JP5375874B2 - モータ駆動装置 - Google Patents

Description

本発明は、インバータ回路を備え多相交流モータを駆動するモータ駆動装置に関する。

従来、モータの回転トルクにより車両等の操舵トルクをアシストする電動パワーステアリング装置において、モータを駆動するモータ駆動装置が知られている。一般にモータ駆動装置では、インバータによって直流電源から交流電力を生成し、モータに供給する。例えば、特許文献１の電動パワーステアリング装置は、インバータから三相交流モータへの通電を遮断するモータリレーが半導体スイッチング素子で構成されている。

特許第３８８４４５０号公報

三相交流モータを駆動するモータ駆動装置において、インバータ用の６個の半導体スイッチング素子に加え、特許文献１のようにモータリレーとして３個の半導体スイッチング素子を使用すると、装置の体格が大きくなるという問題がある。
さらに、直流電源とインバータとの間に回路遮断用の電源リレーとして半導体スイッチング素子を設ける場合には、一層、装置の大型化を招くこととなる。

本発明は、上述した課題を解決するためになされたものであり、その目的は、インバータおよびモータリレーを半導体スイッチング素子で構成するモータ駆動装置の体格を小型にすることである。

請求項１に記載のモータ駆動装置は、直流電流をｎ相交流電流（ｎは３以上の自然数）に変換してｎ相交流モータを駆動するモータ駆動装置であって、インバータ回路の上下アームを構成する２ｎ個のインバータ用半導体スイッチング素子、インバータ回路の出力側に設けられモータへの電流供給経路を遮断可能なｎ個のモータリレー用半導体スイッチング素子、ヒートシンクおよび基板を備える。
ヒートシンクは、インバータ用半導体スイッチング素子およびモータリレー用半導体スイッチング素子が搭載され、発熱を受容可能である。
基板は、インバータ用半導体スイッチング素子およびモータリレー用半導体スイッチング素子のリード部が電気的に接続される。
また、本発明のモータ駆動装置は、当該モータ駆動装置の駆動を制御するための制御用電子部品を、「インバータ用半導体スイッチング素子およびモータリレー用半導体スイッチング素子が電気的に接続される基板」と同一の１枚の基板に設けている。
一般に、インバータ用半導体スイッチング素子等が実装される基板は「パワー基板」、インバータ用半導体スイッチング素子のオンオフ等を制御するマイコンやＩＣが実装される基板は「制御基板」と呼ばれ区別される。このパワー基板と制御基板とを１枚の基板で構成することにより、例えば２枚の基板を積層配置する場合に比べ、モータ駆動装置の体格を小型にすることができる。

ｎ個のモータリレー用半導体スイッチング素子は、前記ヒートシンクの一方の端部に沿って形成される第１搭載部に搭載される。
また、２ｎ個のインバータ用半導体スイッチング素子のうち少なくともｎ個の前記インバータ用半導体スイッチング素子は、ヒートシンクの一方の端部から他方の端部に向かって第１搭載部と直交する方向に形成される第２搭載部に搭載される。
すなわち、第１搭載部と第２搭載部とは「Ｔ字形」の搭載部を構成する。例えばｎ＝３の場合、３個のモータリレー用半導体スイッチング素子が第１搭載部に搭載され、６個のインバータ用半導体スイッチング素子のうち３個以上が第２搭載部に搭載される。

これにより、仮にヒートシンクが第１搭載部の延びる方向を短手方向、第２搭載部の延びる方向を長手方向とする矩形状であるとすると、計９個の半導体スイッチング素子を短手方向および長手方向に効率的に配置することができる。よって、モータ駆動装置の体格を小型にすることができる。

請求項２に記載の発明によると、ヒートシンクの第２搭載部は互いに平行な２列の搭載部から構成され、２ｎ個のインバータ用半導体スイッチング素子は、ｎ個ずつ２列に配置される。
上記のｎ＝３の例で言えば、６個のインバータ用半導体スイッチング素子のうち３個が第２搭載部の第１列に配置され、残り３個が第２搭載部の第２列に配置される。第１列および第２列に搭載されるインバータ用半導体スイッチング素子は、同じ方向を向いて並べられてもよく、或いは、長手方向の対称軸に対して略対称に配置されてもよい。
６個のインバータ用半導体スイッチング素子が３個ずつ２列に配列されることで、長手方向の長さを短縮し、モータ駆動装置の体格をさらに小型にすることができる。

請求項３に記載のモータ駆動装置は、直流電源から前記インバータ回路への電流供給経路を遮断可能な電源リレー用半導体スイッチング素子を備える。当該電源リレー用半導体スイッチング素子は、第２搭載部の第１搭載部と反対側に搭載され、リード部が基板に電気的に接続される。
例えば、バッテリ電源とインバータの上アームとの間に、寄生ダイオードの極性が互いに逆向きの２つの電源リレー用半導体スイッチング素子を直列に接続することで、異常時等の過電流からインバータ回路を保護することができる。
この場合、電源リレー用半導体スイッチング素子を第２搭載部の第１搭載部と反対側に配置することで、電源リレー、インバータ、モータリレー用の半導体スイッチング素子がこの順に並ぶこととなる。これにより、基板上の電流の流れを一方向とし、熱の滞留を防止することができる。

請求項４に記載の発明によると、ヒートシンクの前記第１搭載部は、ヒートシンクの基板と平行な基準面に対して傾斜して形成される。
これにより、モータリレー用半導体スイッチング素子は、第１搭載部の傾斜面に当接し、基板に対して傾斜して配置されることとなる。仮に半導体スイッチング素子を基板に対して略垂直に配置しようとすると高さ方向の寸法が大きくなり、一方、基板に対して略平行に配置しようとすると基板面方向の寸法が大きくなる。そこで、半導体スイッチング素子を基板に対して傾斜させることで、モータ駆動装置の体格を全体的に効率よく小型にすることができる。

請求項５に記載の発明によると、モータリレー用半導体スイッチング素子を基板に投影する空間内に、基板とモータとを接続するモータ端子が設けられる。
例えば、モータ端子は、基板からヒートシンクの第１搭載部の傾斜面に向かって立ち上がり、さらに第１搭載部の傾斜面から離れるようにＬ字状に折れ曲がる。これにより、第１搭載部に搭載されたモータリレー用半導体スイッチング素子と基板との間の略三角柱状のスペースを効率的に利用することができ、モータ駆動装置の体格を小型にすることができる。

請求項６に記載の発明によると、ヒートシンクの第２搭載部は、基準面に対して傾斜して形成される。
請求項４に記載の発明における第１搭載部と同様、第２搭載部についてもインバータ用半導体スイッチング素子を基板に対して傾斜させることで、モータ駆動装置の体格を全体的に効率よく小型にすることができる。

請求項７に記載の発明によると、ヒートシンクの第２搭載部は、互いに隣接する側が相対的に高くなるように基準面に対して傾斜して形成される２列の搭載部から構成される。
これにより、第２搭載部の第１列と第２列とに搭載される半導体スイッチング素子のリード部同士が近接する。例えば、同じ相の上アームと下アームとの半導体スイッチング素子を第２搭載部の第１列と第２列との対応する位置に配置することにより、上下アーム間の配線距離を短縮し、配線インピーダンスを低減することができる。よって、電力ロスを低減することができる。

請求項８に記載のモータ駆動装置は、基板の第１搭載部と反対側の端部に、直流電源が供給されるコネクタを備える。また、基板のコネクタと第２搭載部との間に、チョークコイルを備える。チョークコイルは、電源リレー用半導体スイッチング素子の電源側に接続されノイズを平滑化するための素子である。
これにより、モータ駆動装置の入力側であるコネクタから出力側であるモータリレー用半導体スイッチング素子まで、基板上の電流の流れを一方向とし、熱の滞留を防止することができる。
また、コネクタおよびチョークコイルは、基板に設けられる部品の中で特に大きな部品である。そこで、コネクタおよびチョークコイルを、第２搭載部に対し第１搭載部とは反対側の空間に配置することで、スペースを効率的に利用することができ、モータ駆動装置の体格を小型にすることができる。

本発明の第１実施形態によるＥＣＵ（モータ駆動装置）が適用される電動パワーステアリング装置の概略構成図である。 本発明の第１実施形態によるＥＣＵの回路ブロック図である。 ブリッジ回路部（インバータ）の回路模式図である。 本発明の第１実施形態によるＥＣＵをモータＡｓｓｙに組み付けた状態の構造図である。 （ａ）：本発明の第１実施形態によるプレートサブＡｓｓｙの平面図、（ｂ）：（ａ）のＶｂ−Ｖｂ断面図である。 （ａ）：図５（ａ）のＶＩａ−ＶＩａ断面図、（ｂ）：図５（ａ）のＶＩｂ−ＶＩｂ断面図である。 本発明の第１実施形態によるＥＣＵの制御及びパワー基板の平面図である。 （ａ）：本発明の第２実施形態によるプレートサブＡｓｓｙの平面図、（ｂ）：本発明の第３実施形態によるプレートサブＡｓｓｙの平面図である。 比較例によるプレートサブＡｓｓｙの平面図である。

以下、本発明の複数の実施形態によるモータ駆動装置を図面に基づいて説明する。
（第１実施形態）
図１に示すように、「モータ駆動装置」としてのＥＣＵ３は、例えば車両のステアリング操作をアシストするための電動パワーステアリング装置に適用される。

図１は、電動パワーステアリング装置１を備えたステアリングシステム９０の全体構成を示す。ハンドル９１に接続されたステアリングシャフト９２には、操舵トルクを検出するためのトルクセンサ９３が設置されている。ステアリングシャフト９２の先端にはピニオンギア９６が設けられており、ピニオンギア９６はラック軸９７に噛み合っている。ラック軸９７の両端には、タイロッド等を介して一対の車輪９８が回転可能に連結されている。ステアリングシャフト９２の回転運動は、ピニオンギア９６によってラック軸９７の直線運動に変換され、ラック軸９７の直線運動変位に応じた角度について一対の車輪９８が操舵される。

電動パワーステアリング装置１は、操舵アシストトルクを発生するモータユニット２と、モータユニット２の正逆回転を減速してステアリングシャフト９２に伝達する減速ギア８９とを備える。電動パワーステアリング装置１は、ハンドル９１の操舵を補助するための操舵アシストトルクを発生し、ステアリングシャフト９２に伝達する。

モータユニット２は、モータＡｓｓｙ８およびＥＣＵ３から構成される。
モータＡｓｓｙ８は、モータ部８０および回転角センサ８５を含む。モータ部８０は、巻線が巻回されるステータ、及び、巻線への通電によって発生する回転磁界を受けて回転するロータ等から構成される三相ブラシレスモータである。
回転角センサ８５は、モータ部８０のロータの回転角を検出する。本実施形態では、回転角センサ８５はレゾルバであり、ロータと一体に回転するシャフト（回転軸）の回転角によってコイルに生成される誘起電圧の変化に基づいてロータの回転角を検出する。
ＥＣＵ３には、トルクセンサ９３からの操舵トルク信号やＣＡＮ（Controller Area Network）バス９４からの車速信号がＣＡＮインタフェース回路を経由して入力される。

次に、ＥＣＵ３について図２〜図７を参照して説明する。
まず、ＥＣＵ３の電気回路の構成について、図２、図３を参照して説明する。図３は、図２におけるインバータ回路４００の中のブリッジ回路４４０の模式図である。図２に示すように、ＥＣＵ３のパワー電源は、バッテリ７からパワーＩＧラインを経由して供給され、制御電源は、バッテリ７からＩＧラインを経由して供給される。

パワーＩＧラインには、チョークコイル４１、電解コンデンサ４２、及び電源リレー用ＭＯＳ４３１、４３２が設けられる。チョークコイル４１および電解コンデンサ４２は、フィルタ回路を構成し、バッテリ７を共有する他の装置から伝わるノイズを低減するとともに、ＥＣＵ３から他の装置へ伝わるノイズを低減する。

電源リレー用ＭＯＳ４３１、４３２は、寄生ダイオードの極性が互いに逆向きになるように接続される。電源リレー用ＭＯＳ４３１、４３２は、ＥＣＵ３の異常時等にマイコン７０からの指令によりオフし、ブリッジ回路４４０を保護する。
以下、電源リレー用ＭＯＳ４３１、４３２を総括して「電源リレー用ＭＯＳ４３」と記す。電源リレー用ＭＯＳ４３は、特許請求の範囲に記載の「電源リレー用半導体スイッチング素子」に相当する。「ＭＯＳ」は、電界効果トランジスタの一種であるＭＯＳＦＥＴ（metal-oxide-semiconductor field-effect transistor）の略称である。

ＩＧラインを流れる制御電源は、インバータ回路４００に供給されるとともに、ＩＧ入力回路７１および内部電源回路７２を経由してマイコン７０に供給される。
マイコン７０は、操舵アシストトルクに関する各種入力信号に基づいてインバータ回路４００を制御する。例えば、トルクセンサ９３で検出された操舵トルクの信号がトルクセンサ回路７３を経由して入力され、ＣＡＮバス９４からの車速信号がＣＡＮインタフェース回路７４を経由して入力される。また、モータＡｓｓｙ８内の回転角センサ８５で検出された回転角信号が回転角センサ回路７５を経由して入力される。

インバータ回路４００は、インバータの上下アームを構成するブリッジ回路４４０の他、プリドライバ７６および電流検出回路７８を含む。図３において、「Ｐ」は、プリドライバ７６からの制御信号を示し、「Ｓ」は、電流検出回路７８への出力信号を示す。

図３に示すように、ブリッジ回路４４０は、６個のインバータ用ＭＯＳ４４ｕ１、４４ｕ２、４４ｖ１、４４ｖ２、４４ｗ１、４４ｗ２、及び３個のシャント抵抗４９から構成される。インバータ用ＭＯＳ４４ｕ１、４４ｖ１、４４ｗ１は、それぞれ、Ｕ相、Ｖ相、Ｗ相の上アームすなわち高電位側の半導体スイッチング素子であり、インバータ用ＭＯＳ４４ｕ２、４４ｖ２、４４ｗ２は、それぞれ、Ｕ相、Ｖ相、Ｗ相の下アームすなわち低電位側の半導体スイッチング素子である。

以下、３個の上アームのインバータ用ＭＯＳを総括して「上アームのインバータ用ＭＯＳ４４１」と記し、３個の下アームのインバータ用ＭＯＳを総括して「下アームのインバータ用ＭＯＳ４４２」と記す。さらに、上下アームの６個のインバータ用ＭＯＳ４４１、４４２を総括して「インバータ用ＭＯＳ４４」と記す。インバータ用ＭＯＳ４４は、特許請求の範囲に記載の「インバータ用半導体スイッチング素子」に相当する。

プリドライバ７６は、マイコン７０の指令に基づいてインバータ用ＭＯＳ４４のゲート電圧を変化させ、インバータ用ＭＯＳ４４のソース−ドレイン間のオンオフを切り替える。これにより、上アームのインバータ用ＭＯＳ４４１のソースと下アームのインバータ用ＭＯＳ４４２のドレインとの接続点の電圧であるモータ端子電圧が制御される。

シャント抵抗４９は、下アームのインバータ用ＭＯＳ４４２のソースとグランドとの間に電気的に接続される。電流検出回路７８によりシャント抵抗４９に流れる電流を検出することで各相のモータ巻線に供給される電流を検出し、マイコン７０にフィードバックする。

モータリレー用ＭＯＳ４５ｕ、４５ｖ、４５ｗは、ブリッジ回路４４０からモータ８０への各相の電流供給経路に設けられ、故障時等に、相ごとの電流供給を遮断可能である。
以下、３個のモータリレー用ＭＯＳを総括して「モータリレー用ＭＯＳ４５」と記す。モータリレー用ＭＯＳ４５は、特許請求の範囲に記載の「モータリレー用半導体スイッチング素子」に相当する。

次に、ＥＣＵ３の構造について、図４〜図７を参照して説明する。
図４に示すように、ＥＣＵ３は、モータＡｓｓｙ８の軸方向に略平行に取り付けられる。モータＡｓｓｙ８は、ブラシレスモータ部８０と回転角センサ８５とから構成される。
ＥＣＵ３は、プレートサブＡｓｓｙ１０１、制御及びパワー基板３０、コネクタ３５および固定樹脂部材５０から構成される。プレートサブＡｓｓｙ１０１は、複数のＭＯＳ４３、４４、４５がヒートシンク２０１に搭載されたサブＡｓｓｙである。

制御及びパワー基板３０は、計１１個のＭＯＳ４３、４４、４５のリード部が電気的に接続されるとともに、ＭＯＳ４３、４４、４５のオンオフを制御するためのマイコン７０等が１枚の基板に実装されている。制御及びパワー基板３０は、特許請求の範囲に記載の「基板」に相当する。
コネクタ３５は、制御及びパワー基板３０に取り付けられ、直流電源および各種信号線が接続される。
固定樹脂部材５０は、制御及びパワー基板３０とモータ部８０とを接続する３本のモータ端子５１を一体にモールドしたものである。

次に、プレートサブＡｓｓｙ１０１について、図５、図６を参照して詳しく説明する。
プレートサブＡｓｓｙ１０１は、ヒートシンク２０１に、２個の電源リレー用ＭＯＳ４３、６個のインバータ用ＭＯＳ４４および３個のモータリレー用ＭＯＳ４５からなる計１１個のＭＯＳが搭載されたものである。
ヒートシンク２０１は、アルミニウム等の熱伝導性材料により形成され、ＭＯＳ４３、４４、４５の発熱を受容する機能と、ＥＣＵ３の外郭を形成するハウジングとしての機能とを兼ねる。

図５（ａ）に示すように、ヒートシンク２０１は、制御及びパワー基板３０側から視た外形が、モータＡｓｓｙ８の軸方向（図５（ａ）の左右方向）を長手方向、モータＡｓｓｙ８の径方向（図５（ａ）の上下方向）を短手方向とする略矩形である。
ヒートシンク２０１の底面である基準面２１は、制御及びパワー基板３０と略平行に形成される。また、図５（ａ）において、ヒートシンク２０１の左端は、「モータ端子５１側の端部２２」であり、ヒートシンク２０１の右端は、「コネクタ３５側の端部２９」である。端部２２および端部２９は、それぞれ、特許請求の範囲に記載の「ヒートシンクの一方の端部」および「他方の端部」に相当する。

複数の柱部２３は、ヒートシンク２０１の基準面２１に対して略垂直に設けられる。柱部２３の頂面には、制御及びパワー基板３０を固定するためのねじ穴が形成される。すなわち制御及びパワー基板３０は、図５（ｂ）に破線で示すように、ヒートシンク２０１の上方に組み付けられる。

ヒートシンク２０１の端部２２側には、端部２２から離れるに従って高くなるように傾斜する第１搭載部２４が形成される。第１搭載部２４には、絶縁放熱シート４７を介して、３個のモータリレー用ＭＯＳ４５が搭載される。
ここで、モータリレー用ＭＯＳ４５は、絶縁放熱シート４７に当接する面が露出電極となっており、ねじ４８で締結されることによって、露出電極が絶縁放熱シート４７に密着する。これにより、モータリレー用ＭＯＳ４５とヒートシンク２０１との絶縁を確保しつつ、モータリレー用ＭＯＳ４５の発熱が絶縁放熱シート４７を介してヒートシンク２０１に放出される。よって、モータリレー用ＭＯＳ４５の温度上昇による故障や誤動作を防止することができる。
モータリレー用ＭＯＳ４５のドレイン、ソース、ゲートの各リード部４６は、基準面２１に対して略垂直方向に曲げられ、制御及びパワー基板３０のスルーホール３３（図７参照）に挿入されてはんだ付けされる。

図５（ｂ）に示すように、ＥＣＵ３の出力電流をモータ部８０の各相巻線に供給するための３本のモータ端子５１は、制御及びパワー基板３０の端部２２寄りの位置から下向きに、すなわち第１搭載部２４の傾斜面に向かって立ち上がり、さらに第１搭載部２４の傾斜面から離れるようにＬ字状に折り曲げられる。すなわち、モータ端子５１は、第１搭載部２４に搭載されたモータリレー用ＭＯＳ４５を制御及びパワー基板３０に投影する空間内に配置される。

第２搭載部２５は、第１搭載部２４と略直交し端部２２側から端部２９側に向かって延びるように形成される。すなわち、第１搭載部２４と第２搭載部２５とは、「Ｔ字形」を呈する。
第２搭載部２５は、「互いに平行な２列の搭載部」である第１列２５１および第２列２５２から構成される。第２搭載部２５の第１列２５１および第２列２５２は、第１搭載部２４と略直交する対称軸ｘに対して対称であって、対称軸ｘに近づくに従って高くなるように傾斜している。すなわち、第２搭載部２５は、山形の断面形状を呈する。

第２搭載部の第１列２５１および第２列２５２には、それぞれ、絶縁放熱シート４７を介して、３個のインバータ用ＭＯＳ４４および１個の電源リレー用ＭＯＳ４３が搭載される。ここで、３個のインバータ用ＭＯＳ４４は第１搭載部２４の端部２２側に配置され、１個の電源リレー用ＭＯＳ４３は第１搭載部２４の端部２２と反対側に配置される。
また、第２搭載部の第１列２５１と第２列２５２とに搭載される各３個のインバータ用ＭＯＳ４４、及び各１個の電源リレー用ＭＯＳ４３は、いずれもリード部４６が向かい合うように近接して配置される。

インバータ用ＭＯＳ４４および電源リレー用ＭＯＳ４３についても、上記のモータリレー用ＭＯＳ４５と同様、ヒートシンク２０１との絶縁を確保しつつ、インバータ用ＭＯＳ４４、電源リレー用ＭＯＳ４３の発熱が絶縁放熱シート４７を介してヒートシンク２０１に放出される。
また、インバータ用ＭＯＳ４４および電源リレー用ＭＯＳ４３は、モータリレー用ＭＯＳ４５と同様、各リード部４６が基準面２１に対して略垂直方向に曲げられ、制御及びパワー基板３０のスルーホール３３（図７参照）に挿入されてはんだ付けされる。

ヒートシンク２０１の端部２９側には、略直方体形状のコネクタ３５を挿通するためのコネクタ挿通穴２８が形成される。コネクタ３５は、制御及びパワー基板３０に取り付けられ、バッテリ７からの直流電源、トルクセンサ９３、ＣＡＮバス９４からの信号線等のハーネスが接続される（図２参照）。
また、ヒートシンク２０１の第２搭載部２５とコネクタ挿通穴２８との間の空間は、チョークコイル４１を収容するためのチョークコイル収容部２７を構成する。

（作動）
次に、ＥＣＵ３の作動を説明する。
ＥＣＵ３のマイコン７０は、操舵トルク、車速、モータ回転角の入力信号、及びモータ電流検出信号等に基づき、インバータ回路４００のプリドライバ７６を介して、インバータ用ＭＯＳ４４のオンオフを制御する。これにより、インバータ回路４００は、バッテリ７から電源リレー用ＭＯＳ４３を経由して供給される直流電流を三相交流電流に変換し、モータリレー用ＭＯＳ４５を経由して、モータＡｓｓｙ８のモータ部８０に供給する。
モータＡｓｓｙ８の回転出力は、減速ギア８９を経由してステアリングシャフト９２に伝達され、運転者の操舵をアシストする。

仮に、ＥＣＵ３またはモータＡｓｓｙ８に異常が発生した場合等、マイコン７０は、電源リレー用ＭＯＳ４３を遮断してインバータ回路４００を保護し、また、各相のモータリレー用ＭＯＳ４５を遮断して、モータ部８０への電力供給を遮断する。
電源リレー用ＭＯＳ４３、インバータ用ＭＯＳ４４、モータリレー用ＭＯＳ４５のオンオフ動作による発熱は、絶縁放熱シート４７を介してヒートシンク２０１に放出される。

本発明の第１実施形態のＥＣＵ３は、以下（１）〜（７）の効果を奏する。
（１）略矩形状のヒートシンク２０１において第１搭載部２４と第２搭載部２５とがＴ字形に形成され、３個のモータリレー用ＭＯＳ４５が第１搭載部２４に搭載される。
ここで、比較例のプレートサブＡｓｓｙ１０９について図９を参照して説明する。比較例では、ヒートシンク２０９に、第１実施形態の第１搭載部２４に相当する短手方向の搭載部が形成されていない。そして、計１１個のＭＯＳ４５、４４、４３は、長手方向の２列の搭載部に６個と５個に分かれて搭載されている。その結果、ヒートシンク２０９の長手方向の長さＬ９は、第１実施形態のヒートシンク２０１の長手方向の長さＬ１に比べてΔＬだけ長くなり、プレートサブＡｓｓｙ１０９全体の体格が大きくなる。
言い換えれば、第１実施形態は、第１搭載部２４と第２搭載部２５とをＴ字形に形成することにより、プレートサブＡｓｓｙ１０１の体格、ひいてはＥＣＵ３の体格を小型にすることができる。

（２）第２搭載部２５は、第１列２５１および第２列２５２から構成され、６個のインバータ用ＭＯＳ４４が第１列２５１および第２列２５２に３個ずつ搭載される。これにより、長手方向の長さを短縮し、ＥＣＵ３の体格をさらに小型にすることができる。
（３）電源リレー用ＭＯＳ４３は、第２搭載部２５のコネクタ３５側に配置され、コネクタ３５からモータ端子５１に向かって、電源リレー用ＭＯＳ４３、インバータ用ＭＯＳ４４、モータリレー用ＭＯＳ４５がこの順に並ぶ。これにより、制御及びパワー基板３０上の電流の流れを一方向とし、熱の滞留を防止することができる。

（４）第１搭載部２４は基準面２１に対して傾斜して形成される。そして、第１搭載部２４に搭載されるモータリレー用ＭＯＳ４５と制御及びパワー基板３０との間の空間にモータ端子５１が設けられることで、スペースを効率的に利用することができ、ＥＣＵ３の体格を小型にすることができる。
（５）第２搭載部２５は、基準面２１に対して傾斜して形成される。そして、コネクタ３５と第２搭載部２５との間の空間（チョークコイル収容部２７）にチョークコイル４１を配置することで、スペースを効率的に利用することができ、ＥＣＵ３の体格を小型にすることができる。

（６）第２搭載部２５は、断面形状が山形に形成され、第１列２５１と第２列２５２とに搭載されるインバータ用ＭＯＳ４４同士、及び電源リレー用ＭＯＳ４３同士のリード部４６の距離が近接する。これにより、ＭＯＳ４３、４４間の配線距離を短縮し、配線インピーダンスを低減することができる。よって、電力ロスを低減することができる。
（７）インバータ用ＭＯＳ４４等のパワー部品とマイコン７０等の制御部品とが１枚の制御及びパワー基板３０に実装されているため、例えば、パワー基板と制御基板との２枚の基板が積層配置される場合に比べ、ＥＣＵ３の体格を小型にすることができる。

（第２実施形態）
本発明の第２実施形態によるモータ駆動装置について図８（ａ）を参照して説明する。以下の実施形態において、実質的に同一の構成には同一の符号を付して説明を省略する。
第２実施形態のプレートサブＡｓｓｙ１０２では、ヒートシンク２０２の第２搭載部２５に６個のインバータ用ＭＯＳ４４が搭載され、第２搭載部２５のコネクタ３５側に、電源リレー用ＭＯＳ４３に代えて、機械式の電源リレー４３Ｒが配置される。
このように、電源リレーは、機械式のリレーであってもよい。この場合も、電源リレー４３Ｒはコネクタ３５に隣接して配置されるため、制御及びパワー基板３０上でのパワーＩＧラインの電流の流れ方向を一方向とし、熱の滞留を防止することができる。

（第３実施形態）
本発明の第３実施形態によるモータ駆動装置について図８（ｂ）を参照して説明する。
第３実施形態のプレートサブＡｓｓｙ１０３では、ヒートシンク２０３の第１搭載部２４に３個のモータリレー用ＭＯＳ４５が搭載される。また、第２搭載部２５に６個のインバータ用ＭＯＳ４４のうち３個が１列に配置され、そのコネクタ３５側に２個の電源リレー用ＭＯＳ４３が配置される。そして、第１搭載部２４と第２搭載部２５との間で第１搭載部２４と短手方向の軸に対して略対称に形成される第３搭載部２６に、残り３個のインバータ用ＭＯＳ４４が搭載される。

第１搭載部２４に搭載されるモータリレー用ＭＯＳ４５と第３搭載部２６に搭載されるインバータ用ＭＯＳ４４とは、リード部４６が向かい合うように近接して配置される。
この実施形態では、モータリレー用ＭＯＳ４５に近接して配置される３個のインバータ用ＭＯＳ４４について、モータリレー用ＭＯＳ４５との配線距離を短縮し、配線インピーダンスを低減することができる。よって、電力ロスを低減することができる。

（その他の実施形態）
（ア）本発明のモータ駆動装置は、三相の交流モータに限らず、四相以上の多相交流モータに適用されてもよい。
（イ）第２搭載部が基準面に対して傾斜する２列の搭載部から構成される場合、第１列と第２列とが同方向に傾斜し、断面形状がのこぎり状となるように形成されてもよい。
（ウ）（削除）

（エ）上記実施形態では、ＭＯＳ４３、４４、４５は、ヒートシンク２０１等に搭載される側に露出電極を有しており、ヒートシンク２０１等との絶縁のために絶縁放熱シート４７を用いている。その他の実施形態では、絶縁放熱シートに代えて、絶縁性の接着剤や他の絶縁層形成部材を用いてもよい。或いは、露出電極を有しないフルモールドタイプのＭＯＳを用いることにより、絶縁放熱シート等を使用しなくてもよい。

（オ）「半導体スイッチング素子」は、ＭＯＳＦＥＴ以外の電界効果トランジスタ、バイポーラトランジスタ、絶縁ゲートバイポーラトランジスタ（ＩＧＢＴ）等でもよい。
（カ）上記実施形態では、車両の電動パワーステアリング装置に適用されるＥＣＵについて説明したが、本発明のモータ駆動装置は、他の用途のモータに適用されてもよい。

以上、本発明はこのような実施形態に限定されるものではなく、発明の趣旨を逸脱しない範囲において、種々の形態で実施することができる。

１ ・・・電動パワーステアリング装置、
２ ・・・モータユニット駆動装置、
３ ・・・ＥＣＵ（モータ駆動装置）、
８ ・・・モータＡｓｓｙ、
２０１、２０２、２０３・・・ヒートシンク、
２１ ・・・基準面、
２２ ・・・端部（一方の端部）、
２４ ・・・第１搭載部、
２５ ・・・第２搭載部、
２５１ ・・・（第２搭載部の）第１列、
２５２ ・・・（第２搭載部の）第２列、
２９ ・・・端部（他方の端部）、
３０ ・・・制御及びパワー基板（基板）、
３５ ・・・コネクタ、
４００ ・・・インバータ回路、
４３ ・・・電源リレー用ＭＯＳ（電源リレー用半導体スイッチング素子）、
４４ ・・・インバータ用ＭＯＳ（インバータ用半導体スイッチング素子）、
４５ ・・・モータリレー用ＭＯＳ（モータリレー用半導体スイッチング素子）、
４６ ・・・リード部、
５１ ・・・モータ端子、
８０ ・・・モータ部。

Claims (8)

1. 直流電流をｎ相交流電流（ｎは３以上の自然数）に変換してｎ相交流モータを駆動するモータ駆動装置であって、
   インバータ回路の上下アームを構成する２ｎ個のインバータ用半導体スイッチング素子と、
   前記インバータ回路の出力側に設けられ、モータへの電流供給経路を遮断可能なｎ個のモータリレー用半導体スイッチング素子と、
   前記インバータ用半導体スイッチング素子および前記モータリレー用半導体スイッチング素子が搭載され、発熱を受容可能なヒートシンクと、
   前記インバータ用半導体スイッチング素子および前記モータリレー用半導体スイッチング素子のリード部が電気的に接続される基板と、
   を備え、
   当該モータ駆動装置の駆動を制御するための制御用電子部品を１枚の前記基板に設けており、
   ｎ個の前記モータリレー用半導体スイッチング素子は、前記ヒートシンクの一方の端部に沿って形成される第１搭載部に搭載され、
   ２ｎ個の前記インバータ用半導体スイッチング素子のうち少なくともｎ個の前記インバータ用半導体スイッチング素子は、前記ヒートシンクの一方の端部から他方の端部に向かって前記第１搭載部と直交する方向に形成される第２搭載部に搭載され、
   前記第１搭載部および前記第２搭載部は、Ｔ字形を呈していることを特徴とするモータ駆動装置。
2. 前記ヒートシンクの前記第２搭載部は互いに平行な２列の搭載部から構成され、
   ２ｎ個の前記インバータ用半導体スイッチング素子は、ｎ個ずつ２列に配置されることを特徴とする請求項１に記載のモータ駆動装置。
3. 直流電源から前記インバータ回路への電流供給経路を遮断可能な電源リレー用半導体スイッチング素子を備え、
   当該電源リレー用半導体スイッチング素子は、前記第２搭載部の前記第１搭載部と反対側に搭載され、リード部が前記基板に電気的に接続されることを特徴とする請求項１または２に記載のモータ駆動装置。
4. 前記ヒートシンクの前記第１搭載部は、前記ヒートシンクの前記基板と平行な基準面に対して傾斜して形成されることを特徴とする請求項１〜３のいずれか一項に記載のモータ駆動装置。
5. 前記モータリレー用半導体スイッチング素子を前記基板に投影する空間内に、前記基板とモータとを接続するモータ端子が設けられることを特徴とする請求項４に記載のモータ駆動装置。
6. 前記ヒートシンクの前記第２搭載部は、前記ヒートシンクの前記基板と平行な基準面に対して傾斜して形成されることを特徴とする請求項１〜５のいずれか一項に記載のモータ駆動装置。
7. 前記ヒートシンクの前記第２搭載部は、互いに隣接する側が相対的に高くなるように前記基準面に対して傾斜して形成される２列の搭載部から構成されることを特徴とする請求項６に記載のモータ駆動装置。
8. 前記基板の前記第１搭載部と反対側の端部に、直流電源が供給されるコネクタを備え、
   前記基板の当該コネクタと前記第２搭載部との間に、前記電源リレー用半導体スイッチング素子の電源側に接続されノイズを平滑化するチョークコイルを備えることを特徴とする請求項６または７に記載のモータ駆動装置。

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