの熱が伝達される所定の距離の範囲外に載置する。

請求項４の発明によれば、上記発熱性の半導体スイッチング素子からの発熱の影響を受けることなく、上記電子制御装置内に収納された温度検出手段に、特定の温度差の範囲内で上記収納部の表面温度が伝達されるので、正確な温度情報を上記半導体スイッチング素子の開閉制御に利用できる。
加えて、上記突起部を特定の部位に当接せしめたり、特定の流路内に望ませたりすることによって、特定の部位の温度を検出することも可能となる。
このとき、上記温度検出手段が、上記突起部内に載置されているので、作業としては上記電子制御装置を取り付けるだけで良く、温度検出手段を固定するためのスペースを確保したり、温度検出手段から電子制御装置への配線を施したり、温度検出手段を外部環境から保護するための手段を設けたりする必要がない。

請求項５の発明では、少なくとも、能動部品として、発熱性の半導体スイッチング素子と該半導体スイッチング素子の入出力を制御する集積回路とを具備し、受動部品として、温度を検出する温度検出手段と、抵抗とコイルとキャパシタとを具備し、機構部品として、上記能動部品と上記受動部品とを載置すると共に所定の回路を形成する基板と、該基板に接続され外部からの入力と外部への出力とを行う入出力端子と、これらを一体的に収納する収納部とを具備して、上記温度検出手段によって検出された温度情報を利用して、上記入力に対して所定の処理を行い、上記半導体スイッチング素子を開閉してアクチュエータへの出力を制御する電子制御装置において、上記温度検出手段を、上記収納部の表面温度と略等温、又は、上記収納部の表面温度との温度差が所定の範囲内となる上記収納部表面から所定の距離内であって、かつ、上記半導体スイッチング素子からの熱が伝達される所定の距離の範囲外に載置する。

請求項５の発明によれば、上記発熱性の半導体スイッチング素子からの発熱の影響を受けることなく、上記電子制御装置内の上記収納部表面から特定の距離に収納された温度検出手段に、特定の温度差の範囲内で上記収納部の表面温度が伝達されるので、正確な温度情報を上記半導体スイッチング素子の開閉制御に利用できる。
このとき、上記温度検出手段が、上記収納部内の特定の位置に載置されているので、作業としては上記電子制御装置を取り付けるだけで良く、温度検出手段を固定するためのスペースを確保したり、温度検出手段から電子制御装置への配線を施したり、温度検出手段を外部環境から保護するための手段を設けたりする必要がない。

請求項６の発明では、少なくとも、能動部品として、発熱性の半導体スイッチング素子と該半導体スイッチング素子の入出力を制御する集積回路とを具備し、受動部品として、温度を検出する温度検出手段と、抵抗とコイルとキャパシタとを具備し、機構部品として、上記能動部品と上記受動部品とを載置すると共に所定の回路を形成する基板と、該基板に接続され外部からの入力と外部への出力とを行う入出力端子と、これらを一体的に収納する収納部とを具備して、上記温度検出手段によって検出された温度情報を利用して、上記入力に対して所定の処理を行い、上記半導体スイッチング素子を開閉してアクチュエータへの出力を制御する電子制御装置において、上記温度検出手段を、上記基板の上記発熱性のスイッチング素子を実装した実装面に対向する裏面側であって、上記収納部の表面温度と略等温、又は、上記収納部の表面温度との温度差が所定の範囲内となる上記収納部表面から所定の距離内であって、かつ、上記半導体スイッチング素子からの熱が伝達される所定の距離の範囲外に載置する。

請求項６の発明によれば、上記発熱性の半導体スイッチング素子からの発熱は、主に上記基板表面及び上記半導体スイッチング素子の実装面側から発散され、上記基板が断面方向には断熱材として作用し、裏面側への熱の伝達は少なくなり、より一層半導体スイッチング素子からの熱の影響を受けることなく、上記電子制御装置内の上記収納部表面から特定の距離に収納された温度検出手段に、特定の温度差の範囲内で上記収納部の表面温度が伝達されるので、正確な温度情報を上記半導体スイッチング素子の開閉制御に利用できる。
このとき、上記温度検出手段が、上記収納部内の特定の位置に載置されているので、作業としては上記電子制御装置を取り付けるだけで良く、温度検出手段を固定するためのスペースを確保したり、温度検出手段から電子制御装置への配線を施したり、温度検出手段を外部環境から保護するための手段を設けたりする必要がない。

請求項７の発明では、少なくとも、能動部品として、発熱性の半導体スイッチング素子と該半導体スイッチング素子の入出力を制御する集積回路とを具備し、受動部品として、温度を検出する温度検出手段と、抵抗とコイルとキャパシタとを具備し、機構部品として、上記能動部品と上記受動部品とを載置すると共に所定の回路を形成する基板と、該基板に接続され外部からの入力と外部への出力とを行う入出力端子と、これらを一体的に収納する収納部とを具備して、上記温度検出手段によって検出された温度情報を利用して、上記入力に対して所定の処理を行い、上記半導体スイッチング素子を開閉してアクチュエータへの出力を制御する電子制御装置において、上記温度検出手段を上記収納部の表面温度と略等温、又は、上記収納部の表面温度との温度差を所定の範囲内とする熱的結合手段を介すると共に、上記半導体スイッチング素子からの熱が伝達される所定の距離の範囲外に載置する。

請求項７の発明によれば、上記発熱性の半導体スイッチング素子からの発熱の影響を受けることなく、かつ、上記熱的結合手段を介して、上記収納部の表面温度が直接上記温度検出手段に伝達されるので、より正確な温度情報を上記半導体スイッチング素子の開閉制御に利用できる。
このとき、上記温度検出手段が、上記収納部内の特定の位置に載置されているので、作業としては上記電子制御装置を取り付けるだけで良く、温度検出手段を固定するためのスペースを確保したり、温度検出手段から電子制御装置への配線を施したり、温度検出手段を外部環境から保護するための手段を設けたりする必要がない。

より、具体的には、請求項８の発明のように、上記熱的結合手段は、上記基板表面に形成した上記回路の一部、上記入出力端子の一部、一端が外部に露出し他端が上記収納部内に配設された金属部材のいずれかとする。

請求項８の発明において、上記熱的結合手段を上記基板表面に形成した上記回路の一部、例えば、プリントされた配線を用いることによって、配線の高い熱伝導性を利用して、上記収納部表面から上記収納部壁面を介して伝達された上記収納部表面の温度が、さらに、当該回路の一部を介して上記温度検出手段に伝達されるので、より正確な温度の検出が可能となる。
また、本発明において、上記入出力端子の一部、特に、信号入出力端子を、熱的結合手段として用いた場合、電力入出力端子のように、それ自身が発熱することがなく、上記収納部の内と外とを熱的に結合し、上記収納部の外側の温度を直接的に上記温度検出手段に伝達されるので、より正確な温度の検出が可能となる。
さらに、本発明において、一端が外部に露出し他端が上記収納部内に配設された金属部材を熱的結合手段として用いた場合、該金属部材によって、上記収納部の内と外とを熱的に結合し、上記収納部の外側の温度を直接的に上記温度検出手段に伝達されるので、より正確な温度の検出が可能となる。
したがって、優れた信頼性と高い搭載性とを兼ね備えた電子制御装置を実現できる。

請求項９の発明では、上記温度検出手段と上記半導体スイッチング素子との間に、上記基板の一部を切り欠いて上記半導体スイッチング素子からの熱伝導を遮断する開口部を設ける。

請求項９の発明によれば、上記開口部によって、上記半導体スイッチング素子からの熱伝導が遮断されるので、上記半導体スイッチング素子からの熱の影響をさらに少なくでき、より正確な温度の検出が可能となる。

請求項１０の発明では、上記温度検出手段と上記半導体スイッチング素子との間に、上記受動部品の内発熱しない部品を介装する。

請求項１０の発明によれば、上記受動部品の内発熱しない部品によって、上記半導体スイッチング素子からの熱伝導が遮断されるので、上記半導体スイッチング素子からの熱の影響をさらに少なくでき、より正確な温度の検出が可能となる。

請求項１１の発明では少なくとも、能動部品として、発熱性の半導体スイッチング素子と該半導体スイッチング素子の入出力を制御する集積回路とを具備し、受動部品として、温度を検出する温度検出手段と、抵抗とコイルとキャパシタとを具備し、機構部品として、上記能動部品と上記受動部品とを載置すると共に所定の回路を形成すると共に、外部からの入力と外部への出力とを行う入出力端子とを構成するリードフレームと、これらを一体的に収納する収納部とを具備して、上記温度検出手段によって検出された温度情報を利用して、上記入力に対して所定の処理を行い、上記半導体スイッチング素子を開閉してアクチュエータへの出力を制御する電子制御装置において、上記温度検出手段を、上記リードフレーム上であって、上記収納部の表面温度と略等温、又は、上記収納部の表面温度との温度差が所定の範囲内となる上記収納部表面から所定の距離内であって、かつ、上記半導体スイッチング素子からの熱が伝達される所定の距離の範囲外に載置する。

請求項１１の発明のように、基板を用いず、リードフレームに直接素子を実装した場合においても、上記発熱性の半導体スイッチング素子からの発熱の影響を受けることなく、上記電子制御装置内の上記収納部表面から特定の距離内に収納された温度検出手段に、特定の温度差の範囲内で上記収納部の表面温度が伝達されるので、正確な温度情報を上記半導体スイッチング素子の開閉制御に利用できる。
このとき、上記温度検出手段が、上記収納部内の特定の位置に載置されているので、作業としては上記電子制御装置を取り付けるだけで良く、温度検出手段を固定するためのスペースを確保したり、温度検出手段から電子制御装置への配線を施したり、温度検出手段を外部環境から保護するための手段を設けたりする必要がない。

請求項１２の発明では、上記温度検出手段と上記半導体スイッチンッグ素子との間に、断熱性の隔壁を設ける。

請求項１２の発明では、上記断熱性の隔壁によって、上記半導体スイッチング素子からの熱伝導が遮断されるので、上記半導体スイッチング素子からの熱の影響をさらに少なくでき、より正確な温度の検出が可能となり、優れた信頼性と高い搭載性とを兼ね備えた電子制御装置を実現できる。

請求項１３の発明では、上記収納部を、樹脂又は金属からなる筐体によって構成し、該筐体内部に樹脂と高熱伝導性の無機材料粉末との混合物からなる樹脂充填部材を充填する。

請求項１３の発明によれば、上記高熱電導性の無機材料粉末によって、上記半導体スイッチング素子からの熱の放散が良好となり、上記温度検出手段への影響が小さくなるので、より正確な温度検出が可能となり、優れた信頼性と高い搭載性とを兼ね備えた電子制御装置を実現できる。

請求項１４の発明では、上記温度検出手段と上記樹脂充填部材との境界に、弾性部材からなるストレス緩和層を設ける。

請求項１４の発明によれば、上記半導体スイッチング素子からの熱の伝達による上記樹脂充填部材の膨張や停止時の冷却による収縮によって発生するストレスを上記弾性部材の弾性変形によって吸収するので、上記温度検出手段へのストレスが緩和される。このため、長期の使用によっても、上記温度検出手段の信頼性を損なうことなく正確な温度検出を維持し、温度情報を制御に利用できるので、優れた信頼性と高い搭載性とを兼ね備えた電子制御装置を実現できる。

請求項１５の発明では、上記温度検出手段と上記樹脂充填部材との境界に、上記高熱電導性の無機材料粉末の濃度を高くした高熱伝導層を設ける。

請求項１５の発明によれば、上記高熱伝導層によって、上記収納部の表面温度と更に等しい温度が上記温度検出手段に伝達されるので、より正確な温度検出が可能となり、優れた信頼性と高い搭載性とを兼ね備えた電子制御装置を実現できる。

請求項１６の発明では、上記半導体スイッチング素子が、ＩＧＢＴ、ＭＯＳＦＥＴ、ＧＴＯ、サイリスタのいずれかから選択される大電力用パワーデバイスとする。

請求項１６の発明によれば、大電力用パワーデバイスから発生する熱が、上記温度検出手段に伝達されることなく、上記収納部表面の温度を上記温度検出手段が検出可能となり、優れた信頼性と高い搭載性とを兼ね備えた電子制御装置を実現できる。

請求項１７の発明では、上記半導体スイッチング素子は、上記内燃機関に設けられる燃料噴射装置、点火装置、吸排気装置、スロットル弁のいずれかをアクチュエータとして、その駆動を制御する。

請求項１７の発明によれば、燃料噴射装置、点火装置、吸排気装置、スロットル弁のいずれかを駆動する際に上記温度検出手段によって検出された温度情報を、利用して、正確な制御を行う高い信頼性と高い搭載性とを兼ね備えた、優れた電子制御装置が実現可能となる。

請求項１８の発明では、上記内燃機関は、自動二輪車用エンジンである。

請求項１８の発明によれば、自動二輪車のように搭載スペースが限られ、過酷な使用環境に晒される電子制御装置において、半導体スイッチング素子からの発熱量の増加傾向にある実情に鑑み、発熱性を有する能動部品と、受動部品と機構部品とからなり、内燃機関の点火や燃料噴射等の制御を行う電子制御装置であって、所定の部位の温度を検出する温度検出手段を具備して温度情報を利用した制御を行う電子制御装置の信頼性の向上と搭載性の向上とを両立可能な優れた電子制御装置が実現可能となる。

本発明の第１の実施形態における電子制御装置の概要を示し、（ａ）は平面図、（ｂ）は断面図。 本発明の第１の実施形態における電子制御装置の効果を説明するための、（ａ）は、要部断面図、（ｂ）は、特性図。 本発明の第２の実施形態における電子制御装置の効果を説明するための、（ａ）は、要部断面図、（ｂ）は、特性図。 （ａ）は、本発明の第３の実施形態における電子制御装置の要部断面図、（ｂ）は、第４の実施形態における電子制御装置の要部断面図。 （ａ）は、本発明の第５の実施形態における電子制御装置の要部断面図、（ｂ）は、第６の実施形態における電子制御装置の要部断面図。 （ａ）は、本発明の第７の実施形態における電子制御装置の要部断面図、（ｂ）は、第８の実施形態における電子制御装置の要部断面図。 本発明の第９の実施形態における電子制御装置の概要を示し、（ａ）は平面図、（ｂ）は断面図。 本発明の第１０の実施形態における電子制御装置の概要を示し、（ａ）は平面図、（ｂ）は断面図。 本発明の第１１の実施形態における電子制御装置の概要を示し、（ａ）は平面図、（ｂ）は断面図。 本発明の第１２の実施形態における電子制御装置の概要を示し、（ａ）は平面図、（ｂ）は断面図、（ｃ）は、特定の流路に載置した状態を示す断面図。 本発明の第１３の実施形態における電子制御装置の概要を示し、（ａ）は平面図、（ｂ）は要部断面図。 本発明の第１４の実施形態における電子制御装置の概要を示し、（ａ）は平面図、（ｂ）は要部断面図。 （ａ）は、本発明の第１５の実施形態における電子制御装置の要部断面図、（ｂ）は、第１６の実施形態における電子制御装置の要部断面図、（ｃ）は、第１７の実施形態における電子制御装置の要部断面図。 本発明の第１８の実施形態における電子制御装置の概要を示し、（ａ）は平面図、（ｂ）はＡ−Ａに沿った断面図、（ｃ）は、Ｂ−Ｂに沿った要部断面図。 本発明の第１９の実施形態における電子制御装置を含む点火システムの概要を示すブロック図。

本発明の電子制御装置１は、受動部品と能動部品と機構部品とからなり、能動部品として、例えば、ＩＧＢＴ、ＭＯＳＦＥＴ、ＧＴＯ、サイリスタのいずれかから選択される大電力用パワーデバイスが用いられ、これらのパワーデバイスによって大容量の電力を制御し、パワー素子２０を制御する制御用集積回路２１とを備えている。これらのパワーデバイスは、作動時に発熱量が大きく、電子制御装置１内に温度検出素子１０を載置したとき、これらのパワーデバイスからの熱の影響を確実に廃除する必要がある。
また、本発明は、半導体スイッチング素子１０によって、内燃機関に設けられる燃料噴射装置、点火装置、吸排気装置、スロットル弁のいずれかをアクチュエータとして、その駆動を制御している。本発明によれば、燃料噴射装置、点火装置、吸排気装置、スロットル弁のいずれかを駆動する際に上記温度検出手段によって検出された温度情報を、利用して、正確な制御を行う高い信頼性と、高い搭載性とを備えた、優れた電子制御装置が実現可能となる。
本発明の第１の実施形態における電子制御装置１として、図略の内燃機関に用いられ、点火を制御する点火や燃料噴射等の制御を行う電子制御装置であって、所定の部位の温度を検出する温度検出手段１０を具備して温度情報を利用した制御を行う電子制御装置１を例に、図を参照して説明する。
本発明の電子制御装置は、内燃機関として、自動二輪車用エンジンのように搭載スペースが限られ、過酷な使用環境に晒される電子制御装置において、特に優れた効果を発揮し、本発明によれば、大電力用パワーデバイスから発生する熱が、温度検出手段１０に伝達されることなく、収納部３３表面の温度を温度検出手段１０が検出可能となり、優れた信頼性と高い搭載性とを兼ね備えた電子制御装置１を実現できる。

図１を参照して、本発明の第１の実施形態における電子制御装置１の概要を説明する。 図１（ａ）に示すように、本発明の第１の実施形態における電子制御装置１は、少なくとも、能動部品として、発熱性の半導体スイッチング素子２０と半導体スイッチング素子２０の入出力を制御する集積回路２１とを具備し、受動部品として、温度を検出する温度検出手段１０と、抵抗１１とコイル１２とキャパシタ１３とを具備し、機構部品として、能動部品２０、２１と受動部品１０、１１、１２、１３とを載置すると共に所定の回路を形成する基板３０と、基板３０に接続され外部からの入力と外部への出力とを行う入出力端子３１と、これらを一体的に収納する収納部３とを具備して、温度検出手段１０によって検出された温度情報を利用して、入力に対して所定の処理を行い、半導体スイッチング素子２０を開閉して図略のアクチュエータへの出力を制御する。

基板３０は、例えば、ガラスエポキシ樹脂、酸化アルミニウム、窒化アルミニウム、炭化硅素、窒化硼素、硼珪酸ガラス等の絶縁性材料が用いられている。
基板３０の表面又は内部には、金、白金、銀、銅等の導体材料によって導通回路が形成されている。
基板３０の表面又は内部には、実装、印刷、積層等の公知の方法により金属皮膜抵抗、酸化金属皮膜抵抗、炭素皮膜抵抗、ソリッド抵抗、巻線抵抗、ホーロー抵抗、メタル・クラッド抵抗、セメント抵抗、金属箔抵抗、金属板抵抗、ガラス抵抗、ネットワーク抵抗等の抵抗１１が形成されている。
基板３０の表面又は内部には、実装、印刷、積層等の公知の方法により巻線構造又は積層構造のコイル１２又はインダクタが形成されている。
基板３０の表面又は内部には、実装、印刷、積層等の公知の方法により単板型、旋回型（巻き型）、貫通型、積層型、電解型、電気二重層型等のキャパシタ１３が形成されている。
温度検出手段１０には、測温抵抗体、サーミスタ、熱電対等の公知の温度検出手段が用いられる。
基板３０に実装された受動部品１０、１１、１２、１３及び能動部品２０、２１によって所定の機能を発揮する回路が構成されている。
さらに、入出力端子３１、コネクタ３２を介して、外部に設けた図略のクランク角センサ、圧力センサ、エンジン水温センサ等のセンサ類からの信号及びバッテリ、発電機、電圧調整電源等の電源からの入力を受け、制御対象である燃料噴射弁、点火プラグ、燃料ポンプ、各種バルブ駆動装置等のアクチュエータへ所定の制御を行って出力する。
入出力端子３１は、電力入出力端子３１（Ｅ）と信号入出力端子３１（Ｓ）とによって構成されている。

収納部３３は、ＰＢＴ、ＰＥＴ、ＰＰＳ等の樹脂、又は、アルミニウム、マグネシウム、鉄、ニッケル、ステンレス等の金属又は合金からなる筐体によって構成し、筐体内部にエポキシ樹脂、ウレタン樹脂等と酸化アルミニウム、酸化硅素、窒化アルミニウム、炭化硅素、炭化硼素等の、高熱伝導性の無機材料粉末３５との混合物からなる樹脂充填部材３４を充填する。
高熱電導性の無機材料粉末３５によって、半導体スイッチング素子２０等からの熱の放散が良好となる。したがって、温度検出手段１０への影響が小さくなるので、より正確な温度検出が可能となり、優れた信頼性と高い搭載性とを兼ね備えた電子制御装置１を実現できる。

本実施形態において、温度検出手段１０は、基板３０の発熱性のスイッチング素子２０を実装した実装面上であって、収納部３３の表面温度Ｔ_０と略等温、又は、収納部３３の表面温度Ｔ_０との温度差が所定の範囲ΔＴ（Ｔ_３−Ｔ_０）内となる基板３０の外周縁から所定の距離（Ｗ）内であって、かつ、半導体スイッチング素子２０からの熱が伝達される所定の距離の範囲（Ｒ_ＨＴ）外に載置する。
即ち、温度検出手段１０は、基板３０上において、本図（ａ）中一点破線で示した水平方向境界線ＢＬ（Ｈ）の外側の範囲に載置されている。
具体的には、基板３０の外周縁からの距離Ｗを３ｍｍ以内とするのが望ましい。
また、本図（ｂ）中一点破線で示した垂直方向境界線ＢＬ（Ｖ）は、断面方向における温度検出手段１０の載置可能な範囲を示し、収納部３３の内周壁面から特定の距離Ｗの範囲である。

本図において、抵抗１１、コイル１２、キャパシタ１３、半導体スイッチング素子２０、集積回路２１の大きさ、位置、数量等は実体的なものを示すものではなく、温度検出手段１０を基板３０上の特定の範囲に載置することによって、電子制御装置１の収納部３３の表面温度Ｔ_０と略等温又は所定の温度差の範囲（Ｔ_３−Ｔ_０）で収納部３３の表面温度Ｔ_０を検出可能とする本発明の趣旨に反しない限りにおいて適宜変更可能である。

図２を参照して。本発明の第１の実施形態における電子制御装置１の効果を説明する。
半導体スイッチング素子２０の作動により発生した熱（温度Ｔ_２０）は、基板３０、樹脂充填部材３４を介して発散され（ＨＦ_１、ＨＦ_２、ＨＦ_３）、温度検出手段１０で検出する温度に僅かながら影響を与え得る。
特に、基板３０には、銅、金等の導電性材料を用いて導体回路が形成されている。これらの導体回路は熱伝導性も高いので、基板３０の表面を水平方向に伝達し易く、この方向の熱流束（ＨＦ_１）が最も高くなり、次いで、実装面側の樹脂充填部材３４への熱流束（ＨＦ_２）、基板３０の裏面側の樹脂充填材３４への熱流束（ＨＦ_３）の順に半導体スイッチング素子２０から熱が発散される。
本図（ｂ）に、電子制御装置１の載置環境の変化によって、収納部３３の表面温度Ｔ_０が、−２０℃〜数１０℃の範囲で変化し、半導体スイッチンッグ素子２０の発熱温度Ｔ_２０が、１０℃〜数１０℃で変化した場合の各部材の境界表面における平均温度の変化を示す。
収納部３３の壁面及び樹脂充填部材３４との熱伝導率に応じて温度検出手段１０によって検出される温度は変化し得るが、基板外周縁から所定の距離Ｗの範囲であれば、収納部３３の表面温度Ｔ_０と略等温ないし、所定の温度差ΔＴ（Ｔ_３−Ｔ_０）となる。
実際の基板３０上での温度変化は、基板に形成された配線密度や、実装されている部品によって、局所的な変化が起こるが、概ね、基板３０の外周縁から３ｍｍ以内であれば、温度差ΔＴは、±５℃以内となる。
温度検出手段３３は、収納部３３の内部に設けられているので、収納部３３が温度検出手段１０を外部環境から保護する役割も果たす。

したがって、本実施形態によれば、発熱性の半導体スイッチング素子２０からの発熱の影響を受けることなく、電子制御装置１内の基板３０の外周縁から特定の距離Ｗの範囲（ＢＬ（Ｈ）内に収納された温度検出手段１０に、特定の温度差の範囲ΔＴ内で収納部３３の表面温度Ｔ０が伝達されるので、正確な温度情報を半導体スイッチング素子２０の開閉制御に利用できる。
このとき、温度検出手段１０が、収納部３３内の特定の位置に載置されているので、取付作業としては電子制御装置１を取り付けるだけで良く、温度検出手段１０を固定するためのスペースを確保したり、温度検出手段１０から電子制御装置１への配線を施したり、温度検出手段１０を外部環境から保護するための手段を設けたりする必要がない。

図３を参照して本発明の第２の実施形態における電子制御装置１aの概要を説明する。
なお、以下の説明において上記実施形態と同様の構成について同じ符号を付したので詳細な説明を省略し、相違点についてのみ説明する。
上記実施形態においては、温度検出手段１０を、基板３０の実装面側の特定範囲ＢＬ（Ｈ）内に載置したが、本実施形態においては、本図（ａ）に示すように、温度検出手段１０ａを、基板３０の発熱性のスイッチング素子２０を実装した実装面に対向する裏面上であって、収納部３３の表面温度Ｔｏと略等温、又は、収納部の表面温度Ｔ_０との温度差（Ｔ_０−Ｔ_３）が所定の範囲内Δｔとなる基板３０の外周縁から所定の距離Ｗ内であって、かつ、半導体スイッチング素子２０からの熱が伝達される所定の距離の範囲外（Ｒ_ＨＴ）に載置してある。
本実施形態によれば、上記実施形態と同様の効果に加え、発熱性の半導体スイッチング素子２０からの発熱は、主に基板３０の表面（ＨＦ_１）及び半導体スイッチング素子２０の実装面側（ＨＦ_２）から発散され、基板３０が断面方向には断熱材として作用し、裏面側への熱の伝達（ＨＦ_３）は少なくなる。
このため、上記実施形態における温度特性を実施例１とし、本実施形態における温度特性を実施例２としたとき、本図（ｂ）に示すように、より一層半導体スイッチング素子２０からの熱の影響を受けることなく、収納部３３の表面温度Ｔ_０が特定の温度差Δｔの範囲内で電子制御装置１内の基板３０外周縁から特定の距離Ｗ内に収納された温度検出手段１０ａに伝達されるので、正確な温度情報を半導体スイッチング素子２０の開閉制御に利用できる。

図４（ａ）を参照して、本発明の第３の実施形態における電子制御装置１ｂの概要を説明する。
上記実施形態においては、温度検出手段１０、１０ａを基板３０の実装面上又は裏面側において、基板３０に接するように載置したが、本実施形態においては、温度検出手段１０ｂを、収納部３３の表面温度と略等温、又は、収納部の表面温度との温度差が所定の範囲内となる上記収納部表面から所定の距離Ｗ内であって、かつ、半導体スイッチング素子２０からの熱が伝達される所定の距離の範囲（Ｒ_ＨＴ）外に載置する。
本実施形態によれば、上記第１の実施形態と同様の効果に加え、発熱性の半導体スイッチング素子２０が実装された基板３０から温度検出手段１０ｂが離隔された状態となるので、基板３０を介して半導体スイッチング素子２０の熱が伝達されることがない。このため半導体スイッチング素子２０の発熱の影響がさらに小さくなり、電子制御装置１ｂ内の収納部３３表面から特定の距離Ｗに収納された温度検出手段１０ｂに、特定の温度差の範囲内で収納部３３の表面温度が伝達されるので、より正確な温度情報を半導体スイッチング素子２０の開閉制御に利用できる。

図４（ｂ）を参照して、本発明の第４の実施形態における電子制御装置１ｃの概要を説明する。
本実施形態においては、上記温度検出手段を、上記基板の上記発熱性のスイッチング素子を実装した実装面に対向する裏面側であって、上記収納部の表面温度と略等温、又は、上記収納部の表面温度との温度差が所定の範囲内となる上記収納部表面から所定の距離内であって、かつ、上記半導体スイッチング素子からの熱が伝達される所定の距離の範囲外に載置してある。
本実施形態によれば、発熱性の半導体スイッチング素子２０からの発熱は、主に基板３０の表面及び半導体スイッチング素子２０の実装面側から発散され、基板３０が断面方向には断熱材として作用し、裏面側への熱の伝達は少なくなり、より一層半導体スイッチング素子２０からの熱の影響を受けることなく、電子制御装置１ｃ内の収納部３３表面から特定の距離Ｗに収納された温度検出手段１０ｃに、特定の温度差の範囲内で収納部３３の表面温度が伝達されるので、正確な温度情報を半導体スイッチング素子２０の開閉制御に利用できる。なお、本実施形態においても、温度検出素子１０ｃを基板３０の裏面側から、離隔して、さらに収納部３３の表面に近づけてより一層、収納部の表面温度に近い温度を検出可能とすることもできる。

図５（ａ）を参照して、本発明の第５の実施形態における電子制御装置１ｄの概要を説明する。収納部３３ｄを筐体によって構成し、該筐体の壁面の一部に薄肉部３３１を設けて、温度検出手段１０ｄを、収納部３３の表面温度と略等温、又は、収納部３３の表面温度との温度差が所定の範囲内となる薄肉部３３１に対向せしめると共に、半導体スイッチング素子２０からの熱が伝達される所定の距離の範囲（Ｒ_ＨＴ）外に載置してある。
本実施形態によれば、上記第１の実施形態と同様の効果に加え、半導体スイッチング素子２０からの熱の影響を受け難く、かつ、温度検出手段１０ｄが薄肉部３３１に対向するように配置されているので、収納部３３ｄの表面温度と温度検出手段１０ｄとの温度差が小さくなり、より正確な温度情報を半導体スイッチング素子２０の開閉制御に利用できる。

図５（ｂ）を参照して、本発明の第６の実施形態における電子制御装置１ｅの概要を説明する。上記第５の実施形態においては、収納部３３ｄの薄肉部３３１を実装面側に設けたが、本実施形態においては、収納部３３ｅの薄肉部３３１ｅを基板３０の裏面側に設けている。したがって、上記第５の実施形態と同様の効果に加えて、基板３０が半導体スイッチング素子２０からの熱を断熱するので、収納部３３の表面温度と温度検出手段１０ｅとの温度差が小さくなり、より正確な温度情報を半導体スイッチング素子２０の開閉制御に利用できる。

図６（ａ）を参照して、本発明の第７の実施形態における電子制御装置１ｆの概要を説明する。
本実施形態においては、収納部３３ｆを筐体によって構成し、筐体３３ｆの壁面の一部に外部に向かって突出する突出部３３１ｆを設けて、温度検出手段１０ｆを、収納部３３ｆの表面温度と略等温、又は、収納部３３ｆの表面温度との温度差が所定の範囲内となる突出部３３１ｆ内であって、かつ、半導体スイッチング素子２０からの熱が伝達される所定の距離の範囲（Ｒ_ＨＴ）外に載置してある
本実施形態によれば、上記第１の実施形態と同様の効果に加え、発熱性の半導体スイッチング素子２０からの発熱の影響を受けることなく、電子制御装置１ｆ内に収納された温度検出手段１０に、特定の温度差の範囲内で収納部３３ｄの表面温度が伝達されるので、正確な温度情報を半導体スイッチング素子２０の開閉制御に利用できる。さらに、突起部３３１ｆを特定の部位に当接せしめたり、特定の流路内に望ませたりすることによって、特定の部位の温度を検出することも可能となる。

図６（ｂ）を参照して、本発明の第８の実施形態における電子制御装置１ｇの概要を説明する。上記第７の実施形態収納部３３ｆの突出部３３１ｆを実装面側に設けたが、本実施形態においては、収納部３３ｇの突出部３３１ｇを基板３０の裏面側に設けている。したがって、上記第７の実施形態と同様の効果に加えて、基板３０が半導体スイッチング素子２０からの熱を断熱するので、収納部３３ｇの表面温度と温度検出手段１０ｇとの温度差が小さくなり、より正確な温度情報を半導体スイッチング素子２０の開閉制御に利用できる。

図７を参照して本発明の第９の実施形態における電子制御装置１ｈの概要を説明する。本実施形態においては、温度検出手段１０ｈと半導体スイッチング素子２０との間に、基板３０の一部を切り欠いて半導体スイッチング素子２０からの熱伝導を遮断する開口部３６が設けてある。なお、開口部３６内には、樹脂充填部材３４が充填されている。
本実施形態によれば、上記第１の実施形態と同様の効果に加え、開口部３６によって、半導体スイッチング素子２０からの熱伝導が遮断されるので、本図（ａ）に示すように、半導体スイッチング素子２０からの熱の影響を受ける範囲（Ｒ_ＨＴ）が部分的に狭くなり、半導体スイッチング素子２０からの熱の影響をさらに少なくでき、より正確な温度の検出が可能となる。一般に基板３０に比べ、樹脂充填部材３４の方が熱伝導率が低いので、開口部３６内に充填された樹脂充填部材３４によってさらに、半導体スイッチング素子２０からの熱が温度検出手段１０ｈへ伝達し難くなっている。

図８を参照して本発明の第１０の実施形態における電子制御装置１iの概要を説明する。本実施形態においては、温度検出手段１０iと半導体スイッチング素子２０との間に、受動部品（１１、１２、１３）の内、発熱しない部品を介装する。本実施形態によれば、上記第１の実施形態と同様の効果に加え、受動部品（１１、１２、１３）の内、発熱しない部品によって、半導体スイッチング素子２０からの熱伝導が遮断されるので、半導体スイッチング素子２０からの熱の影響をさらに少なくでき、より正確な温度の検出が可能となる。
具体的には、発熱し難い受動部品として、例えば、電流５００ｍＡ以下で使用されるセラミックコンデンサ、電流５０mＡ以下で使用されるアルミ電解コンデンサ、電力１／４Ｗ以下で使用される抵抗、電力１５０ｍＷ以下で使用されるトランジスタ、２００ｍＷ以下で使用されるダイオード等が利用できる。

図９を参照して、本発明の第１１の実施形態における電子制御装置１ｊの概要を説明する。本実施形態では、温度検出手段１０ｊを収納部３３の表面温度と略等温、又は、収納部３３の表面温度との温度差を所定の範囲内とする熱的結合手段３７を介すると共に、半導体スイッチング素子２０からの熱が伝達される所定の距離の範囲（Ｒ_ＨＴ）外に載置する。
本実施形態によれば、発熱性の半導体スイッチング素子２０からの発熱の影響を受けることなく、かつ、熱的結合手段３７を介して、収納部３３の表面温度が直接温度検出手段１０ｊに伝達されるので、より正確な温度情報を上記半導体スイッチング素子の開閉制御に利用できる。
なお、本実施形態においては、熱的結合手段３７として、平板状の金属部材３７の一端を収納部３３の表面に露出させ、他端を収納部３３内に収納し、温度検出手段１０ｊを金属部材３７に当接せしめてある。
上記実施形態では、収納部３３が樹脂によって形成された筐体を介して収納部３３内に収納された温度検出手段１０に間接的に収納部３３の表面の温度が伝達されるが、本実施形態にようれば、熱伝導性の良い金属部材３７を介して、収納部３３の表面温度が直接温度検出手段１０ｊに伝達されるので、より正確に温度を検出することができる。

図１０を参照して、本発明の第１２の実施形態における電子制御装置１ｋの概要を説明する。本実施形態においては、熱的結合手段３７ｋとして一端が収納部３３から突出するネジ部を形成し、他端が収納部３３内に収納され、収納部３３内の所定の位置に温度検出手段１０ｋが載置されている。
このような構成とすることにより、上記第１１の実施形態と同様の効果に加え、本図（ｃ）に示すように、例えば、吸気流路５０等の特定の流路内に熱的結合手段３７ｋの先端を望ませ、ナット３８で固定することにより、特定の流路内の温度を検出して、半導体スイッチング素子２０の制御に利用することも可能となる。

図１１を参照して、本発明の第１３の実施形態における電子制御装置１Lの概要を説明する。本実施形態においては、図１１に示すように、熱的結合手段３７Ｌとして、基板３０の表面に形成した導体回路の一部を利用している。銅等の電気伝導性の高い金属からなる導体は熱伝導率も高く、基板３０の外周縁に張り出すように導体回路を形成することによって、基板３０の外周縁に伝達される収納部３３の表面温度を比較的変化させることなく温度検出手段１０Ｌに伝達させることができる。
このため、基板３０の配置上の都合で、温度検出手段１０Ｌを、基板３０の外周縁から所定の距離Ｗより内側に載置せざるを得ない場合にも、収納部３３の表面温度を、基板３０の外周縁から所定の距離Ｗ内に載置したときと同様の温度を検出することが可能となる。

図１２を参照して、本発明の第１４の実施形態における電子制御装置１ｍの概要を説明する。本実施形態においては、温度検出手段１０ｍを、信号入出力端子３１（Ｓ）に当接させ、信号入出力端子３１（Ｓ）を熱的結合手段３７ｍとして利用している。
入出力端子３１の一部、特に、信号入出力端子３１（Ｓ）を、熱的結合手段３７Ｌとして用いた場合、電力入出力端子３１（Ｅ）のように、それ自身が発熱することがなく、収納部３３の内と外とを熱的に結合し、収納部３３の外側の温度を直接的に温度検出手段１０Ｌに伝達されるので、より正確な温度の検出が可能となる。

図１３（ａ）を参照して、本発明の第１５の実施形態における電子制御装置１ｎの概要を説明する。本実施形態においては、温度検出手段１０ｎと樹脂充填部材３４との境界に、弾性部材からなるストレス緩和層３８を設けてある。
本実施形態によれば、上記第１の実施形態と同様の効果に加え、半導体スイッチング素子２０からの熱の伝達による樹脂充填部材３４の膨張や停止時の冷却による収縮によって発生するストレスを弾性部材３８の弾性変形によって吸収するので、温度検出手段１０ｎへの冷熱ストレスが緩和される。
このため、長期の使用によっても、温度検出手段１０ｎの信頼性を損なうことなく正確な温度検出を維持し、温度情報を制御に利用できるので、優れた信頼性と高い搭載性とを兼ね備えた電子制御装置１ｎを実現できる。

図１３（ｂ）を参照して、本発明の第１６の実施形態における電子制御装置１ｐの概要を説明する。
本実施形態においては、温度検出手段１０ｐと樹脂充填部材３４との境界に、高熱電導性の無機材料粉末３５の濃度を高くした高熱伝導層３８ｐを設けてある。本実施形態によれば、上記第１の実施形態と同様の効果に加え、高熱伝導層３８ｐによって、収納部３３の表面温度とさらに等しい温度が温度検出手段１０ｐに伝達されるので、より正確な温度検出が可能となり、優れた信頼性と高い搭載性とを兼ね備えた電子制御装置１ｐを実現できる。
なお、高熱伝導層３８ｐを弾性部材３８と高熱伝導性無機粉末３５とで構成することによって、冷熱ストレスの緩和と、良好な温度伝達を両立し、さらに信頼性の高い電子制御装置１ｐが実現できる。

図１３（ｃ）を参照して、本発明の第１７の実施形態における電子制御装置１ｒの概要を説明する。本実施形態においては、温度検出手段１０ｒと半導体スイッチンッグ素子２０との間に、断熱性の隔壁３６を設けてある。本実施形態によれば、断熱性の隔壁３６によって、半導体スイッチング素子２０からの熱伝導が遮断されるので、半導体スイッチング素子２０からの熱の影響をさらに少なくでき、より正確な温度の検出が可能となり、優れた信頼性と高い搭載性とを兼ね備えた電子制御装置を実現できる。

図１４を参照して本発明の第１８の実施形態における電子制御装置１ｓの概要を説明する。
上記実施形態においては、基板３０に能動部品及び受動部品を実装して電子生業措置を構成した例を示したが、本実施形態のように、リードフレーム３０ｓを用いたものにも本発明の効果が発揮される。
電子制御装置１ｓは、少なくとも、能動部品として、発熱性の半導体スイッチング素子２０ｓと半導体スイッチング素子２０ｓの入出力を制御する集積回路２１ｓとを具備し、受動部品として、温度を検出する温度検出手段１０ｓと、抵抗１１ｓとコイル１２ｓとキャパシタ１３ｓとを具備し、機構部品として、上記能動部品（２０ｓ、２１ｓ）と上記受動部品（１０ｓ、１１ｓ、１２ｓ、１３ｓ）とを載置すると共に所定の回路を形成し、さらに外部からの入力と外部への出力とを行う入出力端子３１ｓとを構成するリードフレーム３０ｓと、これらを一体的に収納する収納部３４ｓとを具備して、温度検出手段１０ｓによって検出された温度情報を利用して、上記入力に対して所定の処理を行い、半導体スイッチング素子２０ｓを開閉してアクチュエータへの出力を制御する電子制御装置１ｓにおいて、温度検出手段１０ｓを、リードフレーム３０ｓの上であって、収納部３４ｓの表面温度と略等温、又は、収納部３４の表面温度との温度差が所定の範囲内となる収納部３４表面から所定の距離Ｗ内であって、かつ、半導体スイッチング素子２０ｓからの熱が伝達される所定の距離の範囲（Ｒ_ＨＴ）外に載置する。図（ａ）に一点破線で示す平面方向境界線ＢＬ（Ｈ）の外側の範囲に温度検出手段１０ｓが載置可能である。
本実施形態のように、基板を用いず、リードフレーム３０ｓに直接素子を実装した場合においても、発熱性の半導体スイッチング素子２０ｓからの発熱の影響を受けることなく、電子制御装置１ｓ内の収納部３４ｓ表面から特定の距離Ｗ内に収納された温度検出手段１０ｓに、特定の温度差の範囲内で上記収納部の表面温度が伝達されるので、正確な温度情報を半導体スイッチング素子２０ｓの開閉制御に利用できる。
このとき、度検出手段１０ｓが、収納部３４ｓ内において特定の位置に載置されているので、取付作業としては電子制御装置１ｓを取り付けるだけで良く、温度検出手段１０ｓを固定するためのスペースを確保したり、温度検出手段から電子制御装置への配線を施したり、温度検出手段を外部環境から保護するための手段を設けたりする必要がない。

図１５を参照して、本発明の第１９の実施形態における電子制御装置として、小型自動二輪車に設けた、イグナイタ１を含む具体的な点火システム全体の概要について説明する。
図略のエンジンのクランクシャフトに連結駆動される単相交流発電機（ＡＣＧ）６０で発生した電力は、レギュレータ（ＲＥＧ）６１で整流され、イグナイタ１に入力インターフェース回路を介して供給されている。
電源回路は、入力インターフェース回路から入力された電力を所定の電源電圧に調整して、ＣＰＵ２１、駆動回路２０へ供給している。
パルス制御ユニット（ＰＣＵ）７０は、図略のエンジン制御装置（ＥＣＵ）からの点火指令に従って、イグナイタ１の開閉駆動を制御するパルス信号を発信し、入力インターフェース回路を介してイグナイタ１に伝達している。
温度検出手段であるサーミスタ１０は、イグナイタ１の筐体内の特定の位置に設けられ、イグナイタ１の周囲の環境温度を検出し、温度検出回路によって、温度情報をデータ化して、ＣＰＵ２１に入力している。
ＣＰＵ２１は、ＰＣＵ７０から発振さえた点火パルス信号と、温度検出回路からの入力結果に基づいて、発熱性のパワーデバイスを含む駆動回路２０からの出力を制御する。
駆動回路２０によって、所定のタイミングで点火コイルへの通電が制御され、また、サーミスタ１０からの温度情報に基づいて、キャブヒータへの通電が制御されている。
点火コイルは、駆動回路に従って、所定のタイミングで、図略のエンジンに設けた点火プラグに印加する高電圧を発生している。
キャブヒータは、寒冷始動時や、走行時の冷却等の条件に応じて、図略のキャブレター内の吸気温度を暖気し、エンジンの始動性向上や、失火防止を図っている。

１ 電子制御装置
１０ 温度検出手段
１１ 抵抗
１２ コイル
１３ キャパシタ
２０ 発熱性半導体スイッチング素子
２１ 集積回路
３０ 回路基板
３１ 入出力端子
３１（Ｅ） 電力用端子
３１（Ｓ） 信号用端子
３２ コネクタ
３３ 筐体（収納部）
３４ 樹脂充填部材
３５ 高熱伝導性無機材料粉末

特開２００９−３６０４３号公報 特開２００３−３３２５００号公報 特開２０００−７８８８０号公報 特開２００５−２６３９７７号公報

Claims (19)

1. 少なくとも、能動部品として、発熱性の半導体スイッチング素子と該半導体スイッチング素子の入出力を制御する集積回路とを具備し、
   受動部品として、温度を検出する温度検出手段と、抵抗とコイルとキャパシタとを具備し、
   機構部品として、上記能動部品と上記受動部品とを載置すると共に所定の回路を形成する基板と、該基板に接続され外部からの入力と外部への出力とを行う入出力端子と、これらを一体的に収納する収納部とを具備して、
   上記温度検出手段によって検出された温度情報を利用して、上記入力に対して所定の処理を行い、上記半導体スイッチング素子を開閉してアクチュエータへの出力を制御する電子制御装置において、
   上記温度検出手段を、上記基板の上記発熱性のスイッチング素子を実装した実装面上であって、上記収納部の表面温度と略等温、又は、上記収納部の表面温度との温度差が所定の範囲内となる上記基板の外周縁から所定の距離内であって、かつ、上記半導体スイッチング素子からの熱が伝達される所定の距離の範囲外に載置したことを特徴とする電子制御装置。
2. 少なくとも、能動部品として、発熱性の半導体スイッチング素子と該半導体スイッチング素子の入出力を制御する集積回路とを具備し、
   受動部品として、温度を検出する温度検出手段と、抵抗とコイルとキャパシタとを具備し、
   機構部品として、上記能動部品と上記受動部品とを載置すると共に所定の回路を形成する基板と、該基板に接続され外部からの入力と外部への出力とを行う入出力端子と、これらを一体的に収納する収納部とを具備して、
   上記温度検出手段によって検出された温度情報を利用して、上記入力に対して所定の処理を行い、上記半導体スイッチング素子を開閉してアクチュエータへの出力を制御する電子制御装置において、
   上記温度検出手段を、上記基板の上記発熱性のスイッチング素子を実装した実装面に対向する裏面上であって、上記収納部の表面温度と略等温、又は、上記収納部の表面温度との温度差が所定の範囲内となる上記基板の外周縁から所定の距離内であって、かつ、上記半導体スイッチング素子からの熱が伝達される所定の距離の範囲外に載置したことを特徴とする電子制御装置。
3. 少なくとも、能動部品として、発熱性の半導体スイッチング素子と該半導体スイッチング素子の入出力を制御する集積回路とを具備し、
   受動部品として、温度を検出する温度検出手段と、抵抗とコイルとキャパシタとを具備し、
   機構部品として、上記能動部品と上記受動部品とを載置すると共に所定の回路を形成する基板と、該基板に接続され外部からの入力と外部への出力とを行う入出力端子と、これらを一体的に収納する収納部とを具備して、
   上記温度検出手段によって検出された温度情報を利用して、上記入力に対して所定の処理を行い、上記半導体スイッチング素子を開閉してアクチュエータへの出力を制御する電子制御装置において、
   上記収納部を筐体によって構成し、該筐体の壁面の一部に薄肉部を設けて、上記温度検出手段を、上記収納部の表面温度と略等温、又は、上記収納部の表面温度との温度差が所定の範囲内となる上記薄肉部に対向せしめると共に、上記半導体スイッチング素子からの熱が伝達される所定の距離の範囲外に載置したことを特徴とする電子制御装置。
4. 少なくとも、能動部品として、発熱性の半導体スイッチング素子と該半導体スイッチング素子の入出力を制御する集積回路とを具備し、
   受動部品として、温度を検出する温度検出手段と、抵抗とコイルとキャパシタとを具備し、
   機構部品として、上記能動部品と上記受動部品とを載置すると共に所定の回路を形成する基板と、該基板に接続され外部からの入力と外部への出力とを行う入出力端子と、これらを一体的に収納する収納部とを具備して、
   上記温度検出手段によって検出された温度情報を利用して、上記入力に対して所定の処理を行い、上記半導体スイッチング素子を開閉してアクチュエータへの出力を制御する電子制御装置において、
   上記収納部を筐体によって構成し、該筐体の壁面の一部を外部に向かって突出する突出部を設けて、上記温度検出手段を、上記収納部の表面温度と略等温、又は、上記収納部の表面温度との温度差が所定の範囲内となる上記突出部内であって、かつ、上記半導体スイッチング素子から熱が伝達される所定の距離の範囲外に載置したことを特徴とする電子制御装置。
5. 少なくとも、能動部品として、発熱性の半導体スイッチング素子と該半導体スイッチング素子の入出力を制御する集積回路とを具備し、
   受動部品として、温度を検出する温度検出手段と、抵抗とコイルとキャパシタとを具備し、
   機構部品として、上記能動部品と上記受動部品とを載置すると共に所定の回路を形成する基板と、該基板に接続され外部からの入力と外部への出力とを行う入出力端子と、これらを一体的に収納する収納部とを具備して、
   上記温度検出手段によって検出された温度情報を利用して、上記入力に対して所定の処理を行い、上記半導体スイッチング素子を開閉してアクチュエータへの出力を制御する電子制御装置において、
   上記温度検出手段を、上記収納部の表面温度と略等温、又は、上記収納部の表面温度との温度差が所定の範囲内となる上記収納部表面から所定の距離内であって、かつ、上記半導体スイッチング素子からの熱が伝達される所定の距離の範囲外に載置したことを特徴とする電子制御装置。
6. 少なくとも、能動部品として、発熱性の半導体スイッチング素子と該半導体スイッチング素子の入出力を制御する集積回路とを具備し、
   受動部品として、温度を検出する温度検出手段と、抵抗とコイルとキャパシタとを具備し、
   機構部品として、上記能動部品と上記受動部品とを載置すると共に所定の回路を形成する基板と、該基板に接続され外部からの入力と外部への出力とを行う入出力端子と、これらを一体的に収納する収納部とを具備して、
   上記温度検出手段によって検出された温度情報を利用して、上記入力に対して所定の処理を行い、上記半導体スイッチング素子を開閉してアクチュエータへの出力を制御する電子制御装置において、
   上記温度検出手段を、上記基板の上記発熱性のスイッチング素子を実装した実装面に対向する裏面側であって、上記収納部の表面温度と略等温、又は、上記収納部の表面温度との温度差が所定の範囲内となる上記収納部表面から所定の距離内であって、かつ、上記半導体スイッチング素子から熱が伝達される所定の距離の範囲外に載置したことを特徴とする電子制御装置。
7. 少なくとも、能動部品として、発熱性の半導体スイッチング素子と該半導体スイッチング素子の入出力を制御する集積回路とを具備し、
   受動部品として、温度を検出する温度検出手段と、抵抗とコイルとキャパシタとを具備し、
   機構部品として、上記能動部品と上記受動部品とを載置すると共に所定の回路を形成する基板と、該基板に接続され外部からの入力と外部への出力とを行う入出力端子と、これらを一体的に収納する収納部とを具備して、
   上記温度検出手段によって検出された温度情報を利用して、上記入力に対して所定の処理を行い、上記半導体スイッチング素子を開閉してアクチュエータへの出力を制御する電子制御装置において、
   上記温度検出手段を上記収納部の表面温度と略等温、又は、上記収納部の表面温度との温度差を所定の範囲内とする熱的結合手段を介すると共に、上記半導体スイッチング素子から熱が伝達される所定の距離の範囲外に載置したことを特徴とする電子制御装置。
8. 上記熱的結合手段は、上記基板表面に形成した上記回路の一部、上記入出力端子の一部、一端が外部に露出し他端が上記収納部内に配設された金属部材のいずれかとした請求項７に記載の電子制御装置。
9. 上記温度検出手段と上記半導体スイッチング素子との間に、上記基板の一部を切り欠いて上記半導体スイッチング素子からの熱伝導を遮断する開口部を設けた請求項１ないし８のいずれか１項に記載の電子制御装置。
10. 上記温度検出手段と上記半導体スイッチング素子との間に、上記受動部品の内発熱しない部品を介装した請求項１ないし９のいずれか１項に記載の電子制御装置。
11. 少なくとも、能動部品として、発熱性の半導体スイッチング素子と該半導体スイッチング素子の入出力を制御する集積回路とを具備し、
    受動部品として、温度を検出する温度検出手段と、抵抗とコイルとキャパシタとを具備し、
    機構部品として、上記能動部品と上記受動部品とを載置すると共に所定の回路を形成すると共に、外部からの入力と外部への出力とを行う入出力端子とを構成するリードフレームと、これらを一体的に収納する収納部とを具備して、
    上記温度検出手段によって検出された温度情報を利用して、上記入力に対して所定の処理を行い、上記半導体スイッチング素子を開閉してアクチュエータへの出力を制御する電子制御装置において、
    上記温度検出手段を、上記リードフレーム上であって、上記収納部の表面温度と略等温、又は、上記収納部の表面温度との温度差が所定の範囲内となる上記収納部表面から所定の距離内であって、かつ、上記半導体スイッチング素子から熱が伝達される所定の距離の範囲外に載置したことを特徴とする電子制御装置。
12. 上記温度検出手段と上記半導体スイッチンッグ素子との間に、断熱性の隔壁を設けた請求項１ないし１１のいずれか１項に記載の電子制御装置。
13. 上記収納部を、樹脂又は金属からなる筐体によって構成し、該筐体内部に樹脂と高熱伝導性の無機材料粉末との混合物からなる樹脂充填部材を充填した請求項１ないし１２のいずれか１項に記載の電子制御装置。
14. 上記温度検出手段と上記樹脂充填部材との境界に、弾性部材からなるストレス緩和層を設けた請求項１３に記載の電子制御装置。
15. 上記温度検出手段と上記樹脂充填部材との境界に、上記高熱電導性無機材料粉末の濃度を高くした高熱伝導層を設けた請求項１３又は１４に記載の電子制御装置。
16. 上記発熱性の半導体スイッチング素子は、放熱性の高いヒートシンクに当接せしめた請求項１ないし１５のいずれか１項に記載の電子制御装置。
17. 上記半導体スイッチング素子が、ＩＧＢＴ、ＭＯＳＦＥＴ、ＧＴＯ、サイリスタのいずれかから選択される大電力用パワーデバイスである請求項１ないし１６のいずれか１項に記載の電子制御装置。
18. 上記半導体スイッチング素子は、上記内燃機関に設けられる燃料噴射装置、点火装置、吸排気装置、スロットル弁のいずれかをアクチュエータとして、その駆動を制御する請求項１ないし１７のいずれか１項に記載の電子制御装置。
19. 上記内燃機関は、自動二輪車用エンジンである請求項１ないし１８のいずれか１項に記載の電子制御装置。

Images