JP2006081312A - パワードライブユニット - Google Patents

Abstract

【目的】 簡易に組み立て可能でありながら、パワーモジュールなどに故障が発生したときなど、それのみを容易に交換できてメンテナンス性を向上できるようにしたパワードライブユニットを提供する。
【解決手段】 それぞれ相を構成する複数のパワーモジュール（４２ａ，４２ｂ，４２ｃ）と、複数のパワーモジュールにそれぞれ配置されて前記パワーモジュールをユニット化するヒートシンク（４４ａ，４４ｂ，４４ｃ）と、前記それぞれのパワーモジュールとヒートシンクからなるパワーモジュールユニット（５０ａ，５０ｂ，５０ｃ）を並列に収容する車両用取り付けケース（４６）とを備えると共に、前記車両用取り付けケースが前記パワーモジュールユニットのヒートシンクの周囲を囲むようにする。
【選択図】 図２

Description

この発明はパワードライブユニットに関する。

近時、内燃機関、電動機、およびバッテリなどの蓄電装置などを搭載したハイブリッド車両が種々提案されている。かかるハイブリッド車両においては、車両の走行状態（高速時あるいは低速時など）に応じて内燃機関と電動機を制御し、走行するようにしている。

このようなハイブリッド車両における電動機は一般に、蓄電装置から出力される直流電流がパワードライブユニット（Power Drive Unit）、より正確にはパワードライブユニット内の３相のパワーモジュール（３相インバータ回路モジュール）によって交流電流に変換され、その交流電流が電動機のステータに送られることで作動させられる。

ところで、前記したパワードライブユニット内のパワーモジュールなどは、動作時において発熱するため、それらを冷却する（放熱させる）手段が必要となる。そこで、例えば特許文献１に記載される技術のように、パワーモジュールなどに放熱板、即ち、ヒートシンクを配置するようにした技術が広く知られている。
特開平１１−８９２４８号公報（段落００３１，００３２、図２および図３など）

しかしながら、上記した特許文献１にあっては、３相の（複数の）パワーモジュールに対して１個のヒートシンクを配置するように構成しているので、３相のパワーモジュールの内、いずれかに異常あるいは故障が発生し、１つの相のパワーモジュールだけを交換したい場合、そのパワーモジュールと、ヒートシンクあるいは電子回路基板などとを接続するネジや接続端子を全て取り外し、その後新しいパワーモジュールに交換して取り付ける必要があり、交換作業が煩雑であった。

また、パワーモジュールを構成する半導体素子（例えばＩＧＢＴ（Insulated-Gate Bipolar Transistor（絶縁ゲート型バイポーラトランジスタ））など）に設計変更が生じたとき、それだけを交換しようとすると、半導体素子を駆動させる電子回路基板と半導体素子とを接続するネジや接続端子などを全て取り外す必要があり、上記したのと同様、交換作業が煩雑であった。よって、メンテナンス性において改善の余地を残していた。

従って、この発明の目的は上記した課題を解消することにあり、簡易に組み立て可能でありながら、パワーモジュールなどに故障が発生したときなど、それのみを容易に交換できてメンテナンス性を向上できるようにしたパワードライブユニットを提供することにある。

上記の目的を達成するために、請求項１においては、それぞれ相を構成する複数のパワーモジュールから少なくともなるパワードライブユニットにおいて、前記複数のパワーモジュールにそれぞれ配置されて前記パワーモジュールをユニット化する放熱板と、前記それぞれのパワーモジュールと放熱板からなるユニットを並列に収容するケースとを備えると共に、前記ケースが前記ユニットの放熱板の周囲を囲むように構成した。

請求項２にあっては、さらに、前記ケースに形成される位置決め突起部と、前記ユニットにおいて前記パワーモジュールに形成された、前記位置決め突起部が嵌合されるべき嵌合部とを備えるように構成した。

請求項３にあっては、前記ケースが放熱可能な素材から製作されるように構成した。

請求項１に係るパワードライブユニットにあっては、それぞれ相を構成する複数のパワーモジュールに、それぞれ配置されて前記パワーモジュールをユニット化する放熱板と、前記それぞれのパワーモジュールと放熱板からなるユニットを並列に収容するケースとを備えると共に、前記ケースが前記ユニットの放熱板の周囲を囲むように構成した、即ち、パワーモジュールと放熱板とをユニット化するようにしたので、簡易に組み立て可能でありながら、複数のパワーモジュールの内のいずれかに故障が発生したとき、それのみを容易に交換でき、よってメンテナンス性を向上できる。あるいは、パワーモジュールを構成する半導体素子などに設計変更が生じたときも同様である。

また、請求項２に係るパワードライブユニットにあっては、さらに、前記ケースは位置決め突起部を備えると共に、前記ユニットは前記位置決め突起部が嵌合されるべき嵌合部を前記パワーモジュールに備えるように構成したので、上記した効果に加え、ユニットのパワーモジュールを、前記したケースにおいて所期の位置に正確に収容することができ、よってより一層簡易に組み立てることが可能となる。

また、請求項３に係るパワードライブユニットにあっては、ケースが放熱可能な素材から製作されるからなるように構成したので、上記した効果に加え、動作時において発熱したパワーモジュールなどをケースを介して冷却する（放熱させる）ことができる。

以下、添付図面に即してこの発明に係るパワードライブユニットを実施するための最良の形態について説明する。

図１は、この発明の第１実施例に係るパワードライブユニットなどを含む制御装置を備えたハイブリッド車両の制御装置を全体的に示す概略図である。

図１において、符合１０は内燃機関（以下「エンジン」という）を示す。エンジン１０の出力は駆動軸１２を介して変速機構１４に入力される。エンジン１０は、ガソリンを燃料とする噴射型火花点火式４気筒エンジンである。変速機構１４は自動変速機からなり、エンジン１０が搭載されるハイブリッド車両（図示せず）の駆動輪１６に接続されてエンジン出力を変速し、駆動輪１６に伝達してハイブリッド車両を走行させる。

駆動軸１２には、エンジン１０と変速機構１４の間において、モータ（電動機）２０が連結される。モータ２０はエンジン１０が回転するとき常に回転し、始動時には通電されてエンジン１０をクランキングして始動させると共に、加速時などにも通電されてエンジン１０の回転をアシスト（増速）する。モータ２０は通電されないときはエンジン１０の回転に伴って空転すると共に、エンジン１０への燃料供給が停止（フューエルカット）される減速時には駆動軸１２の回転によって生じた運動エネルギを電気エネルギに変換して出力する回生機能を有する、即ち、モータ２０は発電機（ジェネレータ）として機能する。

モータ２０は、パワードライブユニット（以下「ＰＤＵ」という）２２を介してバッテリ（蓄電装置）２４に接続される。モータ２０はＤＣブラシレスモータ、より具体的には交流同期電動機からなる。ＰＤＵ２２は、後述する如くパワーモジュール（３相インバータ回路）を備え、バッテリ２４から供給（放電）される直流（電力）を交流に変換してモータ２０に供給すると共に、モータ２０の回生動作によって発電された交流を直流に変換してバッテリ２４に供給する（バッテリ２４を充電する）。このように、図示のハイブリッド車両にあっては、ＰＤＵ２２を介してモータ２０の駆動・回生が制御される。尚、バッテリ２４は、ニッケル水素（Ｎｉ−ＭＨ）電池を適宜個数直列接続してなる。

ＰＤＵ２２とモータ２０の間には、電流センサ２６が配置される。電流センサ２６は、ＰＤＵ２２からモータ２０へ供給（出力）される電流に応じた信号を出力する。

また、図示の如く、エンジン１０の動作を制御するエンジン制御ユニット（「ＥＮＧＥＣＵ」という）２８、電流センサ２６などの出力に基づいてモータ２０の動作を制御するモータ制御ユニット（「ＭＯＴＥＣＵ」という）３０、およびバッテリ２４の充電状態ＳＯＣ（State Of Charge）を算出して充放電の管理などを行うバッテリ制御ユニット（「ＢＡＴＥＣＵ」という）３２、ならびに変速機構１４の動作を制御する変速制御ユニット（「Ｔ／ＭＥＣＵ」という）３４が設けられる。上記したＥＮＧＥＣＵ２８などのＥＣＵ（Electronic Control Unit。電子制御ユニット）は全てマイクロコンピュータからなり、バス３６を介して相互に通信自在に接続される。

次いで、この第１実施例に係るＰＤＵ２２について説明する。図２は、ＰＤＵ２２を全体的に示す分解斜視図である。尚、図２において、制御回路基板などに搭載される多くの電子部品および制御回路基板に形成されるスルーホールなどは、図示の簡略化のため省略した。また、ヒートシンクに形成される凹部、位置決めピン用挿通孔およびネジ穴（いずれも後述）も省略した。

ＰＤＵ２２は、ＭＯＴＥＣＵ３０などを備える１枚の制御回路基板４０と、制御回路基板４０に接続されると共に、インバータ回路を備える３相のパワーモジュール４２ａ，４２ｂ，４２ｃ（即ち、３相インバータ回路モジュール）と、３相のパワーモジュール４２ａ，４２ｂ，４２ｃにそれぞれ配置される、換言すれば、３相のパワーモジュール４２ａ，４２ｂ，４２ｃがそれぞれ固定され、パワーモジュール４２ａ，４２ｂ，４２ｃをユニット化するヒートシンク（放熱板）４４ａ，４４ｂ，４４ｃと、それぞれのパワーモジュール４２ａ，４２ｂ，４２ｃと放熱板４４ａ，４４ｂ，４４ｃからなるパワーモジュールユニット（ユニット）を並列に収容する車両用取り付けケース（ケース）４６と、車両用取り付けケース４６に取り付けられるＰＤＵケース４８とを備える。

次いで、上記した各要素の詳細について説明する。

図３は、図２に示すパワーモジュール４２ａおよびヒートシンク４４ａ、即ち、パワーモジュールユニットの拡大分解斜視図である。

パワーモジュールユニット５０ａのパワーモジュール４２ａは、インバータ回路を形成するＩＧＢＴ５２ａと、前記ＩＧＢＴ５２ａを駆動させるゲートドライブ回路を備えたゲートドライブ基板５４ａと、前記ＩＧＢＴ５２ａおよびゲートドライブ基板５４ａを収容する収容ケース５６ａとからなると共に、相を構成するインバータ回路モジュールである。尚、図３において、ゲートドライブ基板５４ａに搭載される電子部品およびスルーホールなどは、図示の簡略化のため省略した。

収容ケース５６ａは、樹脂材から製作されるケース部５６ａ１を備える。ケース部５６ａ１の内側には、ＩＧＢＴ５２ａの外形に応じた形状を呈する開口部５８ａが形成される。開口部は、後述の如くＩＧＢＴ５２ａが配置されるため、以下、開口部５８ａを「ＩＧＢＴ用開口部」という。

また、ケース部５６ａ１には、前記したバッテリ２４に接続されて直流電流が入力される２個の入力端子６０ａ１，６０ａ２が配置される。また、ケース部５６ａ１の入力端子６０ａ１，６０ａ２と反対側の部位、正確にはＩＧＢＴ用開口部５８ａを挟んで反対側の部位には、ＩＧＢＴ５２ａによって変換された交流電流を出力するバスバー６２ａが図３において垂直方向に延びるように配置される。

ケース部５６ａ１の側面（外壁）の適宜位置には、後述する車両用取り付けケース４６に形成される位置決め突起部が嵌合されるべき嵌合部６４が複数個、具体的には、長手方向の外壁に２個ずつ、バスバー６２ａ付近に２個、入力端子６０ａ１，６０ａ２付近に１個の計７個形成される（図３において３個見えず）。嵌合部６４は、図において上下方向に延びる溝部からなり、その大きさ（高さ、幅など）は車両用取り付けケース４６の位置決め突起部のそれと略同じ、正確には位置決め突起部に比して僅かに大きく設定される。

さらに、ケース部５６ａ１の四隅付近には、収容ケース５６ａとヒートシンク４４ａを締結するネジ６６が挿通されるべき挿通孔６８が穿設される（図３において２箇所図示せず）。また、収容ケース５６ａの底面（ヒートシンク４４ａの上面４４ａ１と接触する面）の適宜位置には、ヒートシンク４４ａの上面４４ａ１に形成された凹部７０（後述）と嵌合されるべき凸部（図３で見えず）が複数個（具体的には２個）形成される。

パワーモジュールユニット５０ａのヒートシンク４４ａは放熱可能な素材、即ち、熱伝導性の比較的高い金属材（より具体的にはアルミニウム）から製作されると共に、略直方体を呈する。ヒートシンク４４ａの上面４４ａ１の適宜位置には、ネジ６６が挿通されるべきネジ穴７２が複数個（具体的には４個）形成される。また、後述するヒートシンク４４ａに車両用取り付けケース４６を固定するためのネジが挿通されるべきネジ穴７４も適宜位置に複数個（具体的には４個）形成され、それら８個のネジ穴７２，７４の内部にはそれぞれ雌ネジが螺刻される。

また、ヒートシンク４４ａの上面４４ａ１には、収容ケース５６ａの凸部と嵌合されるべき凹部７０が複数個、具体的には２個形成される。さらに、ヒートシンク４４ａの図３において下部付近には、放熱を促進させるために多数の冷却フィン７６が、図３の矢印Ａと直交する方向に一体的に突設される。

尚、他のパワーモジュール４２ｂ，４２ｃおよびヒートシンク４４ｂ，４４ｃ、即ち、パワーモジュールユニット５０ｂ，５０ｃは、パワーモジュールユニット５０ａと同一の構成であるので、説明を省略する。

次いで、車両用取り付けケース４６について説明する。図４は、車両用取り付けケース４６を示す拡大斜視図であり、図５は、その拡大平面図であり、図６は、図５のVI−VI線断面図である。

車両用取り付けケース４６は放熱可能な素材、即ち、熱伝導性の比較的高い金属材（より具体的にはアルミニウム）から製作される。車両用取り付けケース４６はフレーム部７８を備え、フレーム部７８の内側には、パワーモジュール４２ａ，４２ｂ，４２ｃ（より正確には、収容ケース５６ａ，５６ｂ，５６ｃ）の外形に即した形状を呈する開口部８０が、パワーモジュール４２ａ，４２ｂ，４２ｃの数に応じて、即ち、３個形成される（図４から図６で、各パワーモジュール４２ａ，４２ｂ，４２ｃに対応する開口部を８０ａ，８０ｂ，８０ｃと示す）。開口部８０ａ，８０ｂ，８０ｃは、後述の如くパワーモジュール４２ａ，４２ｂ，４２ｃが配置されるため、以下、開口部８０ａ，８０ｂ，８０ｃを「パワーモジュール用開口部」という。

また、各パワーモジュール用開口部８０ａ，８０ｂ，８０ｃの外縁の適宜位置には、各ヒートシンク４４ａ，４４ｂ，４４ｃに車両用取り付けケース４６を固定するためのネジが挿通されるべき挿通孔８２がそれぞれ４個ずつ、計１２個穿設される（図４で４個図示せず）。さらに、フレーム部７８の上部（ＰＤＵケース４８に対向する面）付近には、車両用取り付けケース４６にＰＤＵケース４８を固定するためのネジが挿通されるべきネジ穴８４が複数個、具体的には７個形成され、それら７個のネジ穴８４の内部にはそれぞれ雌ネジが螺刻される。

フレーム部７８の上端７８１は水平となるように連続して形成されると共に、制御回路基板４０に搭載されるコネクタが配置されるべき位置には、段差部８８，９０（以下、「コネクタ用段差部」という）が形成される。

一方、フレーム部７８の下端７８２も水平となるように連続して形成されるが、図４の矢印Ａから見て側面にあっては、所定距離（図４に「ｄ１」で示す）の高さを有する段差部９２が側面全体に亘って形成される。段差部９２は、後述の如く冷却フィン７６が露出させられるため、以下、段差部９２を「冷却フィン用段差部」という。

また、フレーム部７８の下端７８２の四隅付近には、車両用取り付け部９４がフレーム部７８の側面から水平方向に突出させられるように形成される（図４で１個図示せず）。車両用取り付け部９４には、図示しない車両に車両用取り付けケース４６を固定するためのネジが挿通されるべき挿通孔９６が、それぞれ穿設される。

さらに、車両用取り付けケース４６の内壁、より正確には、各パワーモジュール用開口部８０ａ，８０ｂ，８０ｃの内壁には、前述した位置決め突起部９８が複数個、具体的には、長手方向の外壁に２個ずつ、パワーモジュールのバスバー６２が配置されるべき位置付近に２個、パワーモジュールの入力端子６０が配置されるべき位置付近に１個の計７個形成される。位置決め突起部９８は、図４および図５によく示すように、略直方体を呈すると共に、その高さ（図における上下方向）は、各パワーモジュール用開口部８０ａ，８０ｂ，８０ｃの内壁の高さ（図６に「ｄ２」と示す）と同程度に設定される。尚、位置決め突起部９８の幅および厚さなどは、パワーモジュールユニット５０の大きさなどに応じて適宜設定される。

次いで、制御回路基板４０について図２を参照して説明する。制御回路基板４０には、電流センサ２６が、パワーモジュール４２ａ，４２ｂ，４２ｃに対応した個数、即ち、３個搭載される（図２で各パワーモジュール４２ａ，４２ｂ，４２ｃに対応する電流センサを２６ａ，２６ｂ，２６ｃと示す）。各電流センサ２６ａ，２６ｂ，２６ｃは、ギャップを有する略Ｃ字状の磁性コアと、そのギャップに介挿されるホール素子などの磁電変換素子（いずれもカバーに覆われて見えず）とから構成されると共に、前記磁電変換素子は制御回路基板４０に図示しないリードピンを介して接続される。

このように構成された電流センサ２６ａ，２６ｂ，２６ｃによって、各パワーモジュール４２ａ，４２ｂ，４２ｃのバスバー６２ａ，６２ｂ，６２ｃに流れる出力電流が測定（検出）される。具体的には、バスバー６２ａ，６２ｂ，６２ｃが、各電流センサ２６ａ，２６ｂ，２６ｃの磁性コアの中心に挿通される。そして、バスバー６２ａ，６２ｂ，６２ｃに電流が流れると、電流センサ２６ａ，２６ｂ，２６ｃにあっては、ギャップ内に発生する磁界が磁電変換素子によって電圧信号に変換され、その電圧信号が制御回路基板４０に搭載されるアンプ（増幅器）によって増幅されることでバスバー６２ａ，６２ｂ，６２ｃの出力電流に応じた信号を出力する。

さらに、制御回路基板４０には、外部のＥＣＵやモータ２０などと接続されるコネクタ１００，１０２が搭載される。

また、ＰＤＵケース４８は、樹脂材から製作されると共に、その外縁の適宜位置には車両用取り付けケース４６にＰＤＵケース４８を固定するためのネジ１０６が挿通されるべき挿通孔１０８が複数個、具体的には７個穿設される。

上記のように構成されたＰＤＵ２２の組み立てについて、この実施例の特徴であるパワーモジュール４２ａ，４２ｂ，４２ｃおよびヒートシンク４４ａ，４４ｂ，４４ｃ、即ち、パワーモジュールユニット５０ａ，５０ｂ，５０ｃを中心に説明する。

まず、図３に示す如く、パワーモジュールユニット５０ａを構成するヒートシンク４４ａの上面４４ａ１の中央部付近にＩＧＢＴ５２ａが固定される。具体的には、ヒートシンク４４ａの上面４４ａ１に半田を塗布し、その上にヒートスプレッタ（銅板）、シリコン剤、絶縁基板を積層させる。そして、絶縁基板の上面に再度半田を塗布し、その上にＩＧＢＴ５２ａを配置して固定されるが、本願の要旨と直接の関連を有しないため、図示および詳細な説明を省略する。

次いで、収容ケース５６ａがヒートシンク４４ａに固定されるが、その際、前記した収容ケース５６ａの底面の凸部がヒートシンク４４ａの上面４４ａ１の凹部７０に嵌合させられることで、収容ケース５６ａは位置決めされつつＩＧＢＴ５２ａがＩＧＢＴ用開口部５８ａに配置される。その後、ネジ６６は挿通孔６８およびネジ穴７２に挿通させられ、収容ケース５６ａはヒートシンク４４ａに締結固定される。

次いでＩＧＢＴ５２ａの信号ピンは、入力端子６０ａ１，６０ａ２、バスバー６２ａ、ゲートドライブ基板５４ａのスルーホールなどと半田付けなどによって適宜接続される。このようにして、パワーモジュール４２ａはヒートシンク４４ａに固定されてパワーモジュールユニット５０ａが完成する。尚、前述したように、パワーモジュール４２ｂ，４２ｃおよびヒートシンク４４ｂ，４４ｃは、パワーモジュール４２ａおよびヒートシンク４４ａと同一の構成であるので、説明を省略する。

従って、本願においては、各パワーモジュール４２ａ，４２ｂ，４２ｃにそれぞれヒートシンク４４ａ，４４ｂ，４４ｃを配置することで、各パワーモジュール４２ａ，４２ｂ，４２ｃをユニット化するようにした。

次いで、完成したパワーモジュールユニット５０ａ，５０ｂ，５０ｃは、図２および図７に示す如く、並列に配置されると共に、車両用取り付けケース４６によって、パワーモジュールユニット５０ａ，５０ｂ，５０ｃのヒートシンク４４ａ，４４ｂ，４４ｃの周囲を囲むようにして一体的に収容される。

このとき、前記した車両用取り付けケース４６の位置決め突起部９８が各ケース部５６ａ１，５６ｂ１，５６ｃ１の嵌合部６４に嵌合させられることで、３相のパワーモジュール４２ａ，４２ｂ，４２ｃは位置決めされつつパワーモジュール用開口部８０ａ，８０ｂ，８０ｃに配置される。具体的には、嵌合部６４の大きさ（幅など）は位置決め突起部９８と略同一となるように設定されているため、ケース部５６ａ１，５６ｂ１，５６ｃ１を備えるパワーモジュールユニット５０ａ，５０ｂ，５０ｃは、図において下方から押圧されることで、移動させられる。そして、パワーモジュールユニット５０ａ，５０ｂ，５０ｃが所期の位置まで移動、即ち、パワーモジュール４２ａ，４２ｂ，４２ｃがパワーモジュール用開口部８０ａ，８０ｂ，８０ｃの適宜位置に配置されるまで押圧される。

また、パワーモジュールユニット５０ａ，５０ｂ，５０ｃが所期の位置に配置された状態において、車両用取り付けケース４６の位置決め突起部９８は、ケース部５６ａ１，５６ｂ１，５６ｃ１の嵌合部６４によって挟持されて固定される。これにより、パワーモジュールユニット５０ａ，５０ｂ，５０ｃは、車両用取り付けケース４６に固定される。

尚、図７に示す如く、ヒートシンク４４ａあるいは４４ｃの冷却フィン７６は、車両用取り付けケース４６の冷却フィン用段差部９２の位置に配置される、即ち、ヒートシンク４４ａあるいは４４ｃの冷却フィン７６が露出させられるように配置される。

その後、１２個のネジ１１０が挿通孔８２およびネジ穴７４にそれぞれ挿通させられ、車両用取り付けケース４６はヒートシンク４４ａ，４４ｂ，４４ｃに締結固定される。このようにして、パワーモジュールユニット５０ａ，５０ｂ，５０ｃは、その周囲を囲むようにして一体的に車両用取り付けケース４６によって収容される。

図２を参照してＰＤＵ２２の組み立てについての説明を続けると、パワーモジュールユニット５０ａ，５０ｂ，５０ｃが一体的に収容された車両用取り付けケース４６において、パワーモジュール４２ａ，４２ｂ，４２ｃの信号ピンは、制御回路基板４０のスルーホール（いずれも図示せず）に挿通されて半田付けなどによって接続される。この状態において、制御回路基板４０に搭載されるコネクタ１００，１０２は、車両用取り付けケース４６のコネクタ用段差部８８，９０にそれぞれ配置される。その後、７個のネジ１０６が挿通孔１０８およびネジ穴８４にそれぞれ挿通させられることで、ＰＤＵケース４８は車両用取り付けケース４６に締結固定される。

上記のようにして完成したＰＤＵ２２は、図示しない車両の適宜位置に取り付けられる。具体的には、複数のネジ（図示せず）が車両用取り付けケース４６の車両用取り付け部９４の挿通孔９６にそれぞれ挿通させられ、車両と締結固定させることで取り付けられる。

このように、第１実施例のパワードライブユニットにあっては、それぞれ相を構成する複数のパワーモジュール、具体的には３相のパワーモジュール４２ａ，４２ｂ，４２ｃに、それぞれ配置されてパワーモジュール４２ａ，４２ｂ，４２ｃをユニット化するヒートシンク４４ａ，４４ｂ，４４ｃと、それぞれのパワーモジュール４２ａ，４２ｂ，４２ｃとヒートシンク４４ａ，４４ｂ，４４ｃからなるパワーモジュールユニット５０ａ，５０ｂ，５０ｃを並列に収容する車両用取り付けケース４６とを備えると共に、その車両用取り付けケース４６が前記パワーモジュールユニット５０ａ，５０ｂ，５０ｃのヒートシンク４４ａ，４４ｂ，４４ｃの周囲を囲むように構成した、即ち、パワーモジュールと放熱板とをユニット化するようにしたので、簡易に組み立て可能なパワードライブユニットでありながら、３相のパワーモジュール４２ａ，４２ｂ，４２ｃの内のいずれかに故障が発生したときなど、該当するパワーモジュールユニットを固定するネジ１１０のみを取り外し、その後新しいパワーモジュールユニットと交換するだけでよく、交換作業を容易にすることができ、よってメンテナンス性を向上できる。また、パワーモジュール４２ａ，４２ｂ，４２ｃを構成するＩＧＢＴ５２ａ，５２ｂ，５２ｃなどに設計変更が生じたときも同様である。さらに、パワーモジュールユニット５０ａ，５０ｂ，５０ｃは、上記したように、同一の構成となるようにしたので、他のパワーモジュールユニットと共用することができる。

また、さらに、車両用取り付けケース４６に形成される位置決め突起部９８と、パワーモジュールユニット５０ａ，５０ｂ，５０ｃにおいてパワーモジュール４２ａ，４２ｂ，４２ｃ（正確には、収容ケース５６ａ，５６ｂ，５６ｃ）に形成された、位置決め突起部９８が嵌合されるべき嵌合部６４とを備えるように構成したので、上記した効果に加え、パワーモジュールユニット５０ａ，５０ｂ，５０ｃを前記した車両用取り付けケース４６において所期の位置に正確に収容することができ、よってより一層簡易に組み立てることが可能となる。

また、車両用取り付けケース４６が放熱可能な素材、即ち、熱伝導性の比較的高い金属材（具体的にはアルミニウム）から製作されるように構成したので、上記した効果に加え、動作時において発熱したパワーモジュール４２ａ，４２ｂ，４２ｃなどを車両用取り付けケース４６を介して冷却する（放熱させる）ことができる。また、車両用取り付けケース４６は車両に取り付けられるようにしたので、パワーモジュール４２ａ，４２ｂ，４２ｃなどの熱を車両用取り付けケース４６を介して車体に逃がすことができる。

また、パワーモジュールユニット５０ａ，５０ｂ，５０ｃが、車両用取り付けケース４６によって一体的に収容された状態であっても、図７に示す如く、ヒートシンク４４ａあるいは４４ｃの冷却フィン７６は、車両用取り付けケース４６の冷却フィン用段差部９２の位置に配置される、即ち、ヒートシンク４４ａあるいは４４ｃの冷却フィン７６が露出させられるように配置されると共に、冷却フィン用段差部９２は冷却フィン７６と直交する方向となるように構成したので、冷却フィン７６に接触しながら通過する空気の流れを妨げない、換言すれば、冷却フィン７６による冷却、即ち、熱交換を妨げることがなく、よって動作時において発熱したパワーモジュール４２ａ，４２ｂ，４２ｃなどをより効果的に冷却する（放熱させる）ことができる。

尚、上記において、パワーモジュール４２ａ，４２ｂ，４２ｃは、ＩＧＢＴ５２ａ，５２ｂ，５２ｃと、ＩＧＢＴを駆動させるゲートドライブ回路５４ａ，５４ｂ，５４ｃとによって３相インバータ回路モジュールを構成するようにしたが、それに限られるものではなく、ゲートドライブ回路を備えずにＩＧＢＴのみによって３相インバータ回路モジュールを構成するようにしても良い。

また、蓄電装置の例としてニッケル水素電池からなるバッテリを挙げたが、それに限られるものではなく、他の電池からなるバッテリでも良く、あるいはキャパシタであっても良い。

また、パワードライブユニットをハイブリッド車両を例にして説明をしたが、この発明に係るパワードライブユニットは、電気自動車にも適用可能である。

以上の如く、この発明の第１実施例にあっては、それぞれ相を構成する複数のパワーモジュール（４２ａ，４２ｂ，４２ｃ）から少なくともなるパワードライブユニット（ＰＤＵ２２）において、前記複数のパワーモジュールにそれぞれ配置されて前記パワーモジュールをユニット化する放熱板（ヒートシンク４４ａ，４４ｂ，４４ｃ）と、前記それぞれのパワーモジュールと放熱板からなるユニット（パワーモジュールユニット５０ａ，５０ｂ，５０ｃ）を並列に収容するケース（車両用取り付けケース４６）とを備えると共に、前記ケースが前記ユニットの放熱板の周囲を囲むように構成した。

また、さらに、前記ケース（４６）に形成される位置決め突起部（９８）と、前記ユニット（５０ａ，５０ｂ，５０ｃ）において前記パワーモジュール（４２ａ，４２ｂ，４２ｃ）に形成された、前記位置決め突起部が嵌合されるべき嵌合部（６４）とを備えるように構成した。

また、前記ケース（４６）が放熱可能な素材から製作されるように構成した。

この発明の第１実施例に係るパワードライブユニットなどを含む制御装置を備えたハイブリッド車両の制御装置を全体的に示す概略図である。 図１に示すパワードライブユニットを全体的に示す分解斜視図である。 図２に示すパワーモジュールおよびヒートシンクの拡大分解斜視図である。 図２に示す車両用取り付けケースの拡大斜視図である。 図２に示す車両用取り付けケースの拡大平面図である。 図５のVI−VI線断面図である。 図２に示すパワーモジュールが車両用取り付けケースに収容された状態を示す拡大斜視図である。

符号の説明

２２ パワードライブユニット（ＰＤＵ）
４２ａ，４２ｂ，４２ｃ パワーモジュール
４４ａ，４４ｂ，４４ｃ ヒートシンク（放熱板）
４６ 車両用取り付けケース（ケース）
５０ａ，５０ｂ，５０ｃ パワーモジュールユニット（ユニット）
６４ 嵌合部
９８ 位置決め突起部

Claims (3)

1. それぞれ相を構成する複数のパワーモジュールから少なくともなるパワードライブユニットにおいて、前記複数のパワーモジュールにそれぞれ配置されて前記パワーモジュールをユニット化する放熱板と、前記それぞれのパワーモジュールと放熱板からなるユニットを並列に収容するケースとを備えると共に、前記ケースが前記ユニットの放熱板の周囲を囲むように構成されることを特徴とするパワードライブユニット。
2. さらに、前記ケースに形成される位置決め突起部と、前記ユニットにおいて前記パワーモジュールに形成された、前記位置決め突起部が嵌合されるべき嵌合部とを備えることを特徴とする請求項１記載のパワードライブユニット。
3. 前記ケースが放熱可能な素材から製作されることを特徴とする請求項１または２記載のパワードライブユニット。

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