【実施例1】
【0026】
[実施例1の構成]
図1ないし
図8は本発明の実施例1を示したもので、
図1は電子制御モジュールを示した図で、
図2は金属ベース板に対する制御ユニットの締結構造を示した図である。
【0027】
本実施例の自動変速機の電子制御装置は、自動車に搭載される自動変速機の変速制御に使用されるものである。
自動変速機は、ハウジング、油圧制御装置、レンジ検出装置および電子制御モジュール(自動変速機の電子制御モジュール)を備えた所謂電子制御式の自動変速機(オートマチックトランスミッション)が採用されている。
自動変速機のハウジングは、自動変速機ケース(トランスミッションケース)とオイルパンとを組み合わせて構成されている。
オイルパンは、自動変速機で使用する作動油(自動変速機油、ATF、オイル)を内部に蓄えている。
【0028】
自動変速機ケースの内部には、ポンプ、タービンおよびステータ等により構成されるトルクコンバータと、このトルクコンバータのタービンに接続される多段歯車式の変速機構が収容されている。変速機構は、油圧制御装置から供給される油圧に応じて係合または解放される複数の摩擦係合要素(クラッチまたはブレーキ)を備えている。
そして、自動変速機は、各摩擦係合要素の係合または解放の組み合わせに従ってシフトレンジが切り替わる。これにより、自動変速機の変速制御が実行される。
ここで、本実施例では、自動変速機のシフトレンジとして、駐車(パーキング:P)レンジ、後進(リバース:R)レンジ、中立(ニュートラル:N)レンジおよび前進(ドライブ:D)レンジが用意されている。
【0029】
油圧制御装置は、複数の油路を有するバルブボディと、このバルブボディに取り付けられて、バルブボディの油路と共に油圧回路を構成する複数の電磁油圧制御弁およびマニュアルバルブと、ドライバー等から要求された変速状態を実現するように複数の電磁油圧制御弁を制御する制御ユニット(制御回路部、TCU)とを備えている。
バルブボディは、複数の電磁油圧制御弁を保持するバルブ保持部材であって、複数の電磁油圧制御弁とマニュアルバルブを挿入する複数のバルブ挿入溝、およびこれらのバルブ挿入溝にそれぞれ連通する油路を有している。
【0030】
電子制御モジュールは、バルブボディ上に搭載されて、自動変速機で使用される作動油中に浸漬されている。この電子制御モジュールは、複数の電磁油圧制御弁を駆動することで、自動変速機の変速制御等を行う制御ユニットを備えている。
油圧制御装置および電子制御モジュールは、自動変速機ケースの下部に取り付けられるオイルパンの内部に設置されている。つまり電子制御モジュールは、バルブボディと共にオイル中に浸漬されている。
【0031】
複数の電磁油圧制御弁のうちの少なくとも1つの電磁油圧制御弁は、内燃機関(エンジン)により駆動されるオイルポンプによって発生した油圧(ライン油圧)を調圧して自動変速機の変速機構に組み込まれる摩擦係合要素(クラッチまたはブレーキ)へ送るソレノイドバルブである。
電磁油圧制御弁は、ライン油圧を入力すると共に、入力したライン油圧を調圧して出力するスプールバルブと、このスプールバルブを駆動するアクチュエータであるリニアソレノイドとを備えている。
【0032】
マニュアルバルブは、バルブボディにスプールが摺動自在に嵌入されることにより構成されている。バルブボディには、マニュアルバルブのスプールを往復直線移動可能に支持するスプール孔が形成されている。
レンジ検出装置は、ディテント機構とレンジセンサユニットとを組み合わせて構成されている。ディテント機構は、セレクトレバーによるレンジ位置の選択に応じてマニュアルバルブのスプールをその軸線方向に往復移動させるディテントプレート等を有している。 レンジセンサユニットは、電子制御モジュールに一体的に組み付けられている。
なお、レンジ検出装置のレンジセンサユニットの詳細は後述する。
【0033】
電子制御モジュールは、自動変速機の変速制御を行う集積回路を収納する絶縁パッケージ1を有する制御ユニットと、絶縁パッケージ1の図示上方側を覆う絶縁ハウジング2を有する配線ユニットと、絶縁パッケージ1が直接搭載される平板状の金属ベース板(以下金属プレート3と言う)と、この金属プレート3に結合される絶縁ハウジング4を有するセンサユニットと、金属プレート3の搭載面上に一体的に設けられる絶縁ブロック5〜7と、絶縁ハウジング4に一体的に形成される絶縁ブロック8とを備えている。
【0034】
絶縁ハウジング2、4および絶縁ブロック5〜8は、モールド樹脂材(例えばポリアミド(PA)またはポリフェニレンサルファイド(PPS)等の合成樹脂)により一体的に形成されている。
絶縁ハウジング2は、絶縁ブロック5〜7との間に第1〜第3バスバー側の第1隙間を形成する上部壁体(第1壁体)11、および絶縁ブロック8との間に第4バスバー側の第1隙間を形成する上部壁体(第1壁体)11を有する第1絶縁体(第1絶縁ブロック)である。
【0035】
絶縁ブロック5〜7は、絶縁ハウジング2との間に、第2隙間を形成する下部壁体(第2壁体)12を有する第2〜第4絶縁体(第2〜第4絶縁ブロック)である。
絶縁ブロック8は、絶縁ハウジング2との間に、第4バスバー側の第1隙間を介して外部と連通する第2隙間を形成する下部壁体(第2、第3壁体)12を有する第2、第5絶縁体(第2、第5絶縁ブロック)である。
第1隙間とは、外部に向けて開口し、且つ外部と第2隙間とを連通する連通部(連通路)13のことである。また、第2隙間とは、第1隙間を介して外部と連通する収納部(端子収納室、収納空間)14のことである。
【0036】
金属プレート3は、制御ユニットの絶縁パッケージ1に直接接触して、制御ユニットで発生した熱を外部(バルブボディ等)に放熱する放熱部材である。この金属プレート3は、自動変速機ケースの下部に取り付けられるオイルパン内部、特にバルブボディ上に直接搭載されている。また、金属プレート3は、熱伝導性の良い金属板(例えばアルミニウム材を主体とする金属板または鉄鋼材を主体とする金属板)で形成されている。
そして、金属プレート3の搭載面上には、制御ユニットの絶縁パッケージ1が直接搭載されている。
【0037】
絶縁パッケージ1は、電子回路、リードフレームおよびブラケット9をモールド樹脂材により樹脂封止している。ブラケット9は、絶縁パッケージ1の内部にモールド樹脂材によるインサートにより固定(埋設保持)されている。このブラケット9は、複数の締結ボルト(締結部材)10による締結時に、金属プレート3と絶縁ハウジング2との間に挟み込まれて保持される。
ここで、制御ユニットと配線ユニットとの第1結合体Aは、金属プレート3とセンサユニットとの第2結合体Bに、複数の締結ボルト10等を用いて締め付け固定(締結固定)されている。
なお、第1結合体Aは、金属プレート3と絶縁ハウジング4とが締結固定された後に、TCUの下面と金属プレート3の上面とが接触するように、金属プレート3の上面に複数の締結ボルト10等により締結固定される。
【0038】
複数のブラケット9は、例えばL字状または平板状の金属ベース板であって、TCUの絶縁パッケージ1の側面から外側に突き出して露出している。複数のブラケット9は、締結ボルト10により金属プレート3の上面(搭載面)にTCUを締結する際に、配線ユニットと金属プレート3との間に挟み込まれる。
締結ボルト10は、第1結合体(制御ユニット+配線ユニット)Aを第2結合体(金属プレート3+センサユニット)Bに螺子締結するための締結部材である。
これにより、複数の締結ボルト10を用いて金属プレート3と複数のブラケット9を締結する際に、配線ユニットの絶縁ハウジング2の下面と金属プレート3の上面との間に複数のブラケット9が挟み込まれて保持される。
【0039】
制御ユニットは、自動変速機の変速制御を行う集積回路と、この集積回路から外側に向けて延設されて、集積回路に導通接合されるリードフレームと、集積回路とリードフレームをモールド樹脂材(封止材)により樹脂封止した絶縁パッケージ1とを備えている。
絶縁パッケージ1は、絶縁性を有するモールド樹脂材(例えばエポキシ樹脂(EP)等の熱硬化性樹脂(絶縁性樹脂)を主体とする合成樹脂)によって一体的に形成されている。この絶縁パッケージ1の内部には、多数の電子部品(特に電子制御回路)と配線パターンにより構成される集積回路(IC)チップ、およびこのICチップをダイパット上に搭載するリードフレームがモールド樹脂材により樹脂封止されている。
【0040】
リードフレームは、銅合金等の導電性を有する金属材により形成されている。このリードフレームは、第1導体群の各第1導体として使用されるインナリード、およびインナリードと一体的に接続(または一体的に形成)し、且つ第1導体群の各第1端子として使用されるアウタリードを備え、第1導体群(第1ターミナル導体群)を構成している。
ここで、モールド樹脂材、つまり絶縁パッケージ1は、リードフレームの隣接するインナリード間、ICチップの隣接する電極パッド間や導体(配線)間を絶縁する。
アウタリードは、絶縁パッケージ1の周囲(側面)から外部(外側)に向けて突出して絶縁パッケージ1の外部に露出したTCUリード端子21〜24を有している。
TCUリード端子21〜24は、複数の第1端子(第1ターミナル)を構成している。 なお、本実施例の制御ユニットの詳細は、後述する。
【0041】
配線ユニットの絶縁ハウジング2および配線部材である第1〜第4バスバーは、絶縁性を有するモールド樹脂材による一体成形で構成されている。
センサユニットの絶縁ハウジング4および配線部材である第5バスバー(センサターミナル)は、絶縁性を有するモールド樹脂材による一体成形で構成されている。また、絶縁ハウジング4は、金属プレート3および絶縁ハウジング2に締結固定されている。
第1〜第5バスバーは、例えば銅合金またはアルミニウム合金等の金属導体板である。これらの第1〜第5バスバーは、導電性を有する金属薄板をプレス成形機で打ち抜き成形を行い、この打ち抜き成形と同時または打ち抜き成形後に所定の部位で折り曲げ成形を行うことで製造される。
【0042】
第1〜第4バスバーは、リードフレームの各TCUリード端子21〜24にそれぞれ導通接合される複数のターミナル(第2端子)31〜34、絶縁ハウジング2の内部に埋設保持された複数の配線導体(第2導体)35、36、および絶縁ハウジング2から突出して露出した複数のターミナル37、38等をそれぞれ備えている。
第5バスバーは、複数のターミナル38にそれぞれ導通接合される複数のターミナル(第3端子)41、絶縁ハウジング4の内部に埋設保持された複数の配線導体(第3導体)42、および絶縁ハウジング4から突出して露出した複数のターミナル43等をそれぞれ備えている。
【0043】
ここで、制御ユニットおよび配線ユニットは、リードフレームの各TCUリード端子21〜24と第1〜第4バスバーの各ターミナル31〜34とを例えばレーザー溶接等の接合手段を用いて電気的および機械的に接続した複数の導通接合部(レーザー溶接部)25を備えている。
また、複数のTCUリード端子21〜24の表面には、絶縁材26がそれぞれ塗布されている。なお、複数のTCUリード端子21〜24の各導通接合部25近傍から各先端部分までの間には、絶縁材26から導体部分が露出した端子露出部27が設けられている。
【0044】
また、配線ユニットおよびセンサユニットは、第4バスバーの各ターミナル38と第5バスバーの各ターミナル41とを例えばレーザー溶接等の接合手段を用いて電気的および機械的に接続した複数の導通接合部(レーザー溶接部)39を備えている。
センサユニットの絶縁ハウジング4には、絶縁性を有する合成樹脂(絶縁材料)製の樹脂基板である回路基板44が溶着固定されている。この回路基板44には、複数のスルーホール45が形成されている。また、絶縁ハウジング4には、蓋部材である樹脂カバー46が取り付けられている。
なお、本実施例の配線ユニットおよびセンサユニットの詳細は、後述する。
【0045】
金属プレート3は、その板厚方向の一端側に平面状の放熱部51を有している。
金属プレート3は、その板厚方向の他端側(放熱部側に対して反対側)に平面状の搭載部52を有している。
金属プレート3には、締結ボルト10のボルト軸部に形成される外周ネジと螺合するネジ孔53が形成されている。
金属プレート3には、電子制御モジュールをバルブボディに締結固定するための締結部材である締結ボルト(図示せず)が挿通するボルト挿通孔54が形成されている。
【0046】
金属プレート3には、絶縁ハウジング4の下面に重ね合わされるブラケット55、絶縁ハウジング2の下面と絶縁ハウジング4の下面に重ね合わされるブラケット56、および2つのブラケット55、56間に形成され、絶縁ハウジング4の一部(後述するベース81の一部)が嵌合する嵌合凹部が設けられている。
複数のボルト挿通孔54のうちの一部のボルト挿通孔54は、2つのブラケット55、56を上下に貫通するように形成されている。
また、金属プレート3のブラケット55、56間には、絶縁ハウジング4の絶縁ブロック(嵌合凸部)6が嵌合する嵌合凹部57が形成されている。
なお、金属プレート3の詳細は、後述する。
【0047】
次に、本実施例の制御ユニットの詳細を
図1ないし
図8に基づいて説明する。
制御ユニットの絶縁パッケージ1は、金属プレート3の搭載部52の搭載面上に直接接触するように搭載されている。
制御ユニットは、少なくともCPU、ROM、RAM等の機能を具備したマイクロコンピュータを制御回路基板上に実装して構成されている。
CPUは、ROM等のメモリに格納された制御プログラムを実行することで、自動変速機の変速動作を制御する。
マイクロコンピュータは、ICチップに、スイッチング素子と共に設けられている。
【0048】
制御ユニットは、エンジン制御ユニット(以下ECUと言う)で検出されたエンジンの運転状況(運転状態)および各種センサ(油温センサ、複数の油圧センサ、シフトポジションセンサ61、タービン回転センサ62、出力軸回転センサ63等)の検出信号(センサ出力信号)に基づいてソレノイド等のアクチュエータを駆動して、自動変速機の変速動作を制御する。
絶縁パッケージ1の内部には、ICチップと、このICチップの各電極パッドに導通接合されるリードフレームと、ICチップの導体パターンとリードフレームのインナリードとを接続するボンディングワイヤ(または導電性接着剤)とが収納されている。
【0049】
リードフレームのダイパット上には、ICチップが搭載されている。
リードフレームの回路基板側に位置する部分は、絶縁パッケージ1内に位置して、電子部品に電気的に接続されるインナリードとして働く。
また、リードフレームの回路基板側に対して逆側に位置する部分は、絶縁パッケージ1の4つの側面から四方に向けて突出して絶縁パッケージ1の外部で露出するアウタリード(複数のTCUリード端子21〜24)として働く。
【0050】
アウタリードは、絶縁パッケージ1の周囲(第1側面)から外部(外側、
図7において図示右斜め上方)に向けて突出するように延設された複数のTCUリード端子21と、絶縁パッケージ1の周囲(第3側面)から外部(外側、
図7において図示左斜め上方)に向けて突出するように延設された複数のTCUリード端子22と、絶縁パッケージ1の周囲(第4側面)から外部(外側、
図7において図示右斜め下方)に向けて突出するように延設された複数のTCUリード端子23と、絶縁パッケージ1の周囲(第1側面に対して反対側の側面(第2側面))から外部(外側、
図7において図示左斜め下方)に向けて突出するように延設された複数のTCUリード端子24とを備えている。
ここで、複数のTCUリード端子21〜24の表面には、銅メッキまたは無電解ニッケルメッキが施されている。
【0051】
複数のTCUリード端子21は、絶縁パッケージ1の左側面近傍に位置する根元部分、および配線ユニットのターミナル31上に重ね合わされてレーザー溶接することでターミナル31に導通接合される導通接合部25を有している。また、複数のTCUリード端子21〜24は、絶縁パッケージ1の左側面からターミナル31側に突出して絶縁パッケージ1の外部に露出している。
【0052】
複数のTCUリード端子22は、絶縁パッケージ1の上側面近傍に位置する根元部分、および配線ユニットのターミナル32上に重ね合わされてレーザー溶接することでターミナル32に導通接合される導通接合部25を有している。また、複数のTCUリード端子22は、絶縁パッケージ1の上側面からターミナル32側に突出して絶縁パッケージ1の外部に露出している。
【0053】
複数のTCUリード端子23は、絶縁パッケージ1の下側面近傍に位置する根元部分、および配線ユニットのターミナル33上に重ね合わされてレーザー溶接することでターミナル33に導通接合される導通接合部25を有している。また、複数のTCUリード端子23は、絶縁パッケージ1の下側面からターミナル33側に突出して絶縁パッケージ1の外部に露出している。
【0054】
複数のTCUリード端子24は、絶縁パッケージ1の右側面近傍に位置する根元部分、および配線ユニットのターミナル34上に重ね合わされてレーザー溶接することでターミナル34に導通接合される導通接合部25を有している。また、複数のTCUリード端子24は、絶縁パッケージ1の右側面からターミナル34側に突出して絶縁パッケージ1の外部に露出している。
【0055】
複数のTCUリード端子21〜24の表面には、絶縁材26がそれぞれ塗布されている。この絶縁材26は、例えばエポキシ樹脂(EP)等の絶縁性樹脂を主体とする絶縁材料(例えばフッ素樹脂系の絶縁性接着剤またはフッ素樹脂系の絶縁性塗料または絶縁性塗布膜または絶縁性塗布液)である。
絶縁材26は、複数のTCUリード端子21〜24の各根元部分から各導通接合部25近傍までの間の、複数のTCUリード端子21〜24の表面(周囲)を被覆するようにそれぞれ塗布(形成)されている。
なお、絶縁材26の最薄部分の膜厚は、5μm以上が望ましい。
【0056】
絶縁材26は、金属プレート3と複数のTCUリード端子21〜24との間をそれぞれ絶縁し、且つ隣接するTCUリード端子21〜24間を絶縁する。すなわち、絶縁材26は、隣接するTCUリード端子21間を絶縁し、隣接するTCUリード端子22間を絶縁し、隣接するTCUリード端子23間を絶縁し、隣接するTCUリード端子24間を絶縁する。
なお、複数のTCUリード端子21〜24の各導通接合部25近傍から各先端部分までの間には、絶縁材26から導体部分が露出した端子露出部27が設けられている。
【0057】
次に、本実施例の配線ユニットの詳細を
図1ないし
図8に基づいて説明する。
配線ユニットの絶縁ハウジング2には、制御ユニットと外部機器との電気的な接続を行う外部コネクタ、および制御ユニットと内部機器との電気的な接続を行う内部コネクタが一体的に設置されている。
外部コネクタは、自動変速機外部の電子機器(電子部品)または制御機器(電気部品)との電気的な接続を行うためのもので、絶縁ハウジング2の上面から外部(相手側コネクタとの嵌合方向(コネクタ接続方向))へ向けて延設された各筒状のハウジング64を有している。ここで、自動変速機外部の電子機器または制御機器とは、外部電源、外部電子部品(エンジン制御ユニット(ECU)、各種センサ、電子回路基板等)のことである。
なお、ハウジング64内には、複数のターミナル37の根元部分(付け根部)を相互に絶縁(隔離)するという目的で、例えばエポキシ樹脂等の熱硬化性樹脂(絶縁性樹脂)を主体とする封止材65が充填されている。
【0058】
内部コネクタは、自動変速機内部の他の電子機器(電子部品)または制御機器(電気部品)との電気的な接続を行うためのもので、絶縁ハウジング2の上面から上方に突出し、その突出部分の側面から外部(相手側コネクタとの嵌合方向(コネクタ接続方向))へ向けて延設された各筒状のハウジング66を有している。ここで、自動変速機内部の他の電子機器または制御機器とは、後述する電磁油圧制御弁、油温センサおよび複数の油圧センサ等のことである。
なお、ハウジング66内に、複数のコネクタ端子(ターミナル)の根元部(付け根部)を相互に絶縁(隔離)するという目的で、例えばエポキシ樹脂等の熱硬化性樹脂(絶縁性樹脂)を主体とする封止材を充填しても良い。
【0059】
第1〜第4バスバーの表面には、錫メッキが施されている。
第1〜第4バスバーは、絶縁ハウジング2の表面(図示下面)で露出した第1〜第4露出部であり、TCUリード端子21〜24にそれぞれ導通接合されるターミナル31〜34を備えている。
ターミナル31〜34は、絶縁ハウジング2の下面からリードフレームの各ターミナル側に段付きで突き出して部分的に露出した樹脂表面露出部分である。また、ターミナル31〜34は、各配線導体35、36の一端側に設けられている。
【0060】
第1バスバーは、ターミナル31側に対して反対側に、外部コネクタのハウジング64の内部空間内に突出して露出した端子露出部であるターミナル(コネクタ端子、外部接続端子、第1接続端子)37を備えている。このターミナル37は、外部電源、外部電子部品(ECU、各種センサ、電子回路基板等)と接続する電気接続部である。
第2、第3バスバーは、ターミナル33、34側に対して反対側に、絶縁ハウジング2の表面(側面)からセンサユニット側に突出して絶縁ハウジング2の外部に露出した端子露出部であるターミナル(内部接続端子、第2、第3接続端子)を備えている。
第4バスバーは、ターミナル34側に対して反対側に、絶縁ハウジング2の表面(側面)からセンサユニット側に突出して絶縁ハウジング2の外部に露出した端子露出部である第2ターミナル(内部接続端子、第4接続端子)38を備えている。
【0061】
絶縁ハウジング2および第1〜第4バスバーの各配線導体35、36は、絶縁ハウジング2の内部にモールド樹脂材による一体成形で構成されている。第1〜第4バスバーの各配線導体35、36は、モールド樹脂材によるインサートにより固定(埋設保持)されている。これにより、隣接する配線導体35間、隣接する配線導体36間がそれぞれ電気的に絶縁される。
ここで、配線ユニットの絶縁ハウジング2の下面(TCUリード端子21〜24に対向する対向面)には、複数のTCUリード端子21〜24、複数の導通接合部25、複数のターミナル31〜34を個別に収容する複数の端子収容凹部、およびこれらの端子収容凹部を隔離して、複数のTCUリード端子21〜24、複数の導通接合部25、複数のターミナル31〜34を各々相互に隔離する複数の第1〜第4絶縁壁(隔壁)71〜74が一体的に形成されている。
なお、第1〜第4バスバーの各ターミナル31〜34は、各端子収容凹部の底面の中心部(端子装着部)上で露出している。
【0062】
複数の絶縁壁71〜74は、複数の端子収容凹部の周囲をコの字状に取り囲むことで複数の端子収容凹部の内部と外部とを隔離するコの字状の外側壁、および外側壁で囲まれた空間を複数の端子収容凹部に区画する複数の仕切り壁を有している。
また、複数の端子収容凹部の制御ユニット側には、配線ユニットに対するTCUの組み付け時、つまり複数のターミナル31〜34にTCUリード端子21〜24の各導通接合部25を重ね合わせる時に、TCUリード端子21〜24の各導通接合部25が挿通する開口部が設けられている。
【0063】
次に、本実施例のセンサユニットの詳細を
図1ないし
図8に基づいて説明する。
第5バスバーの表面には、錫メッキが施されている。
第5バスバーは、絶縁ハウジング4の表面で部分的に露出したターミナル41を備えている。このターミナル41は、絶縁ハウジング4の上面からTCUリード端子24側に段付きで突き出して部分的に露出した端子露出部である。
複数の配線導体42は、絶縁ハウジング4の内部にモールド樹脂材によるインサートにより固定(埋設保持)されている。これにより、隣接する配線導体42間が電気的に絶縁される。
【0064】
第5バスバーは、モールド樹脂材の内部にインサートされる配線導体42の形成方向に対して垂直な方向に折り曲げられている。そして、ターミナル43は、回路基板44に形成される貫通孔(スルーホール)45を貫通している。また、ターミナル43は、回路基板44に形成される導体パターンに半田材を介して導通接合(半田付け)されている。これにより、回路基板44に実装されるシフトポジションセンサ61の3つのホール素子と制御ユニットの電子部品との電気的な接続が成される。
【0065】
絶縁ハウジング4の上面には、3つのホール素子を実装する回路基板44を収容する基板収容凹部、およびこの基板収容凹部の周囲を取り囲む(包囲する)有底角筒状の樹脂壁(壁体)75が一体的に形成されている。
基板収容凹部の内部には、例えばエポキシ樹脂等の熱硬化性樹脂(絶縁性樹脂)を主体とする封止材が充填されている。封止材は、導体パターンが印刷された回路基板44、この回路基板44に表面実装される3つのホール素子、回路基板44の導体パターンに半田付けされるターミナル41を樹脂封止している。
【0066】
また、絶縁ハウジング4の上面(第4バスバーのTCUリード端子24に対向する対向面)には、複数のターミナル38、複数の導通接合部39、複数のターミナル43を個別に収容する複数の端子収容凹部、およびこれらの端子収容凹部を隔離して、複数のターミナル38、複数の導通接合部39、複数のターミナル43を各々相互に隔離する複数の絶縁壁76が一体的に形成されている。
なお、第5バスバーの各ターミナル43は、各端子収容凹部の底面の中心部(端子装着部)上で露出している。
【0067】
複数の絶縁壁76は、絶縁壁71〜74と同様に、コの字状の外側壁および複数の仕切り壁を有している。また、複数の端子収容凹部の図示上方側には、絶縁ハウジング4に対する制御ユニットと配線ユニットとの第1結合体Aの組み付け時、つまり第5バスバーのターミナル41にターミナル38を重ね合わせる時に、ターミナル38が挿通する開口部が設けられている。
複数の端子収容凹部の上部開口部には、例えばポリアミド(PA)またはポリフェニレンサルファイド(PPS)等の絶縁性樹脂(絶縁材料)製の樹脂カバー46が取り付けられている。
【0068】
絶縁ハウジング4内に熱かしめ等により収容固定された回路基板44は、セラミック基板、樹脂基板または半導体基板である。本実施例では、回路基板44として矩形状または方形状の樹脂基板が採用されている。そして、回路基板44は、印刷された導体パターン、およびこの導体パターンにターミナル41を挿入するための複数のスルーホール45を有している。
回路基板44の導体パターンには、少なくともシフトポジションセンサ61を構成する3つのホール素子が電気的に接続されている。
回路基板44には、絶縁ハウジング4の基板収容凹部の底面から突出する嵌合ピンに嵌合する嵌合孔が形成されている。嵌合ピンの軸線方向の先端側は、嵌合孔を貫通して回路基板の外面(上面)から突き出した後に熱かしめ等により潰される。これにより、絶縁ハウジング4の基板収容凹部の底面に回路基板44が固定される。
樹脂カバー46と絶縁ハウジング2との間の隙間には、例えばエポキシ樹脂等の熱硬化性樹脂(絶縁性樹脂)を主体とする封止材77が充填されている。
【0069】
ここで、レンジ検出装置のレンジセンサユニットは、案内部、可動部および検出部を有している。これらは、電子制御モジュールに一体的に組み付けられている。
案内部は、電子制御モジュールの絶縁ハウジング4に一体的に形成されたベース81と2本のガイドレール82とからなる。
可動部は、2本のガイドレール82に往復直線移動可能に支持されたレンジセンサスライダ(以下スライダと略す)83、およびこのスライダ83に一体的に形成された入力軸84を有している。スライダ83には、3列の磁石パターンが埋設されている。入力軸84は、マニュアルバルブのスプールの一端部に係合している。
【0070】
検出部は、シフトポジションセンサ61を構成する3つのホール素子、およびこれらのホール素子の出力信号に基づいてレンジ位置を特定する信号処理回路を有している。信号処理回路は、マニュアルバルブのスプールおよびスライダ83の移動位置に対応して実現されるシフトレンジを、3つのホール素子より出力される電気信号(センサ出力信号)に基づいてレンジ位置を特定し、特定したレンジ位置を表す検出信号を第5バスバー、第4バスバーおよび複数のTCUリード端子24を経てTCUの電子部品に出力する。
また、絶縁ハウジング4には、シフトポジションセンサ61を構成する3つのホール素子の他に、タービン回転センサ(入力軸回転センサ)62および出力軸回転センサ(車速センサ)63が搭載されている。
【0071】
[実施例1の特徴]
金属プレート3は、制御ユニット、特にICチップ等の電子部品で発生した熱を外部(バルブボディ)に放熱する放熱部51、および制御ユニット、特に絶縁パッケージ1を直接搭載する搭載部52を有し、制御ユニットの絶縁パッケージ1よりも大きい放熱面積を備えている。
放熱部51は、例えば電子制御モジュールの外面(表面)に放熱可能に露出している。これにより、制御ユニット、特に電子部品で発生した熱を、電子制御モジュールの外部のバルブボディに効率良く放熱することができる。
【0072】
配線ユニットの絶縁ハウジング2の表面(図示下面)には、センサユニットの絶縁ハウジング4側に向けて突出する上部壁体85が形成されている。この上部壁体85は、絶縁ハウジング2の下面に一体的に形成されている。
センサユニットの絶縁ハウジング4の上面には、上部壁体85の表面(図示下面)との間に所定隙間を隔てて対向して配置される下部壁体86が一体的に形成されている。
上部壁体85の凸部と下部壁体86の凹部との間の迷路状の隙間(第3隙間)87には、例えばエポキシ樹脂等の熱硬化性樹脂(絶縁性樹脂)を主体とする封止材88が充填されている。
なお、隙間87は、後述する第4バスバー側の連通部13に連通している。
【0073】
絶縁ハウジング2は、金属プレート3の搭載部52の表面との間に所定距離を隔てて対向して配置されている。
絶縁ハウジング2は、絶縁ブロック5〜8との間に、各端子収容凹部の外部に向けて開口した連通部13を形成する上部壁体11を有する第1構造体である。絶縁ブロック5〜8は、絶縁性を有するモールド樹脂材(例えばポリアミド(PA)またはポリフェニレンサルファイド(PPS)等の合成樹脂)により一体的に形成されている。
絶縁ハウジング4は、金属プレート3の嵌合凹部57内に嵌め込まれる凸状の絶縁ブロック(第2、第3構造体)6を備えている。
【0074】
絶縁ブロック5〜7は、絶縁ハウジング2との間に、連通部13を介して外部と連通する収納部14を形成する下部壁体12を有している。これらの絶縁ブロック5〜7は、金属プレート3の搭載部52の搭載面上に、且つ制御ユニットの絶縁パッケージ1の隣りに一体的に設けられている。絶縁ブロック5〜7は、複数の絶縁壁71〜73の各外側壁で囲まれた空間の開口部側(金属プレート側)を塞ぐように設置されている。
また、絶縁ブロック5〜7は、リードフレームの各TCUリード端子21〜23、複数の導通接合部25および第1〜第3バスバーの各ターミナル31と金属プレート3との間に配置されている。これにより、リードフレームの各TCUリード端子21〜23、複数の導通接合部25および第1〜第3バスバーの各ターミナル31と金属プレート3との間が電気的に絶縁される。
また、絶縁ブロック5〜7は、各第1収容凹部の外部から複数のTCUリード端子21〜23の各先端部分を経て各端子露出部27近傍まで延設されている。これにより、複数のTCUリード端子21〜23の各端子露出部27(絶縁材26により被覆されていない非被覆部分)と金属プレート3との間が電気的に絶縁される。
【0075】
絶縁ブロック8は、配線ユニットの絶縁ハウジング2との間に所定距離を隔てて対向して配置されている。この絶縁ブロック8は、絶縁ハウジング2との間に、第4バスバー側の連通部13を介して外部と連通する収納部14を形成する下部壁体12を有している。絶縁ブロック8は、制御ユニットの絶縁パッケージ1の隣りに一体的に設けられている。絶縁ブロック8は、複数の絶縁壁74の各外側壁で囲まれた空間の開口部側(金属プレート側)を塞ぐように設置されている。
絶縁ブロック8は、リードフレームの各TCUリード端子24、複数の導通接合部25および第4バスバーの各ターミナル34と金属プレート3との間に配置されている。これにより、リードフレームの各TCUリード端子24、複数の導通接合部25および第4バスバーの各ターミナル34と金属プレート3との間が電気的に絶縁される。
【0076】
ここで、連通部13は、複数の絶縁壁71〜74の各端子収容凹部の外部に向けて開放された開口部を有し、収納部14と外部とを連通する連通路(外部連通部)を構成している。
収納部14は、TCUリード端子21〜24、複数の導通接合部25、第1〜第4バスバーの各ターミナル31〜34を収容する端子収納部(端子収納空間)を構成している。 本実施例では、連通部13の流路断面積(流路高さ×流路幅)よりも収納部14の流路断面積(流路高さ×流路幅)の方が大きくなるように設定されている。
【0077】
[実施例1の効果]
以上のように、本実施例の自動変速機で使用するオイル中に浸漬される電子制御モジュールにおいては、リードフレームの各TCUリード端子21〜24、複数の導通接合部25、第1〜第4バスバーの各ターミナル31〜34を収納部14内に収容し、且つ連通部13の流路断面積(流路高さ×流路幅)よりも収納部14の流路断面積(流路高さ×流路幅)の方が大きくなるように設定したことにより、隣接する導体間(隣接するTCUリード端子21〜24間、隣接する導通接合部25、隣接するターミナル31〜34間)の絶縁のために、大型の樹脂一体部品(絶縁部材)が必要なく、また、樹脂一体部品(絶縁部材)に高精度な(樹脂)成形が必要なくなるので、製品コストを低減することができる。
【0078】
また、リードフレームの各TCUリード端子21〜24、複数の導通接合部25、第1〜第4バスバーの各ターミナル31〜34を収納部14内に収容し、且つ連通部13の流路断面積(流路高さ×流路幅)よりも収納部14の流路断面積(流路高さ×流路幅)の方が大きくなるように設定したことにより、連通部13を経由して収納部14に対する自動変速機で使用するオイルの出入りが許容される。これにより、収納部14内における粒子状のコンタミ等の導電性異物(以下細粒コンタミと言う)の堆積を抑制できる。
【0079】
したがって、隣接する導体間(隣接するTCUリード端子21〜24間、隣接する導通接合部25、隣接するターミナル31〜34間)がオイル中に混入した細粒コンタミによって短絡することを抑制できる。つまり細粒コンタミによる、隣接する導体間(隣接するTCUリード端子21〜24間、隣接する導通接合部25、隣接するターミナル31〜34間)の短絡(ショート)を抑制することができる。
また、金属プレート3の搭載面上に絶縁ブロック5〜8を設置したことにより、収納部14内に収容される導体(リードフレームの各TCUリード端子21〜24、複数の導通接合部25、第1〜第4バスバーの各ターミナル31〜34)と金属プレート3との間を絶縁することができる。
【0080】
電子制御モジュールにおいては、リードフレームの各TCUリード端子21〜24の各根元部分から各導通接合部25近傍までの間の表面を被覆するように絶縁材26がそれぞれ塗布されている。
これによって、複数のTCUリード端子21〜24の各根元部分を確実に絶縁できる。つまり隣接するTCUリード端子21〜24間を確実に絶縁できるので、細粒コンタミによる、隣接するTCUリード端子21〜24間の短絡(ショート)を防止することができる。
また、隣接する端子間(隣接するTCUリード端子21〜24間)の絶縁のために、大型の樹脂一体部品(絶縁部材)が必要なく、また、樹脂一体部品(絶縁部材)に高精度な(樹脂)成形が必要なくなるので、製品コストを低減することができる。
【0081】
電子制御モジュールにおいては、金属プレート3の搭載部52の搭載面上に制御ユニット、特に絶縁パッケージ1を直接搭載されている。
これによって、制御ユニット、特にICチップ等で発生した熱を金属プレート3を通して外部(バルブボディ)へ効率良く放熱させることができる。これにより、制御ユニット、特にICチップ等の十分な放熱性を確実に確保することができる。
また、収納部14内に収容される導体(リードフレームの各TCUリード端子21〜24)と金属プレート3との間に細粒コンタミが跨がって堆積した場合であっても、複数のTCUリード端子21〜24の表面に絶縁材26が塗布されているので、収納部14内に収容される導体(リードフレームの各TCUリード端子21〜24)と金属プレート3との間を絶縁することができる。
【0082】
電子制御モジュールにおいて、配線ユニットの絶縁ハウジング2の表面(図示下面)には、複数のTCUリード端子21〜24、複数の導通接合部25、複数のターミナル31〜34を各々相互に隔離する絶縁壁71〜74が図示下方(金属ベース板側)に突出するように一体的に形成されている。
これによって、隣接する導体(隣接するTCUリード端子21〜24間、隣接する導通接合部25間、隣接するターミナル31〜34間)の絶縁距離を長くとることができる。これにより、隣接する導体間(隣接するTCUリード端子21〜24間、隣接する導通接合部25間、隣接するターミナル31〜34間)に多数の細粒コンタミが跨がって堆積する可能性が低くなる。
したがって、隣接する導体(隣接するTCUリード端子21〜24間、隣接する導通接合部25間、隣接するターミナル31〜34間)の短絡(ショート)を防止することができる。
【0083】
電子制御モジュールにおいて、センサユニットの絶縁ハウジング4の表面(図示上面)には、複数のターミナル38、複数の導通接合部25、複数のターミナル41を各々相互に隔離する絶縁壁76が図示上方に突出するように一体的に形成されている。
これによって、隣接する導体(隣接するターミナル38間、隣接する導通接合部25間、隣接するターミナル41間)の絶縁距離を長くとることができる。これにより、隣接する導体間(隣接するターミナル38間、隣接する導通接合部25間、隣接するターミナル41間)に多数の細粒コンタミが跨がって堆積する可能性が低くなる。
したがって、隣接する導体(隣接するターミナル38間、隣接する導通接合部25間、隣接するターミナル41間)の短絡(ショート)を防止することができる。
【実施例4】
【0089】
図11ないし
図15は本発明の実施例4を示したもので、
図11は電子制御モジュールを示した図で、
図12は電子制御モジュールの主要部を示した図である。
本実施例の絶縁ハウジング2は、絶縁ブロック5〜8との間に、各端子収容凹部の外部に向けて開口した連通部13を形成する上部壁体(第1壁体)11を有する第1構造体である。
絶縁ブロック5〜7は、絶縁ハウジング2との間に、連通部13を介して外部と連通する収納部14を形成する下部壁体(第2壁体)12を有する第2〜第5構造体である。この絶縁ブロック5〜7は、金属プレート3の搭載部52の搭載面上に、且つ制御ユニットの絶縁パッケージ1の隣りに一体的に設けられている。
【0090】
また、絶縁ブロック5〜7は、リードフレームの各TCUリード端子23、24、複数の導通接合部25および第1バスバーの各ターミナル33、34と金属プレート3との間を絶縁している。また、絶縁ブロック5〜7は、各第1収容凹部の外部から複数のTCUリード端子21の各先端部分を経て各端子露出部27近傍まで延設されている。これにより、絶縁ブロック5〜7は、複数のTCUリード端子21の各端子露出部27(絶縁材26により被覆されていない非被覆部分)と金属プレート3との間を絶縁することができる。
【0091】
本実施例の連通部13は、金属プレート3の搭載部52の平面方向と平行な方向(形成方向)に対して直角方向に屈曲したクランク部15を備えている。
クランク部15は、図示上下方向に真っ直ぐに延びる流路16、および図示左右方向に真っ直ぐに延びる流路17を有している。
流路16は、金属プレート3の搭載部52の平面方向に対して平行な方向(X方向)の隙間を有している。
流路17とは、金属プレート3の搭載部52の平面方向に対して直交する方向(Y方向)の隙間を有している。
【0092】
そして、所定長さ(L)以上の物体(導電性異物)が収納部14内に侵入できないようにするために、流路16のX方向隙間および流路17のY方向隙間が、下記の数1の式を満たすように設定されている。
【数1】
但し、オイル中に混入した導電性異物のうち収納部14内に侵入できない導電性異物の長さをLとし、流路16のX方向隙間をXとし、流路17のY方向隙間をYとしている。
【0093】
また、クランク部15の流路16のX方向隙間(X=G1)および流路17のY方向隙間(Y=G2)を下記の表1および
図15のグラフの特性曲線の図示左下領域となるように設定し、所定長さ(L)以上の長尺物体(導電性異物)が収納部14内に侵入できないようにする。
【表1】
【0094】
また、リードフレームの各TCUリード端子21と絶縁ブロック5〜7の下部壁体(周辺構造物)12との間隔(M)は、
図13および
図14に示したように、収納部14内へ侵入できる短い導電性異物(コンタミ)の所定長さ(L2)よりも大きな値に設定されている。
また、収納部14内への侵入を防止できる長い導電性異物(コンタミ)の所定長さ(L1)は、1.0mmである。
なお、クランク部15の流路16のX方向隙間(X)および流路17のY方向隙間(Y)は、共に導電性異物の所定長さ(L)の0.35倍未満に設定されていることが望ましい。また、上記の構造を、絶縁ブロック5〜7だけでなく、絶縁ブロック8にも設けても良い。
【0095】
以上のように、本実施例の自動変速機で使用するオイル中に浸漬される電子制御モジュールにおいては、連通部13にクランク部15を設けて、クランク部15の流路16のX方向隙間(X=G1)および流路17のY方向隙間(Y=G2)を数1の式および
図15のグラフの特性曲線の図示左下領域となるように設定し、所定長さ(L)以上の長尺物体(導電性異物)が収納部14内に侵入できないようにしている。
これによって、所定長さ(L)以上の異物が連通部13のクランク部を通って収納部14内に侵入し難くなる。
【0096】
また、連通部13のクランク部15を経由して収納部14に対する自動変速機で使用するオイルの出入りが許容される。これにより、収納部14内における細粒コンタミの堆積を抑制できる。
したがって、隣接する導体間(隣接するTCUリード端子21〜24間、隣接する導通接合部25間、隣接するターミナル31〜34間)が、細粒コンタミによって短絡することを抑制できる。つまり細粒コンタミによる、隣接する導体間(隣接するTCUリード端子21〜24間、隣接する導通接合部25間、隣接するターミナル31〜34間)の短絡(ショート)を抑制することができる。
【0097】
また、クランク部15の流路16のX方向隙間(X)および流路17のY方向隙間(Y)を、共に導電性異物の所定長さ(L)の0.35倍未満に設定することにより、流路16のX方向隙間(X)および流路17のY方向隙間(Y)が同一寸法となるので、流路16のX方向隙間(X)と流路17のY方向隙間(Y)とが互いに異なる寸法のものと比べて、製造し易く、生産性を向上することができる。
また、収納部14に侵入できない導電性異物の所定長さ(L)を、1.0mmとすることにより、所定長さL=1.0mm以上の異物が、連通部13のクランク部15を通って収納部14内に侵入できなくなる。
【0098】
また、リードフレームの各TCUリード端子21〜24と絶縁ブロック5〜7の下部壁体(周辺構造物)12との間隔(M)は、
図13および
図14に示したように、収納部14内へ侵入できる短い導電性異物(コンタミ)の所定長さ(L2)よりも大きな値に設定されている。
すなわち、細粒コンタミが収納部14内で堆積したときの、リードフレームの各TCUリード端子21〜24と絶縁ブロック5〜7の下部壁体12との間隔(M)を、M>Lとなるように設定している。
これにより、所定長さ(L)以上の長い導電性異物は、
図13に示したように、連通部13のクランク部15を通って収納部14内に侵入することができなくなる。
【0099】
また、連通部13のクランク部15を通って収納部14内に侵入できた所定長さ(L)未満の短い導電性異物は、
図14に示したように、リードフレームの各TCUリード端子21〜24を短絡させ得る長さがない。つまりリードフレームの各TCUリード端子21〜24と絶縁ブロック5〜7の下部壁体12との間を導電性異物が橋渡しすることができないので、隣接する導体間(隣接するTCUリード端子21〜24間)の短絡(ショート)を防止することができる。
すなわち、少なくとも複数のTCUリード端子21〜24、複数の導通接合部25、第1〜第4バスバーの各ターミナル31〜34を収容する収納部14の入口部である連通部13の流路断面積(または容積)を狭く、内部空間である収納部14の流路断面積(または容積)を広く設定することで、如何なる種類の物体(導電性異物)に対しても確実に隣接する導体間(隣接するTCUリード端子21〜24間、隣接する導通接合部25、隣接するターミナル31〜34)の短絡(ショート)を防止することができる。
【0100】
[変形例]
本実施例では、リードフレームの各TCUリード端子21〜24の表面に例えば絶縁性接着剤、絶縁性塗料、絶縁性塗布剤等の絶縁材26を塗布しているが、導通接合部25、第1〜第4バスバーの各ターミナル31〜34、導通接合部39の表面に例えば絶縁性接着剤、絶縁性塗料、絶縁性塗布剤等の絶縁材を塗布しても良い。
また、第1〜第4バスバーの各ターミナル31〜34の表面に例えば絶縁性接着剤、絶縁性塗料、絶縁性塗布剤等の絶縁材を塗布しても良い。
また、第5バスバーの各ターミナル41、43の表面に例えば絶縁性接着剤、絶縁性塗料、絶縁性塗布剤等の絶縁材を塗布しても良い。
【0101】
本実施例では、第1隙間である連通部13に直角に屈曲したクランク部15を設けているが、連通部13を構成する流路の断面積を減少させる流路絞り部を設けても良い。
また、第1隙間である連通部13の流路16を金属プレート3の平面方向に垂直な方向(直角方向)に対して傾斜するように形成しても良い。
また、第1隙間である連通部13の流路17を金属プレート3の平面方向に平行な方向(水平方向)に対して傾斜するように形成しても良い。
また、第1隙間である連通部13の形成方向において2回以上の屈曲部(クランク部)を設けても良い。
また、第1隙間である連通部13を所定の曲率半径を有する円弧状の曲線流路としても良い。