JP2003199363A - 電動駆動装置制御ユニット - Google Patents
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Abstract
組立性、製造性、耐震性共に優れたユニットとする。 【解決手段】 電動駆動装置制御ユニットは、電動機制
御のためのインバータと、駆動装置を制御する制御基板
とを収容する。インバータのスイッチング素子パワーモ
ジュールUm,Ugを載置する第1の基台20と、イン
バータ用の平滑コンデンサCを載置する第2の基台23
と、制御基板Ucを載置する第3の基台24とを備え
る。第2の基台を第1の基台に固定すると共に、第3の
基台を第2の基台に固定した。これによりユニットを構
成する各部品が、それらの大きさの順に順次積み重ね固
定され、コンパクト性、組立性、製造性、耐震性共に優
れたユニットとなる。
Description
る駆動装置の制御ユニットに関し、特に、電気自動車用
駆動装置やハイブリッド車用駆動装置に用いる制御ユニ
ットに関する。
タと、モータとしても作動させるジェネレータを総称し
て電動機という)を収容する駆動装置ケース上に、電動
機と駆動装置の制御のためのインバータを構成するSW
素子パワーモジュールやコンデンサ等を収容したインバ
ータケースを搭載したインバータ一体化モータ駆動装置
が開発されてきている。こうしたインバータ等を内蔵す
る制御ユニットを一体化した駆動装置を車両、特にその
エンジンルーム内に搭載する場合、一意に一体化すると
は言え、インバータ周辺には様々な搭載上の制約が発生
する。例えば、車両前後方向にはクラッシャブルゾーン
を確保する必要があり、左右方向にはサイドメンバーが
存在する等といった制約がそれに当る。そこで、インバ
ータ等を含む制御ユニットを、駆動装置から比較的制約
の少ない車両上方向に延ばした形態で配設した駆動装置
が、特開2001−119898号公報において提案さ
れている。
ケースの頂部に固定する有底矩形筒状のインバータケー
スの底壁にインバータのスイッチング素子パワーモジュ
ールを固定し、ケースフレームの筒状胴部の中間に張出
させた取付部に、インバータの平滑コンデンサをブラケ
ットを介して固定し、更に、胴部頂壁に制御基板を固定
した構造とされている。
インバータケースの駆動装置に対する一体化のための位
置付けは、それ自体適切なものではあるが、インバータ
ケースの構造に関して、更に改善すべき下記のような課
題が残されている。
のスイッチング素子パワーモジュールは、それ自体発熱
体であるため、冷却性を考慮して、その表面積を広くさ
れるのが一般的である。これに対して、インバータケー
スのフレームの胴部は、パワーモジュールを取り囲むよ
うになっているため、比較的大きい面積を有する筒体と
なる。したがって、フレームに固定される平滑コンデン
サや制御基板も、その面積に合わせなければならない。
すなわち、フレームの胴部が四角形の形状を有する筒状
に構成されるため、それに固定される平滑用コンデン
サ、制御基板及びスイッチング素子パワーモジュールの
内の最大面積を有するものにより胴部の面積が定まり、
他の2部品もその面積に合わさざるを得ないため、面積
的に3部品間で影響を与えてしまい、他の2部品の周り
にデッドスペースが出来てしまうのは必至である。
におけるほぼ中央の張出部に平滑コンデンサを保持した
ブラケットをボルト止めする構造であるため、ねじ締め
作業がフレーム奥部の作業となる上、平滑コンデンサと
胴部の壁との隙間が僅かしかないため、この僅かな空間
を通してブラケットをフレームに締結する作業が極めて
困難なものとなる。同様のことが、平滑コンデンサの端
子と配線基板部を接続する際の作業についても言える。
下端、ほぼ中央及び上端において、インバータ・制御基
板収容室内に向けて突出させられるDCコネクタ用の支
持部、コンデンサブラケット用の第1の取付部、制御基
板用の第2の取付部を、高さ方向における3ケ所に、内
方に向けて突出する部分として備える構造であるため、
ケースフレームをダイカストのような一般的な工法で製
造することが困難であり、特殊な工法が必要で工数やコ
ストアップになってしまう。
方の部品に対する支持部を胴部の周りにしか設けること
ができないため、曲げ剛性の低い制御基板が、その周縁
部のみでフレームに固定される構造となり、この構造で
は振動等で中央部が撓み易いため、制御に悪影響を与え
る膜振動の発生の可能性が懸念される。
く、本発明は、制御ユニットを構成する各部品を、それ
らの大きさの順に順次積み重ねて固定する構成を採るこ
とで、コンパクト性、組立性、製造性、耐震性共に優れ
た電動駆動装置制御ユニットを提供することを目的とす
る。
め、本発明は、請求項1に記載のように、電動機を備え
る駆動装置の電動機制御のためのインバータと、駆動装
置を制御する制御基板とを収容した電動駆動装置制御ユ
ニットにおいて、インバータのスイッチング素子パワー
モジュールを載置する第1の基台と、インバータ用の平
滑コンデンサを載置する第2の基台と、制御基板を載置
する第3の基台と、を備えてなり、前記第2の基台を第
1の基台に固定すると共に、第3の基台を第2の基台に
固定したことを特徴とする。
に、2つの電動機を備える駆動装置の電動機制御のため
のインバータと、駆動装置を制御する制御基板とを収容
した電動駆動装置制御ユニットにおいて、インバータの
前記2つの電動機用の各スイッチング素子パワーモジュ
ールを並べて載置する第1の基台と、インバータ用の平
滑コンデンサを載置する第2の基台と、制御基板を載置
する第3の基台と、を備えてなり、前記第2の基台を第
1の基台に固定すると共に、第3の基台を第2の基台に
固定したことを特徴とする。
記平滑コンデンサは、2つの電動機のスイッチング素子
パワーモジュールに共通の平滑回路に介装された構成と
すると更に有効である。
イッチング素子パワーモジュールは、それらの直流端子
を第1の基台の一方側に、それらの出力端子を他方側に
揃えて並べられた構成とするのも有効である。
うに、前記平滑コンデンサは、その端子をスイッチング
素子パワーモジュールの直流入力側に向けて第2の基台
に固定された構成を採るのが有効である。
項6に記載のように、前記制御基板は、その周縁部分と
中央部分で第3の基台に固定された構成を採るのも有効
である。
項7に記載のように、前記第3の基台は、緩衝部材を介
して第2の基台に固定された構成とするのが有効であ
る。
請求項8に記載のように、電動駆動装置に一体化される
構成とするのが有効である。
記制御ユニットは、車両前方に対して、前傾姿勢で電動
駆動装置に取り付けられる構成とすると更に有効であ
る。
前記制御ユニットの上部はカバーで被蓋され、該カバー
前面と後面は、車両への搭載状態で垂直面と水平面とな
る傾斜面とされた構成とすると更に有効である。
は、コンパクト性に関して、制御ユニットを構成するス
イッチング素子パワーモジュール、平滑コンデンサ及び
制御基板の3部品を基台を介して高さ方向に積み上げた
構成となるため、面積的に小さくすることができ、制御
ユニットの小型化が可能となる。また、こうした基台を
介する積み上げ構成とすることで、各部品をサブアッシ
ー化して、互いが他の2部品の面積に規制されることな
く、それ自体に最適な大きさで構成することができるた
め、一般的に冷却性を考えて表面積を確保しなければな
らないスイッチング素子パワーモジュールを最大の第1
の基台に固定し、大きな面積を必要としない制御基板を
最小の第3の基台に固定し、要求するインバータの性能
等によって、その数や大きさが異なるものの、概ねそれ
らの中間の面積となる平滑コンデンサを中間の第2の基
台に固定することで、それらが上に重なるに連れて面積
的に小さくなっていく関係となり、制御ユニットが立体
的にも小型化される。また、組立性に関しても、各々の
部品を基台ごとにサブアッシー化して単純に固定するだ
けなので、作業スペースの制約が生じることがないた
め、組立性が向上する。更に、制御性についても、上記
のような積み上げ構成により、各基台の形状が単純化さ
れるため、各々の基台をダイカスト等の一般的な工法で
製造することができるため、工数やコスト削減が可能と
なる。そして、付随的な効果として、スイッチング素子
パワーモジュールと平滑コンデンサが上下に重なった近
接配置となるため、それらの結線を短くすることで、ス
イッチングにより生じるサージ電圧を小さくすることが
できる。しかも、基台を介する載置で、第2の基台と第
3の基台が、スイッチング素子のスイッチングノイズを
遮蔽する役割を果たし、平滑コンデンサと制御基板に悪
影響を及ぼすのを防止することができる。
各効果が、2つの電動機を備える電動駆動装置用の制御
ユニットにおいて達成される。
ニットのインバータの平滑回路において最大のスペース
を要する平滑コンデンサのための配設スペースを削減し
て、2つの電動機を駆動用及び発電用として備える電動
駆動装置用の制御ユニットを一層コンパクト化すること
ができる。
チング素子パワーモジュールの各端子の整列により、そ
れらに接続するバスケーブル、バスパネル等の配線上の
引き回しが整理されるため、それらの配設スペースの削
減に役立つとともに、組立工数の低減も可能となる。
ータを構成するスイッチング素子パワーモジュールと平
滑コンデンサとの直流回路上での最短距離接続が可能が
可能となるため、インバータのスイッチングにより生じ
るサージ電圧を一層小さくすることができる。
ニットを構成する他の部品に比べて薄板状であることで
撓みやすく、振動が加わる場合の共振で膜振動を生じや
すい制御基板を、第3の基台の剛性を利用して高剛性化
することができるため、制御ユニットの耐震性を向上さ
せることができる。
ニットが振動した場合でも、制御基板への振動の伝播を
緩衝部材で減衰させることができるため、上記の理由で
振動に弱い制御基板を保護することができるため、それ
により制御ユニット全体の耐震性を一層向上させること
ができる。
ような各基台を介する積み上げ方式で面積的にも、立体
的にもコンパクト化された制御ユニットを一体化するこ
とで、制御ユニット一体化電動駆動装置の全体構成をコ
ンパクト化することができ、それにより駆動装置の車両
への搭載性を向上させることができる。
ニット一体化電動駆動装置の外形上で、車両への搭載上
でスペース的に余裕のある車両上方かつ前方に斜めに制
御ユニットが延びる形態となるため、駆動装置の全高と
前後方向寸法の増加を最小限に抑えた構成を実現でき
る。
ユニット一体化電動駆動装置の外形上で、特に駆動装置
の上方と前方に突出部が生じない形状とすることができ
るため、駆動装置の車両への搭載性が一層向上する。
形態を説明する。図1は実施形態に係る電動駆動装置制
御ユニットを分解斜視図で示す。この制御ユニットは、
電動機制御のための電動機制御ユニットと、駆動装置を
制御する制御ユニットとから構成される。電動機制御ユ
ニットは、駆動用電動機(以下モータという)及び発電
用電動機(以下ジェネレータという)を共に車載バッテ
リを電源として駆動する3相交流電動機とすることか
ら、モータ及びジェネレータをそれぞれ制御するインバ
ータとされている。
バータは、一般に図2に示すような電気回路構成を取る
もので、モータM用のものについては、バッテリ電源
(B)の直流をスイッチング作用で交流(電動機が3相
交流電動機の場合は3相)に変換してモータ(M)の3
相コイル(U,V,W)に供給し、ジェネレータ(G)
用のものについては、3相コイル(U,V,W)に生じ
る交流をスイッチング作用と、平滑コンデンサ(C)と
チョークコイル(L)による平滑化で直流に変換してバ
ッテリ電源(B)に供給するものである。
回路部は、図3に実体的平面構成を示すように、スイッ
チングトランジスタや付随の回路チップと、それらを配
した回路基板からなるスイッチング素子パワーモジュー
ルUm,Ugとされており、基板の一方側に2極の直流
端子P1,P2が配置され、他方側に3極の交流端子P
3,P4,P5が配置されている。図2に示す直流回路
部の平滑コンデンサCは、これらモジュールUm,Ug
とは直流端子P1,P2にバスパネルを介して接続する
別配置とされている。また、駆動装置制御ユニットは、
駆動装置全体を制御する各種プログラム及びデータを格
納したメモリとマイクロコンピュータを主体とする電子
制御装置(ECU)を構成するもので、実体的には、各
種機能チップを回路上に配した制御基板Ucの形態を取
るものとされている。
1の基台としてのケース20は、放熱と軽量を目的とし
てアルミニウム材の鋳造品からなり、2つのスイッチン
グ素子パワーモジュールUm,Ugを、それらの直流端
子P1,P2と交流端子P3〜P5の向きを揃えて、隣
接させて並べた外形に概ね符合する断面形状の有底矩形
短筒状のフレーム構造とされている。フレーム20の4
隅と3極の交流端子P3〜P5側の辺部中央には、ねじ
穴を形成したボス部が設けられ、これらが平滑コンデン
サC用の第2の載置基台としてのブラケット23の載置
取付け部20cとされている。
Ugは、それらを収容するケースフレーム20の底上げ
された底壁の切削加工仕上げ面に密接させて、適宜の手
段で最大限の接触面積を確保するように緊密に接触させ
て(この理由については、後に詳記する)直接固定され
ている。
とされ、それらの端子部(図1においては裏側に隠れて
いる)をスイッチング素子パワーモジュールUm,Ug
の直流端子P1,P2が設けられた直流入力側と同方向
に向けてブラケット23に並べて配置されている。ブラ
ケット23は、放熱性、軽量、高剛性を狙ってリブ構造
を有する概ね板状とされ、板面から上方に突出する形態
で横向き円筒状の平滑コンデンサ収容部23aが形成さ
れ、4隅には前記フレーム20の載置取付け部20cと
符合する位置関係にボルト通し孔を形成した締結部23
bが設けられている。また、これら締結部23bより内
側の4隅と、それら4隅の概ね中間部に当る2箇所に、
上方に延びる合計6個のボス部が設けられ、これらボス
部にはねじ穴が形成されて制御基板Ucの載置取付け部
23cとされている。こうした構成からなるブラケット
23に対して、各平滑コンデンサCは、収容部23aに
嵌合させ、端子側の端面に当て付けた止め具のブラケッ
ト23へのボルト止めにより抜け止め固定されている
(この固定構造については、組付け過程を示す後出の図
5参照)。
3と同様に、放熱性、軽量、高剛性を狙ってリブ構造を
有する概ね板状とされた第3の基台としてのブラケット
24の上面にねじ止め固定されており、このブラケット
24の4隅には、前記平滑コンデンサCのブラケット2
3の載置取付け部23cと符合する位置関係に締結部2
4aが設けられている。図4に制御基板Ucを除去して
ブラケット24のみを示すように、制御基板Ucの取付
け部24bはブラケット24の上面から若干突出たボス
部とされている。これらボス部は、縦横方向に実質上一
定間隔で12箇所設けられている。そして、これらボス
部を避ける位置に、ブラケット23の載置取付け部23
cと符合する位置関係に別の2箇所の締結部24aが設
けられている。これらの締結部24aには、ゴム等の弾
性材からなる緩衝部材25が配設されている。これらの
緩衝部材25は、締結部24aの上下面と、そのボルト
通し孔の内周面に沿うように締結部24aとボルトの間
に介在する鍔付ブッシュ状とされている。
4は、まず平滑コンデンサCのブラケット23をフレー
ム20内で載置取付け部20cに位置合わせして5箇所
でボルト止めすることで、図5に示すように、平滑コン
デンサCの+−両端子がフレーム20の上端より上方に
突出した位置となる。そこでこの状態でコンデンサ端子
とインバータの直流端子P1,P2を接続するバスパネ
ル26をボルト止めすることで、各平滑コンデンサCの
インバータ回路への接続が完了する。この際のバスパネ
ル26に対するインバータの直流端子P1,P2の位置
は、フレーム20の上端からみて極浅い位置にあるた
め、この部分のボルト止めは、空間的に狭くても極めて
容易な作業となる。また、コンデンサ端子に対するバス
パネル26のボルト止めは、周りに空間的な制約がない
状態で行なうことができる。
った後に、フレーム20の上端より上方に突き出た平滑
コンデンサCのブラケット23の上に、その載置取付け
部23cに位置合わせして制御基板Ucのブラケット2
4を載せ、6箇所でボルト止めすることで、図6に示す
ように、スイッチング素子パワーモジュールのみが横並
びで、その上に平滑コンデンサCが載置され、更にその
上に制御基板Ucが載置された上方に窄まった3階建て
構造となる。こうして組み上がった制御ユニットUの平
滑コンデンサCと制御基板Ucを覆うように、フレーム
20の上部に帽子状、すなわちフレームとの合わせ面部
で最大の外形を有し、上部が次第に狭まる形状のカバー
27を被せて、制御ユニットが完成する。
をハイブリッド車用の駆動装置に一体化した実施形態を
説明する。図7は駆動装置の各軸を同一平面上に展開し
て軸方向断面を示す。この駆動装置は、第1軸I上配置
のジェネレータGと、第2軸II上配置のモータMと、
第4軸IV上配置のディファレンシャル装置Dと、第1
軸I上配置のシングルピニオン構成のプラネタリギヤセ
ットPとを主要な構成要素とし、第1軸I上でプラネタ
リギヤセットPに連結される図にクランク軸端のみを示
す内燃機関(以下、エンジンという)Eと、これと同軸
のジェネレータGとをプラネタリギヤセットPを介して
相互且つ第3軸III上のカウンタギヤ機構Tを介して
ディファレンシャル装置Dに駆動連結するとともに、モ
ータMをカウンタギヤ機構Tを介してディファレンシャ
ル装置Dに直接連結し、更に、エンジンEの逆回転阻止
のためのワンウェイクラッチFと、ジェネレータGの空
転阻止のためのブレーキBとを付設した構成とされてい
る。
の連結側から見た側面図で示すように、この駆動装置
は、ディファレンシャル装置Dを配した第4軸IVを最
も低い位置とし、その概ね上方にモータMを配した第2
軸IIを位置させ、第4軸IVの前方(車載状態での前
方、すなわち図示右側)やや上方にジェネレータG等を
配した第1軸Iを位置させた配置とされている。なお、
図8上では第3軸は現れていないが、この軸位置は、第
1軸、第2軸及び第4軸の軸心を結ぶ直線で囲まれる三
角形の概ね中央の位置にある。
図1に示す制御ユニットUは、駆動装置と一体化した状
態での装置の全高を低くすべく、制御ユニットUの取付
け面が図8に示すようにモータM及びジェネレータGの
外径と概ね接するように連結され、モータM及びジェネ
レータGの軸位置の高さが異なることから、駆動装置の
前方に前傾姿勢で駆動装置ケース10に取付けられてい
る。そして、この前傾姿勢と、カバー27の前記形状と
の関係が、カバー27の前面を車両に対して実質上垂直
に、また後面を実質上水平として、駆動装置全体の形状
を前方及び上方に突出部のないコンパクトな外形とする
のに役立っている。
らを構成する各部品のうち、大電流を扱うスイッチング
素子パワーモジュールUm,Ugが、その構成チップか
らの発熱が大きいことから、ケースフレーム20の底壁
で構成されるヒートシンクH(図7参照)に接しさせて
冷却すべく、最下方に底壁面上に並べて配置し、その上
部に前記のようにインバータの平滑回路用のコンデンサ
Cを配置し、更にその上方に制御基板Ucを配置した構
成とされている。
と、モータM及びジェネレータGの冷却のために駆動装
置ケース10内でATF(オートマチック・トランスミ
ッション・フルイド:本明細書においてオイルという)
を循環させ、このオイルを別のクーラント(例えば水、
不凍液等を用いる)との熱交換で冷却する方式を採るこ
とと、駆動装置にその制御ユニットUを一体配置とし、
これをクーラントとの熱交換で冷却する方式を採ること
から、駆動装置と制御ユニットUとの連結部に冷却装置
が配置されている。
せ面に形成されたオイル溜まり11と、オイル溜まり1
1を覆う蓋を構成するアルミ材等の熱伝導性のよい材料
からなるフィン付伝熱壁12と、制御ユニットUの各部
品を収容し、同様にアルミ材等の熱伝導性のよい材料か
らなるケースフレーム20の底壁部20aに形成された
ヒートシンクHとで構成される。駆動装置ケース10側
のオイル溜まり11は、プラネタリギヤセットPのキャ
リアに駆動連結されたオイルポンプOを圧送源とするオ
イル循環路の途中の油路を構成しており、その入口側と
出口側に設けられた図示しないオリフィスによる流量調
整で常に適切なオイル溜まり量を保つものとされてい
る。ケースフレーム20側のヒートシンクHは、制御ユ
ニットUのモータM用及びジェネレータG用のスイッチ
ング素子パワーモジュールUm,Ugに接するものとさ
れ、ヒートシンクH内に形成された下方が開放された断
面U字状の条溝20bからなるクーラント流路Lを備え
る。この条溝の開放面側は、溝蓋を構成する壁部材とし
ての断熱壁22で閉じられている。
ータG用のスイッチング素子パワーモジュールUm,U
gに接するヒートシンクHは、ケースフレーム20の底
壁20aを駆動装置ケース10との合わせ面より底上げ
した形態で形成されている。底壁20a内には、連続す
る凹部が断面U字状の条溝20bとして形成され、条溝
20bの開放面側に添設して壁部材としての断熱壁22
が固定されている。この断熱壁22は、底壁20aの条
溝20bと協働してヒートシンクH内にクーラント流路
Lを画定している。
は、別途設けられた図示しない電動ポンプによる圧送
で、適宜の図示しない外部配管を経て、ケースフレーム
20周壁の入口孔からなされる。クーラント流路Lに入
った低温の流体は、直ちにジェネレータ用のスイッチン
グ素子パワーモジュールUgの発熱チップの直下に導か
れ、十分な温度勾配の熱交換でジェネレータ用のスイッ
チング素子パワーモジュールUgの特にチップ部分を冷
却する。その後ジェネレータ用のスイッチング素子パワ
ーモジュールUgとモータ用パワーモジュールUmの間
の連絡路を経てモータ用スイッチング素子パワーモジュ
ールUmの発熱チップの直下に導かれ、チップ部分を重
点的に冷却する。こうしてヒートシンクHを出るクーラ
ントは、断熱壁22の開口を通り、該壁の下側に回り込
み、駆動装置ケース10との合わせ面部分を流れる際
に、フィン付伝熱壁12との熱交換で、今度はオイル溜
まり11(図3参照)のオイルを冷却する。合わせ面部
分を流れることで一連の熱交換を終わったクーラント
は、断熱壁22の戻り開口から再びヒートシンクH側に
入り、ケースフレーム20周壁の出口孔から適宜の図示
しない配管を経てエンジン冷却用のラジエータあるいは
専用のクーラ等の放熱手段経由で電動ポンプの吸い込み
側に繋がる冷媒溜めに戻る。
トをスイッチング素子パワーモジュールUm,Ugの冷
却とオイルの冷却に共用しているが、前記流路配置の関
係から、クーラントが先ずヒートシンクHを介してスイ
ッチング素子パワーモジュールUm,Ugを冷却した
後、モータM及びジェネレータG冷却用のオイルを冷却
する順序となるため、クーラントの温度をヒートシンク
H側で伝熱壁12側より低く保つことができる。この冷
却形態は、スイッチング素子パワーモジュールUm,U
gの耐熱温度がモータM及びジェネレータGの耐熱温度
より低いことに関係しており、モータM及びジェネレー
タGの冷却用のクーラントとしてのオイルの温度は、十
分な冷却を必要とするようなモータMあるいはジェネレ
ータGの負荷が大きい状態では、スイッチング素子パワ
ーモジュールUm,Ugの温度より遥かに高い温度とな
るため、ヒートシンクH通過後の温度上昇したクーラン
トを用いてもなお、伝熱壁12を挟むオイルとの間に十
分な温度勾配が生じるため、効率のよい冷却を行なうこ
とができることに依存する。
装置ケース10とユニットケースフレーム20との間に
介在する冷却装置部分は、それ自体でヒートシンクH側
と伝熱壁12側との間において高温のオイルの熱がスイ
ッチング素子パワーモジュールUm,Ug側に伝わるの
を阻止する断熱手段としても有効に機能する。このこと
から、重負荷のオイル温度上昇時にも、クーラントの温
度がスイッチング素子パワーモジュールUm,Ugの耐
熱温度を超えるまで上昇するのを防ぐことができる。し
たがって、上記のような作用の相乗で、クーラントを共
通としながら、効率良くパワーモジュールUm,Ug、
モータM及びジェネレータGをそれらの耐熱性に応じて
効率良く冷却することができる。
ば、制御ユニットUに関して、スイッチング素子パワー
モジュールUm,Ugの上に平滑コンデンサC、平滑コ
ンデンサCの上に制御基板Ucを固定して、インバータ
と制御基板を高さ方向に積み上げたモジュールとしたた
め、面積的な小型化が達成されている。また、各部品の
ブラケット固定によるモジュール化で、各々をサブアッ
シー化して最適な大きさで構成することができるので、
お互いが他の2部品の面積に影響されることがないた
め、一般的に冷却性を考えて表面積を確保しなければな
らないスイッチング素子パワーモジュールUm,Ugを
最大面積の第1の基台に固定し、面積の要らない制御基
板を最小面積の第3の基台に固定し、要求するインバー
タの性能等によって、その数や大きさが異なるものの、
概ねそれらの中間の面積となる平滑コンデンサをそれら
の中間面積の第2の基台に固定することで、これらの基
台が上に重なるに連れて面積的に小さくなっていく構成
となるため、立体的にも小型化することができる。
ッシー化して、それらを単純に積み上げ固定する作業手
順となるため、作業スペースの制約をうけることがな
く、組立性が向上する。更に、各々の基台はダイカスト
等の一般的な工法で製造することができるため、工数や
コスト削減が可能となる。しかも、スイッチング素子パ
ワーモジュールUm,Ugと平滑コンデンサCがバスパ
ネル26により回路接続上短い経路で接続されるため、
スイッチング素子のスイッチングによるサージ電圧を小
さくすることができる。また、積み上げ位置の関係か
ら、第2の基台と第3の基台が、スイッチング素子のス
イッチングノイズを遮蔽する役割を果たし、平滑コンデ
ンサCと、制御基板Ucに悪影響を及ぼすのを防止する
ことができる。
置に適用した実施形態に基づき詳説したが、本発明はこ
の実施形態に限るものではなく、電気自動車用駆動装置
等、少なくとも電動機を使用し、その制御にインバータ
を要する全ての駆動装置に適用可能なものであり、特許
請求の範囲に記載の事項の範囲内で種々に具体的構成を
変更して実施することができる。
装置の制御ユニットの分解斜視図である。
示す電気回路図である。
ルの実体的構成を示す回路平面図である。
の詳細な構造を示す斜視図である。
す斜視図である。
斜視図である。
動装置の軸方向展開断面図である。
ら見た側面図である。
Claims (10)
- 【請求項1】 電動機を備える駆動装置の電動機制御の
ためのインバータと、駆動装置を制御する制御基板とを
収容した電動駆動装置制御ユニットにおいて、 インバータのスイッチング素子パワーモジュールを載置
する第1の基台と、 インバータ用の平滑コンデンサを載置する第2の基台
と、 制御基板を載置する第3の基台と、を備えてなり、 前記第2の基台を第1の基台に固定すると共に、第3の
基台を第2の基台に固定したことを特徴とする電動駆動
装置制御ユニット。 - 【請求項2】 2つの電動機を備える駆動装置の電動機
制御のためのインバータと、駆動装置を制御する制御基
板とを収容した電動駆動装置制御ユニットにおいて、 インバータの前記2つの電動機用の各スイッチング素子
パワーモジュールを並べて載置する第1の基台と、 インバータ用の平滑コンデンサを載置する第2の基台
と、 制御基板を載置する第3の基台と、を備えてなり、 前記第2の基台を第1の基台に固定すると共に、第3の
基台を第2の基台に固定したことを特徴とする電動駆動
装置制御ユニット。 - 【請求項3】 前記平滑コンデンサは、2つの電動機の
スイッチング素子パワーモジュールに共通の平滑回路に
介装された、請求項2記載の電動駆動装置制御ユニッ
ト。 - 【請求項4】 前記各スイッチング素子パワーモジュー
ルは、それらの直流端子を第1の基台の一方側に、それ
らの出力端子を他方側に揃えて並べられた、請求項2又
は3記載の電動駆動装置制御ユニット。 - 【請求項5】 前記平滑コンデンサは、その端子をスイ
ッチング素子パワーモジュールの直流入力側に向けて第
2の基台に固定された、請求項1〜4のいずれか1項記
載の電動駆動装置制御ユニット。 - 【請求項6】 前記制御基板は、その周縁部分と中央部
分で第3の基台に固定された、請求項1〜5のいずれか
1項記載の電動駆動装置制御ユニット。 - 【請求項7】 前記第3の基台は、緩衝部材を介して第
2の基台に固定された、請求項1〜6のいずれか1項記
載の電動駆動装置制御ユニット。 - 【請求項8】 前記制御ユニットは、電動駆動装置に一
体化される、請求項1〜7のいずれか1項記載の電動駆
動装置制御ユニット。 - 【請求項9】 前記制御ユニットは、車両前方に対し
て、前傾姿勢で電動駆動装置に取り付けられる、請求項
8記載の電動駆動装置制御ユニット。 - 【請求項10】 前記制御ユニットの上部はカバーで被
蓋され、該カバー前面と後面は、車両への搭載状態で垂
直面と水平面となる傾斜面とされた、請求項9記載の電
動駆動装置制御ユニット。
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