WO2015029630A1 - 電子制御装置 - Google Patents

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WO2015029630A1
WO2015029630A1 PCT/JP2014/068903 JP2014068903W WO2015029630A1 WO 2015029630 A1 WO2015029630 A1 WO 2015029630A1 JP 2014068903 W JP2014068903 W JP 2014068903W WO 2015029630 A1 WO2015029630 A1 WO 2015029630A1
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substrate
switching element
pattern
switching elements
drive circuit
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PCT/JP2014/068903
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Inventor
泰敏 平野
英明 河内
Original Assignee
株式会社ケーヒン
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    • H02M7/537—Conversion of dc power input into ac power output without possibility of reversal by static converters using discharge tubes with control electrode or semiconductor devices with control electrode using devices of a triode or transistor type requiring continuous application of a control signal using semiconductor devices only, e.g. single switched pulse inverters
    • H02M7/5387—Conversion of dc power input into ac power output without possibility of reversal by static converters using discharge tubes with control electrode or semiconductor devices with control electrode using devices of a triode or transistor type requiring continuous application of a control signal using semiconductor devices only, e.g. single switched pulse inverters in a bridge configuration

Definitions

  • the present invention relates to an electronic control device, and more particularly to an electronic control device that controls driving of a driven device such as an electric motor.
  • Patent Document 1 discloses a configuration in which a plurality of switching elements of an H-type bridge circuit, which is a motor drive circuit, is mounted on a substrate with respect to an electronic control device that controls the drive of a motor. Specifically, in the configuration disclosed in Patent Document 1, a heat conduction suppression unit that suppresses conduction of heat generated in the switching element is provided between circuit patterns of the substrate on which each switching element is mounted. By providing the heat conduction suppressing portion in this way, it is possible to reduce thermal interference between switching elements in the H-type bridge circuit.
  • the present invention has been made through the above-described studies, and an object thereof is to provide an electronic control device that can efficiently and reliably dissipate heat generated by a plurality of switching elements of a drive circuit.
  • the present invention has a plurality of switching elements, a drive circuit that drives an electric motor by switching an energization state of the plurality of switching elements, a substrate on which the drive circuit is mounted,
  • the plurality of switching elements are provided on the upstream side of the drive circuit and are mounted on one mounting surface of the board.
  • An element group, and a downstream switching element group that is provided on the electrically downstream side of the drive circuit and mounted on the other mounting surface that is the back surface of the one mounting surface of the substrate, and
  • the first wiring pattern that shares the electrical wiring of the upstream switching element group and the electrical wiring of the downstream switching element group are shared.
  • a second wiring pattern is formed, at least one of said first wiring pattern and the second wiring pattern, and that the solid pattern to the first aspect.
  • the first wiring pattern is formed on the one mounting surface of the substrate, while the second wiring pattern is the other side of the substrate.
  • a second aspect is that both the first wiring pattern and the second wiring pattern are solid patterns formed on the mounting surface.
  • this invention makes it a 3rd aspect that the said 1st wiring pattern and the said 2nd wiring pattern overlap in the direction orthogonal to the said board
  • a switching element included in one of the upstream side switching element group and the downstream side switching element group is placed on the solid pattern. This is the fourth aspect.
  • the present invention provides a displacement so that each of the plurality of switching elements does not overlap in the direction perpendicular to the substrate via the substrate. This is the fifth aspect.
  • the present invention does not connect a terminal connected to the solid pattern among the plurality of terminals of the plurality of switching elements to the solid pattern.
  • a sixth aspect is to have a larger width size than the remaining terminals.
  • the present invention further includes a housing case for housing the substrate on which the drive circuit is mounted, and a resin portion is provided in the housing case.
  • the seventh aspect is to seal the drive circuit and the substrate in the housing case by filling.
  • a drive circuit that has a plurality of switching elements and drives the electric motor by switching the energization state of the plurality of switching elements, and a substrate on which the drive circuit is mounted.
  • the plurality of switching elements are provided on the electrically upstream side of the drive circuit, and the upstream side switching element group mounted on one mounting surface of the substrate, and the drive And a downstream switching element group mounted on the other mounting surface which is provided on the downstream side of the circuit and mounted on the other mounting surface of the circuit board.
  • a second wiring pattern in which the electrical wiring of the downstream side switching element group is shared, and the first wiring pattern is formed.
  • At least one of the line pattern and the second wiring pattern by a solid pattern, it is possible to radiate heat generated by the plurality of switching elements of the drive circuit efficiently and reliably.
  • the wiring patterns of the upstream switching element group and the downstream switching element group can be arranged neatly without being disturbed. Therefore, at least one of the wiring common to the upstream switching element group and the wiring common to the downstream switching element group can be a solid pattern. Thereby, the heat generated by the plurality of switching elements can be efficiently diffused and radiated to the outside.
  • the first wiring pattern is formed on one mounting surface of the substrate, while the second wiring pattern is formed on the other mounting surface of the substrate.
  • both the first wiring pattern and the second wiring pattern are solid patterns, the plurality of switching elements of the drive circuit are formed by the solid patterns of both the first wiring pattern and the second wiring pattern. The generated heat can be further diffused, and the heat generated by the plurality of switching elements of the drive circuit can be radiated more efficiently and reliably.
  • the first wiring pattern and the second wiring pattern are overlapped in a direction orthogonal to the substrate via the substrate, whereby the first wiring pattern and the second wiring pattern are overlapped.
  • the solid pattern on both sides of the pattern it is possible to diffuse the heat generated by the plurality of switching elements of the drive circuit without unnecessarily dispersing while securing the mounting space on the substrate. The generated heat can be radiated more efficiently and reliably.
  • each of the switching elements included in one of the upstream side switching element group and the downstream side switching element group is mounted on the solid pattern, so that the mounting on the substrate is performed. While securing the space, the heat generated by the switching element included in one of the upstream side switching element group and the downstream side switching element group can be diffused in a manner that does not unnecessarily transfer heat to the substrate side. Heat generated by the switching element can be radiated more efficiently and reliably.
  • each of the plurality of switching elements is offset so as not to overlap in the direction orthogonal to the substrate via the substrate, whereby the plurality of switching elements of the drive circuit
  • the heat generated in the driving circuit can be diffused, and the heat generated by the plurality of switching elements of the drive circuit can be radiated more efficiently and reliably.
  • the terminal connected to the solid pattern has a larger width size than the remaining terminals not connected to the solid pattern. Therefore, the heat generated by the plurality of switching elements of the drive circuit can be efficiently transferred to the solid pattern and diffused, and the heat generated by the plurality of switching elements of the drive circuit can be radiated more efficiently and reliably. Can do.
  • the housing further includes a housing case for housing the substrate on which the drive circuit is mounted, and the housing circuit is filled with the resin portion so that the driving circuit and the substrate are accommodated in the housing case.
  • the housing case By being sealed, the heat generated by the plurality of switching elements of the drive circuit can be transferred to the resin portion filled in the housing case and efficiently and reliably radiated from the housing case.
  • FIG. 5 is a top view of a substrate on which a downstream switching element group is mounted on a first mounting surface in a configuration in which the switching elements constituting the drive circuit of the electronic control device in the present embodiment are mounted on the substrate.
  • the switching element which comprises the drive circuit of the electronic control apparatus in this embodiment was mounted in the board
  • FIG. 3B is an enlarged partial cross-sectional view taken along line BB of FIGS.
  • 3A and 3B It is a figure which shows the electricity supply pattern of the upstream switching element group of the drive circuit of the electronic control apparatus in this embodiment, and a downstream switching element group. It is a figure which shows the electricity supply pattern for every phase of the switching element of the drive circuit of the electronic controller in this embodiment.
  • the x-axis, y-axis, and z-axis form a three-axis orthogonal coordinate system, and the z-axis direction corresponds to the vertical direction.
  • FIG. 1A is a perspective view of the electronic control device according to the present embodiment
  • FIG. 1B is a cross-sectional view taken along line AA of FIG. 1A. In FIG. 1B, the stay insertion holes are not shown.
  • the electronic control device 10 mainly includes a drive circuit 20, a substrate 30, a housing case 40, a control unit 50, a resin unit 60, and a connector 70.
  • a drive circuit 20 As shown in FIGS. 1A and 1B, the electronic control device 10 according to the present embodiment mainly includes a drive circuit 20, a substrate 30, a housing case 40, a control unit 50, a resin unit 60, and a connector 70.
  • illustration of the resin part 60 is abbreviate
  • the drive circuit 20 has a plurality of switching elements 101, 102, 103, 104, 105, 106 and a plurality of tall components 23.
  • these components are mounted on the substrate 30 in such a manner that the taller components 23 are arranged on the control unit 50 side than the switching elements 101, 102, 103, 104, 105, 106.
  • the drive circuit 20 is connected to the control unit 50 by electrical wiring (not shown in FIG. 1A and FIG. 1B) formed on the substrate 30, and is a three-phase AC motor that is a driven device according to the control of the control unit 50. Drive.
  • Each of the switching elements 101, 102, 103, 104, 105, and 106 is typically a transistor such as a field effect transistor (FET), and generates heat by switching operation when driving a three-phase AC motor.
  • the switching elements 102, 104, and 106 are mounted on a predetermined region of the first mounting surface 30a of the substrate 30 by soldering.
  • the switching elements 101, 103, 105 are mounted on a predetermined region of the second mounting surface 30b of the substrate 30 by soldering.
  • the switching elements 102, 104, and 106 constitute a downstream switching element group
  • the switching elements 101, 103, and 105 constitute an upstream switching element group.
  • the drive circuit 20 includes components other than the switching elements 101, 102, 103, 104, 105, 106 and the tall component 23, but is not shown. The details of the configuration of the drive circuit 20 including the switching elements 101, 102, 103, 104, 105, and 106 will be described later.
  • the substrate 30 is typically a circuit board such as a glass epoxy substrate, and has a first mounting surface 30a and a second mounting surface 30b which is the back surface of the first mounting surface 30a.
  • the switching elements 102, 104, 106, the control unit 50, and the connector 70 are mounted on the first mounting surface 30a.
  • Switching elements 101, 103, and 105 are mounted on the second mounting surface 30b. Details of the configuration of the substrate 30 will be described later.
  • the housing case 40 is typically made of resin and houses the substrate 30 on which the drive circuit 20, the control unit 50, and the connector 70 are mounted.
  • the housing case 40 has a bag shape having an opening 41 opened to the outside at an end on the negative direction side of the y-axis, and a part of the connector 70 protrudes from the opening 41 to the outside.
  • the opening 41 is provided to insert the substrate 30 into the housing case 40 and to fill the inside with a molten resin material for forming the resin portion 60.
  • the accommodation case 40 is formed integrally with the accommodation case 40 with stays 80 protruding outward from the side wall portions 48 facing each other in the x-axis direction.
  • the stay 80 has an insertion hole 81 that penetrates in the thickness direction.
  • the housing case 40 is attached and fixed to an attachment site such as a vehicle body of a vehicle by a fastening member such as a bolt (not shown) that passes through the insertion hole 81.
  • the control unit 50 is mounted on the first mounting surface 30a of the substrate 30 and controls the operation of the drive circuit 20 such as a switching operation.
  • the control unit 50 is composed of components that generate a smaller amount of heat than the switching elements 101, 102, 103, 104, 105, 106 of the drive circuit 20.
  • the resin part 60 is formed by curing a molten resin material filled in the housing case 40.
  • the resin part 60 seals and fixes a part of the drive circuit 20, the control part 50, the substrate 30 and the connector 70 inside the housing case 40. The details of the functional configuration of the resin portion 50 will be described later.
  • the connector 70 has a fitting portion 70a that is a recess into which a mating connector not shown is fitted, and is provided with a connection terminal not shown.
  • the connector 70 is mounted on the first mounting surface 30 a of the substrate 30 by soldering one end of the connection terminal to the substrate 30. The other end of the connection terminal is exposed to the fitting portion 70a and can be electrically connected to the terminal of the mating connector.
  • FIG. 2 is a schematic diagram showing a circuit configuration of the electronic control device 10 according to the present embodiment.
  • the drive circuit 20 has an upstream switching element group 160 and a downstream switching element group 170, and operates by being supplied with a direct current from a power supply 56 that is a direct current power supply.
  • the upstream switching element group 160 is electrically provided upstream in the drive circuit 20 and is configured by switching elements 101, 103, and 105.
  • the downstream side switching element group 170 is electrically provided on the downstream side in the drive circuit 20 and includes switching elements 102, 104, and 106.
  • the electrical upstream side in the drive circuit 20 refers to the high potential side electrically connected to the positive potential side of the power source 56
  • the electrical downstream side in the drive circuit 20 refers to the negative side of the power source 56.
  • the low potential side electrically connected to the potential side.
  • the switching elements 101, 102, 103, 104, 105, 106 have a configuration in which a three-phase bridge is connected, and each of the energization states is switched according to the control signal of the control unit 50, and the direct current supplied from the power source 56 Are converted into three-phase alternating currents each consisting of a rectangular wave, and the three-phase alternating currents are supplied to the three-phase alternating current motor 90.
  • the switching elements 101, 102, 103, 104, 105, and 106 are illustrated as N-type MOSFETs (Metal-Oxide-Semiconductor Field-Effect Transistors), respectively.
  • the drive circuit 20 includes a pair of switching elements 101 and 102, a pair of switching elements 103 and 104, and a pair of switching elements 105 for each of the three phases of the U phase, the V phase, and the W phase. , 106 corresponding to each other. That is, the switching element 101 and the switching element 102 are electrically connected corresponding to the U phase, the switching element 103 and the switching element 104 are electrically connected corresponding to the V phase, and correspond to the W phase. Thus, the switching element 105 and the switching element 106 are electrically connected.
  • the switching element 101 includes a control connection terminal electrically connected to the command unit 52, a power supply connection terminal which is one terminal electrically connected to the high potential side of the power supply 56 via the power supply connection line 111a, And the output connection terminal which is the other terminal electrically connected to the connection terminal 94 of the switching element 102 and the three-phase AC motor 90 via the output connection line 113.
  • the switching element 102 includes a control connection terminal electrically connected to the command unit 52, a power supply connection terminal which is the other terminal electrically connected to the low potential side of the power supply 56 via the power connection line 112a, And an output connection terminal which is one terminal electrically connected to the connection terminal 94 of the switching element 101 and the three-phase AC motor 90 via the output connection line 113.
  • the switching element 103 includes a control connection terminal electrically connected to the command unit 52, a power supply connection terminal which is one terminal electrically connected to the high potential side of the power supply 56 via the power supply connection line 111b, An output connection terminal which is the other terminal electrically connected to the connection terminal 96 of the switching element 104 and the three-phase AC motor 90 via the output connection line 114.
  • the switching element 104 includes a control connection terminal electrically connected to the command unit 52, a power supply connection terminal which is the other terminal electrically connected to the low potential side of the power supply 56 via the power supply connection line 112b, And an output connection terminal which is one terminal electrically connected to the connection terminal 96 of the switching element 103 and the three-phase AC motor 90 via the output connection line 114.
  • the switching element 105 includes a control connection terminal electrically connected to the command unit 52, a power supply connection terminal which is one terminal electrically connected to the high potential side of the power supply 56 via the power supply connection line 111c, And an output connection terminal which is the other terminal electrically connected to the connection terminal 95 of the switching element 106 and the three-phase AC motor 90 via the output connection line 115.
  • the switching element 106 includes a control connection terminal electrically connected to the command unit 52 and a power supply connection terminal which is the other terminal electrically connected to the low potential side of the power supply 56 via the power supply connection line 112c. And an output connection terminal which is one terminal electrically connected to the connection terminal 95 of the switching element 105 and the three-phase AC motor 90 via the output connection line 115.
  • the switching elements 101, 102, 103, 104, 105, 106 having such a configuration are turned on / off according to a predetermined control signal applied from the command unit 52 to their control connection terminals, and are in an on state. When the current flows from one terminal to the other.
  • the control connection terminal, the power supply connection terminal, and the output connection terminal are not shown, and the details of the configuration will be described later with reference to FIGS. 3A to 3C.
  • the control unit 50 includes a determination unit 51 and a command unit 52 as functional blocks, and a U-phase coil 91, a V-phase coil 92, and a W-phase coil 93 in the three-phase AC motor 90 are not shown.
  • Switching control for switching between the ON state and the OFF state of each of the switching elements 101, 102, 103, 104, 105, 106 based on the detection signal of the phase sensor 55 that carries information on the rotation angle (rotation position) of the rotor.
  • a program that causes the determination unit 51 and the command unit 52 to function as functional blocks is stored in advance in a memory (not shown).
  • the determination unit 51 determines, based on the detection signal detected by the phase sensor 55, the phase angle of the rotor with respect to the stator provided with a magnet group (not shown) in any of the three-phase AC motors 90, that is, the three-phase AC motor. 90, and based on these, the energization pattern of the switching elements 101, 102, 103, 104, 105, 106 in the next phase angle range of the three-phase AC motor 90 is determined, and the command unit 52 A signal carrying the result of determination is sent to.
  • the command unit 52 is electrically connected to the control connection terminal of each switching element 101, 102, 103, 104, 105, 106, and according to the transmission signal from the determination unit 51, the switching element 101, 102, 103, 104, 105 , 106 are applied to the control connection terminals 106 and 106, respectively, so that they are turned on / off correspondingly.
  • the three-phase AC motor 90 which is a driven device of the electronic control device 10 includes a three-phase coil including a U-phase coil 91, a V-phase coil 92, and a W-phase coil 93. And a magnet group arranged on the surrounding stator side, and is driven by the drive circuit 20 being supplied with a drive current that is a three-phase alternating current.
  • the U-phase coil 91 has a connection terminal 94 that is electrically connected to the other terminal of the U-phase switching element 101 and one terminal of the U-phase switching element 102.
  • the V-phase coil 92 has a connection terminal 95 electrically connected to the other terminal of the V-phase switching element 103 and one terminal of the V-phase switching element 104.
  • the W-phase coil 93 has a connection terminal 95 electrically connected to the other terminal of the W-phase switching element 105 and one terminal of the W-phase switching element 106.
  • the phase sensor 55 is typically a magnetic sensor using a Hall element or a magnetoresistive element provided in the three-phase AC motor 90, and the rotor of the rotor with respect to the stator provided with the magnet group of the three-phase AC motor 90 is provided.
  • the rotation angle (rotation position) is detected as a voltage signal that changes in time series, and the detection signal is sent to the determination unit 51 of the control unit 50.
  • a detection signal is a voltage signal in which high level and low level voltage levels appear alternately every 180 degrees, typically at the rotation angle of the rotor, and a U-phase coil 91 and a V-phase coil provided in the rotor. 92 and a three-phase voltage signal having different phases according to the rotational position of each of the W-phase coils 93.
  • FIG. 3A illustrates the downstream switching element group 170 in the configuration in which the switching elements 101, 102, 103, 104, 105, and 106 that configure the drive circuit 20 of the electronic control device 10 in this embodiment are mounted on the substrate 30.
  • FIG. 3B is a top view of the substrate 30 mounted on one mounting surface 30a, and FIG. 3B shows the switching elements 101, 102, 103, 104, 105, and 106 constituting the drive circuit 10 of the electronic control device according to this embodiment.
  • 6 is a bottom view of the substrate 30 in which the upstream switching element group 160 is mounted on the second mounting surface 30b in the configuration mounted in FIG. 3C is an enlarged partial cross-sectional view taken along line BB of FIGS. 3A and 3B.
  • the first mounting surface 30 a of the substrate 30 is provided with the power connection pattern portion 112 and the output connection pattern portions 113 a, 114 a, 115 a, and the second mounting surface 30 a of the substrate 30.
  • a power connection pattern portion 111 and output connection pattern portions 113b, 114b, and 115b are provided on the mounting surface 30b.
  • the protective layers provided on the first mounting surface 30a and the second mounting surface 30b are not shown.
  • the power connection pattern portion 111 (first power connection pattern portion) is electrically connected to the high potential side of the power source 56, and the switching elements 101, 103, A single conductive solid pattern made of copper or the like shared by 105 is formed on the second mounting surface 30 b of the substrate 30. That is, the power connection pattern portion 111 includes a power connection line 111 a that electrically connects the high potential side of the power source 56 and the power connection terminal 131 of the switching element 101, and a power connection terminal of the high potential side of the power source 56 and the power connection terminal of the switching element 103.
  • the power supply connection line 111b that electrically connects 133 and the power supply connection line 111c that electrically connects the high potential side of the power supply 56 and the power supply connection terminal 135 of the switching element 105 are common to a single conductive pattern. Are formed as a solid pattern, which also functions as a heat sink.
  • the power supply connection pattern part 112 (second power supply connection pattern part) is electrically connected to the low potential side of the power supply 56, and the switching elements 102, 104, 106 of the downstream side switching element group 170 are connected to each other. It is formed on the first mounting surface 30 a of the substrate 30 as a single conductive solid pattern made of copper or the like to be shared. That is, the power connection pattern portion 112 includes the power connection line 112 a that electrically connects the low potential side of the power source 56 and the power connection terminal 132 of the switching element 102, and the power connection terminal of the low potential side of the power source 56 and the power connection terminal of the switching element 104.
  • the power supply connection line 112b that electrically connects the power supply line 134 and the power supply connection line 112c that electrically connects the low potential side of the power supply 56 and the power supply connection terminal 136 of the switching element 106 are common to a single conductive pattern. Are formed as a solid pattern, which also functions as a heat sink.
  • the control connection terminal 143 of the switching element 102, the control connection terminal 147 of the switching element 104, and the control connection terminal 151 of the switching element 106 are formed on the first mounting surface 30a of the substrate 30. In order to route the wiring toward the corresponding wiring pattern, it has a cutout portion correspondingly cut out.
  • the power connection pattern portion 111 is typically rectangular in a top view, and the switching elements 101, 103, and 105 of the upstream switching element group 160 are not protruded from the surface thereof. It is preferable to have a size larger than the size. As a result, heat is transferred to the power connection pattern portion 111 while suppressing the heat generated when the switching elements 101, 102, 103, 104, 105, and 106 generate heat during operation from being directly transferred to the substrate 30. The generated heat is diffused and transferred to the resin part 60 existing around them.
  • the power connection pattern portion 112 is typically rectangular when viewed from above, and preferably has a size equivalent to the size of the power connection pattern portion 111.
  • the power connection pattern portion 111 and the power connection pattern portion 112 are opposed to each other in the vertical direction so that the vertices thereof coincide with each other through the substrate 30 when viewed from above. This ensures a larger size of the power connection pattern portions 111 and 112 in a limited space on the substrate 30.
  • the output connection pattern portions 113a, 114a, 115a correspond to the output connection terminals 142, 146, 150 of the switching elements 101, 103, 105 of the upstream side switching element group 160 and the connection terminals 94, 95, 96 of the three-phase AC motor 90.
  • connection terminal of the connector 70 and the corresponding output connection pattern portions 113b, 114b. , 115b a plurality of through holes 121 for electrical connection are formed.
  • the output connection pattern portions 113b, 114b, 115b are connected to the output connection terminals 144, 148, 152 of the switching elements 102, 104, 106 of the downstream side switching element group 170 and the connection terminals 94, 95 of the three-phase AC motor 90, respectively.
  • the second mounting surface of the substrate 30 as a conductive solid pattern made of copper or the like corresponding to each of the switching elements 101, 103, 105 of the upstream side switching element group 160. 30b.
  • a plurality of terminals for electrical connection with the connection terminals of the connector 70 and the corresponding output connection pattern portions 113a, 114a, and 115a are provided in the end region in the positive direction of the y-axis of the output connection pattern portions 113b, 114b, and 115b.
  • Each through hole 121 is formed.
  • the output connection pattern portions 113b, 114b, and 115b are connected to the control connection terminal 141 of the switching element 101, the control connection terminal 145 of the switching element 103, and the control connection terminal 149 of the switching element 105 on the second mounting surface of the substrate 30. In order to route the wiring pattern toward the corresponding wiring pattern formed on 30b, a part thereof is cut out correspondingly.
  • each of the output connection pattern portions 113a, 114a, and 115a is typically rectangular in a top view, and the switching elements 102, 104, and 106 of the downstream side switching element group 170 are arranged on the surface thereof. It is preferable to have a size larger than those so as not to protrude. As a result, the output connection pattern portions 113a, 114a, 114a, 114a, 114a, 114a, 114a, The heat transferred to 115a is diffused and transferred to the resin portion 60 existing around them.
  • the output connection pattern portions 113b, 114b, and 115b preferably have a size equivalent to the size of the corresponding output connection pattern portions 113a, 114a, and 115a.
  • the output connection pattern portions 113a, 113b, 114a, 114b, 115a, and 115b face each other in the vertical direction so as to coincide with each other via the substrate 30 in a top view. It is preferable. This ensures a larger size of the output connection pattern portions 113a, 113b, 114a, 114b, 115a, and 115b in a limited space on the substrate 30.
  • the output connection pattern portion 113a and the output connection pattern portion 113b include an output connection line 113 that supplies a drive current to the U-phase coil 91 of the three-phase AC motor 90 from the pair of U-phase switching elements 101 and 102. It is formed as a solid pattern configured in cooperation.
  • the output connection pattern portion 114a and the output connection pattern portion 114b cooperate with the output connection line 114 that supplies a drive current to the V-phase coil 92 of the three-phase AC motor 90 from the pair of V-phase switching elements 103 and 104. It is formed as a solid pattern configured as described above.
  • the output connection pattern portion 115a and the output connection pattern portion 115b cooperate with the output connection line 115 that supplies a drive current to the W-phase coil 93 of the three-phase AC motor 90 from the pair of W-phase switching elements 105 and 106. It is formed as a solid pattern configured as described above.
  • the heat transferred to the substrate 30 is suppressed while suppressing direct heat transfer to the substrate 30.
  • One may be a solid pattern.
  • the switching element 101 is placed on the power supply connection pattern unit 111, soldered to a wiring pattern (not shown) formed on the second mounting surface 30b of the substrate 30, and a command from the control unit 50 via the solder pattern.
  • a control connection terminal 141 electrically connected to the section 52, a power connection terminal 131 soldered to the power connection pattern section 111 and electrically connected to the high potential side of the power supply 56 via the control connection terminal 141, and an output And an output connection terminal 142 that is soldered to the connection pattern portion 113 b and electrically connected to the U-phase coil 91 via the connection terminal 94.
  • the switching element 102 is mounted on the output connection pattern portion 113a, soldered to a wiring pattern (not shown) formed on the first mounting surface 30a of the substrate 30, and the command of the control unit 50 is passed therethrough.
  • a control connection terminal 143 electrically connected to the unit 52, a power connection terminal 132 soldered to the power connection pattern unit 112 and electrically connected to the low potential side of the power source 56 via the control connection terminal 143, an output And an output connection terminal 144 that is soldered to the connection pattern portion 113 a and electrically connected to the U-phase coil 91 via the connection terminal 94.
  • the switching element 103 is placed on the power supply connection pattern unit 111, soldered to a wiring pattern (not shown) formed on the second mounting surface 30b of the substrate 30, and a command from the control unit 50 via the solder pattern.
  • a control connection terminal 145 electrically connected to the section 52, a power connection terminal 133 soldered to the power connection pattern section 111 and electrically connected to the high potential side of the power supply 56 via the control connection terminal 145, an output And an output connection terminal 146 that is soldered to the connection pattern portion 114 b and electrically connected to the V-phase coil 92 via the connection terminal 96.
  • the switching element 104 is placed on the output connection pattern portion 114a, soldered to a wiring pattern (not shown) formed on the first mounting surface 30a of the substrate 30, and the command of the control unit 50 is passed therethrough.
  • a control connection terminal 147 electrically connected to the unit 52, a power connection terminal 134 soldered to the power connection pattern unit 112 and electrically connected to the low potential side of the power source 56 via the control connection terminal 147, an output And an output connection terminal 148 that is soldered to the connection pattern portion 114 a and electrically connected to the V-phase coil 92 via the connection terminal 96.
  • the switching element 105 is mounted on the power supply connection pattern unit 111 and soldered to a wiring pattern (not shown) formed on the second mounting surface 30b of the substrate 30, and the command of the control unit 50 is passed therethrough.
  • a control connection terminal 149 electrically connected to the unit 52, a power connection terminal 135 soldered to the power connection pattern unit 111 and electrically connected to the high potential side of the power source 56 via the control connection terminal 149, an output And an output connection terminal 150 which is soldered to the connection pattern portion 115 b and electrically connected to the W-phase coil 93 via the connection terminal 95.
  • the switching element 106 is placed on the output connection pattern portion 115a, soldered to a wiring pattern (not shown) formed on the first mounting surface 30a of the substrate 30, and a command from the control unit 50 via the solder pattern.
  • a control connection terminal 151 electrically connected to the section 52, a power connection terminal 136 soldered to the power connection pattern section 112 and electrically connected to the low potential side of the power supply 56 via the control connection terminal 151, an output And an output connection terminal 152 that is soldered to the connection pattern portion 115 a and electrically connected to the W-phase coil 93 via the connection terminal 95.
  • the power connection terminals 131, 133, 135, the control connection terminals 141, 145, 149, and the output connection terminals 142, 146, 150 are all terminals obtained by processing a flat metal plate, and their extending directions
  • the width in the direction of the x-axis orthogonal to the power supply terminals 131, 133, and 135 is preferably the largest.
  • the power connection terminals 132, 134, 136, the control connection terminals 143, 147, 151 and the output connection terminals 144, 148, 152 are all terminals obtained by processing a flat metal plate, and extend in the extending direction thereof.
  • the width in the direction of the orthogonal x axis is preferably the largest for the output connection terminals 144, 148, 152.
  • the power connection terminals 131, 132, 133, 134, 135, and 136 and the output connection terminals 142, 144, 146, 148, 150, and 152 the corresponding power connection pattern portions 111 and 112 and the output connection pattern portion 113a, Of 113b, 114a, 114b, 115a, and 115b, it is preferable to increase the size corresponding to a solid pattern that diffuses heat and transfers heat.
  • the power connection terminals 131, 132, 133, 134, 135, 136 and the output connection terminals 142, 144, 146, 148, 150, 152 disperse heat to correspond to the power connection pattern portions 111, 112 and the output connection.
  • the upstream side switching element group 160 and the downstream side switching element group 170 are positions that do not overlap in the vertical direction, and the power connection pattern portion 111, the output connection pattern portion 113a, the output connection pattern portion 114a, and the output connection pattern portion 115a. It is mounted corresponding to the above and mounted on the substrate 30. Thereby, in particular, the power supply connection terminal 131 and the output connection terminal 142 of the switching element 101, the power supply connection terminal 133 and the output connection terminal 146 of the switching element 103, and the power supply connection terminal 135 and the output connection terminal 150 of the switching element 105 are switched.
  • the power supply connection terminal 132 and the output connection terminal 144 of the element 102, the power supply connection terminal 134 and the output connection terminal 148 of the switching element 104, and the power supply connection terminal 136 and the output connection terminal 152 of the switching element 106 are respectively in the vertical direction. It is preferable that they are arranged at positions that do not overlap with each other. Accordingly, the power supply pattern portions 111 and 112 and the output connection pattern portions 113a and 113b corresponding to the switching elements 101, 102, 103, 104, 105, and 106 are distributed in a manner in which the heat generated when the switching elements 101, 102, 103, 104, 105, and 106 are operated is dispersed. 114a, 114b, 115a, 114b.
  • the upstream switching element group 160 may be placed on the corresponding output connection pattern portion, and the downstream switching element group 170 may be placed on a single power supply connection pattern portion.
  • FIG. 4A is a diagram showing energization patterns of the upstream side switching element group 160 and the downstream side switching element group 170 of the drive circuit 20 of the electronic control apparatus 10 in the present embodiment
  • FIG. 4B is an electronic control apparatus in the present embodiment. It is a figure which shows the electricity supply pattern for every phase of switching element 101,102,103,104,105,106 of the drive circuit 20 of ten.
  • the control unit 50 has the energization patterns shown in FIGS. 4A and 4B, and the control connection terminals 141, 143, 145, and the switching elements 101, 102, 103, 104, 105, 106.
  • control signals composed of a high level and a low level are applied to 147, 149, 151, respectively.
  • the U-phase pair of switching elements 101 and 102 is preferably driven with an energization pattern in which one of them is turned on and the other is turned off.
  • the switching element 101 is in an off state while the switching element 102 is in an on state.
  • the switching element 101 is in the on state, and the switching element 102 is in the off state.
  • the V-phase pair of switching elements 103 and 104 are preferably driven with an energization pattern in which one of them is turned on and the other is turned off.
  • the switching element 103 is in an off state, while the switching element 104 is in an on state.
  • the switching element 103 is in the on state, and the switching element 104 is in the off state.
  • the W-phase pair of switching elements 105 and 106 are preferably driven with an energization pattern in which one of them is turned on and the other is turned off.
  • the switching element 105 is on, while the switching element 106 is off.
  • the switching element 105 is in an off state, while the switching element 106 is in an on state.
  • heat generated in the switching elements 101, 103, and 105 constituting the upstream side switching element group 160 is transferred to the resin part 60 existing around them, and the power connection pattern part 111 and the output connection pattern part. Heat is transferred to 113b, 114b, and 115b. Then, the heat transferred to the power connection pattern portion 111 and the output connection pattern portions 113b, 114b, and 115b is transferred to the resin portion 60 existing around them. The heat transferred to the resin part in this way is transferred to the housing case 40 and radiated to the outside through the heat.
  • the heat generated in the switching elements 102, 104, and 106 constituting the downstream side switching element group 170 is transferred to the resin part 60 existing around them, and the power connection pattern part 112 and the output connection pattern part. Heat is transferred to 113a, 114a, and 115a. Then, the heat transferred to the power connection pattern portion 112 and the output connection pattern portions 113a, 114a, and 115a is transferred to the resin portion 60 existing around them. The heat transferred to the resin part in this way is transferred to the housing case 40 and radiated to the outside through the heat.
  • the power connection pattern portion 111 is a power connection line 111 a that electrically connects the high potential side of the power source 56 and the power connection terminal 131 of the switching element 101, and a power connection between the high potential side of the power source 56 and the switching element 103.
  • the power connection line 111b that electrically connects the terminal 133 and the power connection line 111c that electrically connects the high potential side of the power source 56 and the power connection terminal 135 of the switching element 105 in a single conductive pattern.
  • the power connection pattern portion 112 is formed as a solid pattern in common, and the power connection pattern portion 112 includes a power connection line 112a that electrically connects the low potential side of the power source 56 and the power connection terminal 132 of the switching element 102, a power source Power supply connection line 112b for electrically connecting the low potential side of 56 and the power supply connection terminal 134 of the switching element 104;
  • the power connection line 112c that electrically connects the low potential side of 56 and the power connection terminal 136 of the switching element 106 is formed as a solid pattern by combining them into a single conductive pattern. The heat transferred to them is diffused and transferred to the resin part 60 existing around them.
  • the output connection pattern portion 113a and the output connection pattern portion 113b include an output connection line 113 that supplies a drive current to the U-phase coil 91 of the three-phase AC motor 90 from the pair of U-phase switching elements 101 and 102.
  • the output connection pattern portion 114a and the output connection pattern portion 114b are formed from a pair of V-phase switching elements 103, 104 to a V-phase coil of the three-phase AC motor 90.
  • the output connection line 114 for supplying the drive current to 92 is formed as a solid pattern, and the output connection pattern portion 115a and the output connection pattern portion 115b are a pair of W-phases.
  • a driving current is supplied from the switching elements 105 and 106 to the W-phase coil 93 of the three-phase AC motor 90. Since in which a force connection lines 115 are formed as solid patterns constituting cooperate diffuse to transfer heat them heat transfer thermal to the resin portion 60 existing around them.
  • the size of the output connection terminals 144, 148, 152 is the largest among the power connection terminals 132, 134, 136, the control connection terminals 143, 147, 151, and the output connection terminals 144, 148, 152, Since the contact area with respect to the output connection pattern portions 113a, 114a, and 115a at the planar contact portions of the output connection terminals 144, 148, and 152 is increased, their thermal resistance is reduced, and the switching elements 102, 104, A large amount of heat generated during the operation of the heat transfer 106 is transferred to the output connection pattern portions 113a, 114a, and 115a that do not overlap the power supply connection pattern portion 111 in the vertical direction.
  • the substrate 30 on which the switching elements 101, 102, 103, 104, 105, 106, the tall component 23, the control unit 50, and the connector 70 are mounted is housed in the housing case 40 from the opening 41 of the housing case 40. .
  • the switching elements 102, 104, 106, the tall component 23, and the control unit 50 are mounted on the first mounting surface 30a of the substrate 30 by soldering, and the switching element 101 is mounted on the second mounting surface 30b of the substrate 30. , 103, 105 are mounted by soldering.
  • connection terminal 71 of the connector 70 is soldered to the substrate 30, and the connector 70 is mounted on the first mounting surface 30 a of the substrate 30.
  • a flowable resin material is introduced into the housing case 40 from the opening 41 and filled, and then cured, so that the switching elements 101, 102, 103, 104, 105, 106, the tall component 23, the substrate 30, the control unit 50, and a part of the connector 70 are sealed and fixed in the housing case 40 to obtain the electronic control device 10.
  • the plurality of switching elements 101, 102, 103, 104, 105, and 106 are provided, and the energization states of the plurality of switching elements 101, 102, 103, 104, 105, and 106 are switched.
  • the electronic control device 10 that drives and controls the electric motor 90 including the drive circuit 20 that drives the electric motor and the board 30 on which the drive circuit 20 is mounted a plurality of switching elements 101, 102, 103, 104, 105 and 106 are provided on the electrically upstream side of the drive circuit 20, and are provided on the upstream side switching element group 160 mounted on one mounting surface 30 b of the substrate 20 and on the electrically downstream side of the drive circuit 20.
  • the downstream switch mounted on the other mounting surface 30a which is the back surface of the one mounting surface 30b of the substrate 30 is also provided.
  • the first wiring pattern 111 is formed on one mounting surface 30 b of the substrate 30, while the second wiring pattern 112 is formed on the other mounting surface 30 b of the substrate 30. Since both the first wiring pattern 111 and the second wiring pattern 112 are solid patterns, the driving circuit is a solid pattern of both the first wiring pattern 111 and the second wiring pattern 112.
  • the heat generated by the plurality of switching elements 101, 102, 103, 104, 105, 106 can be further diffused, and is generated in the plurality of switching elements 101, 102, 103, 104, 105, 106 of the drive circuit 20. Heat can be radiated more efficiently and reliably.
  • the first wiring pattern 111 and the second wiring pattern 112 are overlapped in the direction orthogonal to the substrate 30 via the substrate 30, so that the first wiring pattern 111 and the second wiring pattern 112 are overlapped.
  • the solid patterns on both of the two wiring patterns 112 unnecessarily disperse the heat generated by the plurality of switching elements 101, 102, 103, 104, 105, and 106 of the drive circuit 20 while securing a mounting space on the substrate 30. Therefore, the heat generated in the plurality of switching elements 101, 102, 103, 104, 105, and 106 of the drive circuit 20 can be radiated more efficiently and reliably.
  • each of the switching elements 101, 103, and 105 included in one of the upstream side switching element group 160 and the downstream side switching element group 170 is placed on the solid patterns 111 and 112.
  • the heat generated by the plurality of switching elements 101, 102, 103, 104, 105, and 106 of the drive circuit 20 is diffused in a manner that does not unnecessarily transfer to the substrate side while securing the mounting space on the substrate 30.
  • the heat generated in the plurality of switching elements 101, 102, 103, 104, 105, 106 of the drive circuit 20 can be radiated more efficiently and reliably.
  • each of the plurality of switching elements 101, 102, 103, 104, 105, 106 is connected to the substrate 30 via the substrate 30.
  • the heat generated by the plurality of switching elements 101, 102, 103, 104, 105, 106 of the drive circuit 20 can be diffused, and the drive circuit 20
  • the heat generated by the plurality of switching elements 101, 102, 103, 104, 105, 106 can be radiated more efficiently and reliably.
  • the housing case 40 that houses the substrate 30 on which the drive circuit 20 is mounted is further included, and the housing portion 40 is filled with the resin portion 60 to fill the drive circuit 20 and the substrate. 30 is sealed in the housing case 40, so that heat generated in the plurality of switching elements 101, 102, 103, 104, 105, 106 of the drive circuit 20 is transferred to the resin part 60 filled in the housing case 40.
  • heat can be radiated more efficiently and reliably than the housing case 40.
  • the shape, type, arrangement, number, and the like of the members are not limited to the above embodiments, and the constituent elements of the present invention are appropriately replaced with those having the same operational effects. Of course, it can be appropriately changed without departing from the above.
  • the present invention can provide an electronic control device that controls driving of a driven device such as a motor, and is widely applied to an electronic control device such as a motorcycle because of its general-purpose personality. It is expected that it can be done.

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Abstract

　電子制御装置（１０）において、基板（３０）には、上流側スイッチング素子群（１０１、１０３、１０５）の電気配線（１１１ａ、１１１ｂ、１１１ｃ）を共通化した第１の配線パターン（１１１）と、下流側スイッチング素子群（１０２、１０４、１０６）の電気配線（１１２ａ、１１２ｂ、１１２ｃ）を共通化した第２の配線パターン（１１２）と、が形成され、第１の配線パターン（１１１）及び第２の配線パターン（１１２）の少なくとも一方が、ベタパターンである。

Description

電子制御装置
　本発明は、電子制御装置に関し、特に、電動モータ等の被駆動機器の駆動を制御する電子制御装置に関する。
　近年、自動車等の車両に搭載された電動モータを、モータ駆動回路により駆動制御する電子制御装置が提案されている。
　かかる状況において、特許文献１は、モータの駆動を制御する電子制御装置に関し、モータ駆動回路であるＨ型ブリッジ回路の複数のスイッチング素子を基板に実装する構成を開示する。詳しくは、特許文献１が開示する構成では、各スイッチング素子を実装した基板の回路パターンの間に、スイッチング素子で生ずる熱の伝導を抑制する熱伝導抑制部が設けられている。このように熱伝導抑制部を設けることにより、Ｈ型ブリッジ回路におけるスイッチング素子間の熱干渉を低減することができる。
特開２０１１－２３５９３号公報
　しかしながら、本発明者の検討によれば、特許文献１の構成では、駆動回路を動作させる際の条件や環境によっては、各スイッチング素子で生じた熱が熱伝導抑制部により充分に拡散されないため、スイッチング素子の周辺の温度が却って局所的に上昇してしまい、スイッチング素子間に熱干渉が発生する可能性があることが判明した。
　つまり、現状では、駆動回路の複数のスイッチング素子で生じた熱を効率よく確実に放熱できる新規な構成の電子制御装置の実現が待望された状況にある。
　本発明は、以上の検討を経てなされたもので、駆動回路の複数のスイッチング素子で生じた熱を効率よく確実に放熱することができる電子制御装置を提供することを目的とする。
　以上の目的を達成すべく、本発明は、複数のスイッチング素子を有し、前記複数のスイッチング素子の通電状態を切り替えることにより電動モータを駆動する駆動回路と、前記駆動回路を実装する基板と、を備えた前記電動モータを駆動制御する電子制御装置において、前記複数のスイッチング素子は、前記駆動回路の電気的に上流側に設けられると共に、前記基板の一方の実装面に実装される上流側スイッチング素子群と、前記駆動回路の電気的に下流側に設けられると共に、前記基板の前記一方の実装面の裏面である他方の実装面に実装される下流側スイッチング素子群と、を構成し、前記基板には、前記上流側スイッチング素子群の電気配線を共通化した第１の配線パターンと、前記下流側スイッチング素子群の電気配線を共通化した第２の配線パターンと、が形成され、前記第１の配線パターン及び前記第２の配線パターンの少なくとも一方が、ベタパターンであることを第１の局面とする。
　また本発明は、かかる第１の局面に加えて、前記第１の配線パターンは、前記基板の前記一方の実装面に形成される一方で、前記第２の配線パターンは、前記基板の前記他方の実装面に形成され、前記第１の配線パターン及び前記第２の配線パターンの双方は、ベタパターンであることを第２の局面とする。
　また本発明は、かかる第２の局面に加えて、前記第１の配線パターン及び前記第２の配線パターンは、前記基板を介して前記基板に直交する方向で重なり合うことを第３の局面とする。
　また本発明は、かかる第１から第３のいずれかの局面に加えて、前記上流側スイッチング素子群及び前記下流側スイッチング素子群の一方に含まれるスイッチング素子は、前記ベタパターン上に載置されることを第４の局面とする。
　また本発明は、かかる第１から第４の局面のいずれかの局面に加えて、前記複数のスイッチング素子の各々は、前記基板を介して前記基板に直交する方向で重なり合わないように偏位されたことを第５の局面とする。
　また本発明は、かかる第１から第５の局面のいずれかの局面に加えて、前記複数のスイッチング素子の複数の端子の内で、前記ベタパターンに接続する端子は、前記ベタパターンに接続しない残余の端子よりも、大きな幅サイズを有することを第６の局面とする。
　また本発明は、かかる第１から第６の局面のいずれかの局面に加えて、前記駆動回路を実装した前記基板を内部に収容する収容ケースを更に有し、前記収容ケース内に樹脂部を充填することにより前記駆動回路及び前記基板を前記収容ケース内に封止することを第７の局面とする。
　本発明の第１の局面における構成によれば、複数のスイッチング素子を有し、複数のスイッチング素子の通電状態を切り替えることにより電動モータを駆動する駆動回路と、駆動回路を実装する基板と、を備えた電動モータを駆動制御する電子制御装置において、複数のスイッチング素子は、駆動回路の電気的に上流側に設けられると共に、基板の一方の実装面に実装される上流側スイッチング素子群と、駆動回路の電気的に下流側に設けられると共に、基板の一方の実装面の裏面である他方の実装面に実装される下流側スイッチング素子群と、を構成し、基板には、上流側スイッチング素子群の電気配線を共通化した第１の配線パターンと、下流側スイッチング素子群の電気配線を共通化した第２の配線パターンと、が形成され、第１の配線パターン及び第２の配線パターンの少なくとも一方が、ベタパターンであることにより、駆動回路の複数のスイッチング素子で生じた熱を効率よく確実に放熱することができる。特に、上流側スイッチング素子群と下流側スイッチング素子群とをそれぞれ別の実装面に配置することで、上流側スイッチング素子群及び下流側スイッチング素子群の配線パターンが入り乱れることが無く整然と配置され得るので、上流側スイッチング素子群で共通な配線と下流側スイッチング素子群とで共通な配線の少なくとも一方をベタパターンにすることができる。これにより、複数のスイッチング素子が発した熱を効率よく拡散して外部に放熱することができる。
　また、本発明の第２の局面における構成によれば、第１の配線パターンが、基板の一方の実装面に形成される一方で、第２の配線パターンが、基板の他方の実装面に形成され、第１の配線パターン及び第２の配線パターンの双方が、ベタパターンであることにより、第１の配線パターン及び第２の配線パターンの双方のベタパターンで、駆動回路の複数のスイッチング素子が発した熱をより拡散することができ、駆動回路の複数のスイッチング素子で生じた熱をより効率よく確実に放熱することができる。
　また、本発明の第３の局面によれば、第１の配線パターン及び第２の配線パターンが、基板を介して基板に直交する方向で重なり合うことにより、第１の配線パターン及び第２の配線パターンの双方のベタパターンで、基板上の実装スペースを確保しながら、駆動回路の複数のスイッチング素子が発した熱を不要に分散させない態様で拡散することができ、駆動回路の複数のスイッチング素子で生じた熱をより効率よく確実に放熱することができる。
　また、本発明の第４の局面によれば、上流側スイッチング素子群及び下流側スイッチング素子群の一方に含まれるスイッチング素子の各々が、ベタパターン上に載置されることにより、基板上の実装スペースを確保しながら、上流側スイッチング素子群及び下流側スイッチング素子群の一方に含まれるスイッチング素子が発した熱を不要に基板側に伝熱しない態様で拡散することができ、駆動回路の複数のスイッチング素子で生じた熱をより効率よく確実に放熱することができる。
　また、本発明の第５の局面によれば、複数のスイッチング素子の各々が、基板を介して基板に直交する方向で重なり合わないように偏位されたことにより、駆動回路の複数のスイッチング素子が発した熱を拡散することができ、駆動回路の複数のスイッチング素子で生じた熱をより効率よく確実に放熱することができる。
　また、本発明の第６の局面によれば、複数のスイッチング素子の複数の端子の内で、ベタパターンに接続する端子は、ベタパターンに接続しない残余の端子よりも、大きな幅サイズを有することにより、駆動回路の複数のスイッチング素子が発した熱を効率的にベタパターンに伝熱させて拡散することができ、駆動回路の複数のスイッチング素子で生じた熱をより効率よく確実に放熱することができる。
　また、本発明の第７の局面によれば、駆動回路を実装した基板を内部に収容する収容ケースを更に有し、収容ケース内に樹脂部を充填することにより駆動回路及び基板を収容ケース内に封止することにより、駆動回路の複数のスイッチング素子で生じた熱を収容ケース内に充填した樹脂部に伝熱させて収容ケースより効率的且つ確実に放熱することができる。
本発明の実施形態における電子制御装置の斜視図である。 図１ＡのＡ－Ａ断面図である。 本実施形態における電子制御装置の回路構成を示す模式図である。 本実施形態における電子制御装置の駆動回路を構成するスイッチング素子が基板に実装された構成において、下流側スイッチング素子群を第１の実装面に実装した基板の上面図である。 本実施形態における電子制御装置の駆動回路を構成するスイッチング素子が基板に実装された構成において、上流側スイッチング素子群を第２の実装面に実装した基板の底面図である。 図３Ａ及び図３ＢのＢ－Ｂ拡大部分断面図である。 本実施形態における電子制御装置の駆動回路の上流側スイッチング素子群及び下流側スイッチング素子群の通電パターンを示す図である。 本実施形態における電子制御装置の駆動回路のスイッチング素子の相毎の通電パターンを示す図である。
　以下、図面を適宜参照して、本発明の実施形態における電子制御装置につき、詳細に説明する。なお、図中、ｘ軸、ｙ軸及びｚ軸は、３軸直交座標系を成し、ｚ軸の方向が上下方向に対応するものとする。
　＜電子制御装置の全体構成＞
　まず、本実施形態における電子制御装置の全体構成につき、図１Ａ及び図１Ｂを参照しながら、詳細に説明する。
　図１Ａは、本実施形態における電子制御装置の斜視図であり、図１Ｂは、図１ＡのＡ－Ａ断面図である。なお、図１Ｂ中では、ステーの挿通孔は図示を諸略している。
　図１Ａ及び図１Ｂに示すように、本実施形態における電子制御装置１０は、駆動回路２０と、基板３０と、収容ケース４０と、制御部５０と、樹脂部６０と、コネクタ７０と、を主に備えている。なお、図１Ａでは、樹脂部６０の図示を省略している。
　駆動回路２０は、複数のスイッチング素子１０１、１０２、１０３、１０４、１０５、１０６と、複数の背高部品２３と、を有している。駆動回路２０では、スイッチング素子１０１、１０２、１０３、１０４、１０５、１０６よりも背高部品２３を制御部５０側に配置した態様で、これらを基板３０に実装する。駆動回路２０は、基板３０上に形成された図１Ａ及び図１Ｂでは図示を省略する電気配線により制御部５０と接続されており、制御部５０の制御に従って、被駆動機器である３相交流モータを駆動する。スイッチング素子１０１、１０２、１０３、１０４、１０５、１０６の各々は、典型的にはＦＥＴ（ｆｉｅｌｄ　ｅｆｆｅｃｔ　ｔｒａｎｓｉｓｔｏｒ）等のトランジスタであり、３相交流モータを駆動する際にスイッチング動作することにより発熱する。スイッチング素子１０２、１０４、１０６は、基板３０の第１の実装面３０ａの所定の領域に半田付けにより実装されている。スイッチング素子１０１、１０３、１０５は、基板３０の第２の実装面３０ｂの所定の領域に半田付けにより実装されている。ここで、スイッチング素子１０２、１０４、１０６は、下流側スイッチング素子群を構成し、スイッチング素子１０１、１０３、１０５は、上流側スイッチング素子群を構成している。なお、駆動回路２０にはスイッチング素子１０１、１０２、１０３、１０４、１０５、１０６及び背高部品２３以外の構成部品も含まれているが、図示を省略している。なお、スイッチング素子１０１、１０２、１０３、１０４、１０５、１０６を含む駆動回路２０の構成の詳細については後述する。
　基板３０は、典型的にはガラスエポキシ基板等の回路基板であり、第１の実装面３０ａと、第１の実装面３０ａの裏面である第２の実装面３０ｂと、を有している。第１の実装面３０ａには、スイッチング素子１０２、１０４、１０６、制御部５０及びコネクタ７０が実装されている。第２の実装面３０ｂには、スイッチング素子１０１、１０３、１０５が実装されている。なお、基板３０の構成の詳細については後述する。
　収容ケース４０は、典型的には樹脂製であり、駆動回路２０、制御部５０及びコネクタ７０を実装した基板３０を収容している。収容ケース４０は、外部に開放した開口部４１をｙ軸の負方向側の端部に有した袋状になっており、開口部４１からコネクタ７０の一部が外部に突出している。開口部４１は、基板３０を収容ケース４０の内部に挿入すると共に、樹脂部６０を形成するための溶融状態の樹脂材を内部に充填するために設けられている。収容ケース４０には、ｘ軸の方向で対向する側壁部４８から外方に突出するステー８０が収容ケース４０と一体に各々形成されている。ステー８０は、肉厚方向に貫通する挿通孔８１を有している。収容ケース４０は、挿通孔８１を挿通する図示を省略するボルト等の締結部材により、車両の車体等の取付部位に取り付けられて固定される。
　制御部５０は、基板３０の第１の実装面３０ａに実装され、スイッチング動作等の駆動回路２０の動作を制御する。制御部５０は、駆動回路２０のスイッチング素子１０１、１０２、１０３、１０４、１０５、１０６と比較して、発熱量の小さい部品から構成されている。
　樹脂部６０は、収容ケース４０の内部に充填された溶融状態の樹脂材が硬化することにより形成される。樹脂部６０は、駆動回路２０、制御部５０、基板３０及びコネクタ７０の一部を収容ケース４０の内部に封止して固定する。なお、樹脂部５０の機能的な構成の詳細については後述する。
　コネクタ７０は、図示を省略する相手側コネクタが嵌合する凹部である嵌合部７０ａを有すると共に、図示を省略する接続端子が設けられている。コネクタ７０は、接続端子の一端が基板３０に半田付けされることにより、基板３０の第１の実装面３０ａに実装されている。接続端子の他端は、嵌合部７０ａに露出して相手側コネクタの端子に電気的に接続可能になっている。
　＜電子制御装置の回路構成＞
　次に、本実施形態における電子制御装置１０の回路構成につき、３相交流モータ９０の概略構成を含め、更に図２をも参照しながら、詳細に説明する。
　図２は、本実施形態における電子制御装置１０の回路構成を示す模式図である。
　駆動回路２０は、上流側スイッチング素子群１６０及び下流側スイッチング素子群１７０を有し、直流電源である電源５６より直流電流を供給されることにより動作する。
　上流側スイッチング素子群１６０は、駆動回路２０において電気的に上流側に設けられ、スイッチング素子１０１、１０３、１０５により構成されている。下流側スイッチング素子群１７０は、駆動回路２０において電気的に下流側に設けられ、スイッチング素子１０２、１０４、１０６により構成されている。ここで、駆動回路２０における電気的な上流側とは、電源５６の正電位側に電気的に接続された高電位側をいい、駆動回路２０における電気的な下流側とは、電源５６の負電位側に電気的に接続された低電位側をいう。
　スイッチング素子１０１、１０２、１０３、１０４、１０５、１０６は、３相ブリッジ接続された構成を有し、制御部５０の制御信号に従って、各々の通電状態を切り替えて、電源５６から供給された直流電流を各々が矩形波から成る３相交流電流に変換すると共に、その３相交流電流を３相交流モータ９０に供給する。なお、図２中では、スイッチング素子１０１、１０２、１０３、１０４、１０５、１０６を、Ｎ型のＭＯＳＦＥＴ（Ｍｅｔａｌ－Ｏｘｉｄｅ－Ｓｅｍｉｃｏｎｄｕｃｔｏｒ　Ｆｉｅｌｄ－Ｅｆｆｅｃｔ　Ｔｒａｎｓｉｓｔｏｒ）として各々例示している。
　具体的には、駆動回路２０は、Ｕ相、Ｖ相及びＷ相の３相の各相に対して、一対のスイッチング素子１０１、１０２、一対のスイッチング素子１０３、１０４、及び一対のスイッチング素子１０５、１０６を各々対応して有している。つまり、Ｕ相に対応してスイッチング素子１０１とスイッチング素子１０２とが電気的に接続され、Ｖ相に対応してスイッチング素子１０３とスイッチング素子１０４とが電気的に接続され、また、Ｗ相に対応してスイッチング素子１０５とスイッチング素子１０６とが電気的に接続されている。
　スイッチング素子１０１は、指令部５２に電気的に接続された制御接続端子と、電源５６の高電位側に電源接続線１１１ａを介して電気的に接続された一方の端子である電源接続端子と、スイッチング素子１０２及び３相交流モータ９０の接続端子９４に出力接続線１１３を介して電気的に接続された他方の端子である出力接続端子と、を有している。スイッチング素子１０２は、指令部５２に電気的に接続された制御接続端子と、電源５６の低電位側に電源接続線１１２ａを介して電気的に接続された他方の端子である電源接続端子と、スイッチング素子１０１及び３相交流モータ９０の接続端子９４に出力接続線１１３を介して電気的に接続された一方の端子である出力接続端子と、を有している。スイッチング素子１０３は、指令部５２に電気的に接続された制御接続端子と、電源５６の高電位側に電源接続線１１１ｂを介して電気的に接続された一方の端子である電源接続端子と、スイッチング素子１０４及び３相交流モータ９０の接続端子９６に出力接続線１１４を介して電気的に接続された他方の端子である出力接続端子と、を有している。スイッチング素子１０４は、指令部５２に電気的に接続された制御接続端子と、電源５６の低電位側に電源接続線１１２ｂを介して電気的に接続された他方の端子である電源接続端子と、スイッチング素子１０３及び３相交流モータ９０の接続端子９６に出力接続線１１４を介して電気的に接続された一方の端子である出力接続端子と、を有している。スイッチング素子１０５は、指令部５２に電気的に接続された制御接続端子と、電源５６の高電位側に電源接続線１１１ｃを介して電気的に接続された一方の端子である電源接続端子と、スイッチング素子１０６及び３相交流モータ９０の接続端子９５に出力接続線１１５を介して電気的に接続された他方の端子である出力接続端子と、を有している。また、スイッチング素子１０６は、指令部５２に電気的に接続された制御接続端子と、電源５６の低電位側に電源接続線１１２ｃを介して電気的に接続された他方の端子である電源接続端子と、スイッチング素子１０５及び３相交流モータ９０の接続端子９５に出力接続線１１５を介して電気的に接続された一方の端子である出力接続端子と、を有している。
　かかる構成のスイッチング素子１０１、１０２、１０３、１０４、１０５、１０６は、それらの制御接続端子に対して指令部５２から印加される所定の制御信号に従って、オン／オフ動作し、それらがオン状態のときは、一方の端子から他方の端子へ電流が流れる。なお、図２中では、制御接続端子、電源接続端子及び出力接続端子の図示は省略し、それらの構成の詳細については図３Ａから図３Ｃを参照して後述する。
　制御部５０は、判定部５１及び指令部５２を機能ブロックとして有し、３相交流モータ９０におけるＵ相のコイル９１、Ｖ相のコイル９２及びＷ相のコイル９３が設けられた図示を省略するロータの回転角（回転位置）の情報を担持する位相センサ５５の検出信号に基づいて、スイッチング素子１０１、１０２、１０３、１０４、１０５、１０６の各々のオン状態とオフ状態とを切り替えるスイッチング制御を行う。なお、判定部５１及び指令部５２を機能ブロックとして機能させるプログラムは、図示を省略するメモリ中に予め記憶されている。
　具体的には、判定部５１は、位相センサ５５で検出した検出信号から、３相交流モータ９０のいずれも図示を省略するマグネット群が設けられたステータに対するロータの位相角、つまり３相交流モータ９０の位相角を判別すると共に、これらに基づいて、３相交流モータ９０の次の位相角の範囲におけるスイッチング素子１０１、１０２、１０３、１０４、１０５、１０６の通電パターンを決定し、指令部５２にその決定結果を担持する信号を送出する。
　指令部５２は、各スイッチング素子１０１、１０２、１０３、１０４、１０５、１０６の制御接続端子に電気的に接続され、判定部５１からの送出信号に従って、スイッチング素子１０１、１０２、１０３、１０４、１０５、１０６の制御接続端子に対してハイレベル及びローレベルから成る制御信号を各々印加することにより、これらを対応してオン／オフ動作させる。
　また、電子制御装置１０の被駆動機器である３相交流モータ９０は、Ｕ相のコイル９１と、Ｖ相のコイル９２と、Ｗ相のコイル９３と、の３相のコイルと、をロータ側に有すると共に、これらの周囲のステータ側に配列されたマグネット群を有し、駆動回路２０から３相交流電流である駆動電流の供給を受けて駆動される。
　詳しくは、Ｕ相のコイル９１は、Ｕ相のスイッチング素子１０１の他方の端子と、Ｕ相のスイッチング素子１０２の一方の端子と、に電気的に接続する接続端子９４を有している。Ｖ相のコイル９２は、Ｖ相のスイッチング素子１０３の他方の端子と、Ｖ相のスイッチング素子１０４の一方の端子と、に電気的に接続する接続端子９５を有している。Ｗ相のコイル９３は、Ｗ相のスイッチング素子１０５の他方の端子と、Ｗ相のスイッチング素子１０６の一方の端子と、に電気的に接続する接続端子９５を有している。
　また、位相センサ５５は、３相交流モータ９０に設けられた典型的にはホール素子や磁気抵抗素子を用いた磁気センサであり、３相交流モータ９０のマグネット群が設けられたステータに対するロータの回転角（回転位置）を時系列に変化する電圧信号として検出し、その検出信号を制御部５０の判定部５１に送出する。かかる検出信号は、ロータの回転角で典型的には１８０度毎にハイレベル及びローレベルの電圧レベルが交互に現れる電圧信号であり、ロータに設けられたＵ相のコイル９１、Ｖ相のコイル９２、及びＷ相のコイル９３の各々の回転位置に応じて位相の異なる３相の電圧信号を含む。
　＜駆動回路のスイッチング素子の実装構成＞
　次に、本実施形態における電子制御装置１０の駆動回路２０のスイッチング素子１０１、１０２、１０３、１０４、１０５、１０６の実装構成につき、更に図３Ａから図３Ｃをも参照しながら、詳細に説明する。
　図３Ａは、本実施形態における電子制御装置１０の駆動回路２０を構成するスイッチング素子１０１、１０２、１０３、１０４、１０５、１０６が基板３０に実装された構成において、下流側スイッチング素子群１７０を第１の実装面３０ａに実装した基板３０の上面図であり、図３Ｂは、本実施形態における電子制御装置の駆動回路１０を構成するスイッチング素子１０１、１０２、１０３、１０４、１０５、１０６が基板３０に実装された構成において、上流側スイッチング素子群１６０を第２の実装面３０ｂに実装した基板３０の底面図である。また、図３Ｃは、図３Ａ及び図３ＢのＢ－Ｂ拡大部分断面図である。
　図３Ａから図３Ｃに示すように、基板３０の第１の実装面３０ａには、電源接続パターン部１１２及び出力接続パターン部１１３ａ、１１４ａ、１１５ａが設けられていると共に、基板３０の第２の実装面３０ｂには、電源接続パターン部１１１及び出力接続パターン部１１３ｂ、１１４ｂ、１１５ｂが設けられている。なお、図中、第１の実装面３０ａ及び第２の実装面３０ｂに各々設けられる保護層は、図示を省略する。
　具体的には、電源接続パターン部１１１（第１の電源接続パターン部）は、電源５６の高電位側に電気的に接続されており、上流側スイッチング素子群１６０の各スイッチング素子１０１、１０３、１０５で共用する銅製等の単一の導電性のベタパターンとして、基板３０の第２の実装面３０ｂに形成されている。つまり、電源接続パターン部１１１は、電源５６の高電位側とスイッチング素子１０１の電源接続端子１３１とを電気的に接続する電源接続線１１１ａ、電源５６の高電位側とスイッチング素子１０３の電源接続端子１３３とを電気的に接続する電源接続線１１１ｂ、及び電源５６の高電位側とスイッチング素子１０５の電源接続端子１３５とを電気的に接続する電源接続線１１１ｃを単一の導電性のパターンに共通化して纏めてベタパターンとして形成されたものであり、これはヒートシンクとしての機能も発揮する。
　一方で、電源接続パターン部１１２（第２の電源接続パターン部）は、電源５６の低電位側に電気的に接続されており、下流側スイッチング素子群１７０の各スイッチング素子１０２、１０４、１０６で共用する銅製等の単一の導電性のベタパターンとして、基板３０の第１の実装面３０ａに形成されている。つまり、電源接続パターン部１１２は、電源５６の低電位側とスイッチング素子１０２の電源接続端子１３２とを電気的に接続する電源接続線１１２ａ、電源５６の低電位側とスイッチング素子１０４の電源接続端子１３４とを電気的に接続する電源接続線１１２ｂ、及び電源５６の低電位側とスイッチング素子１０６の電源接続端子１３６とを電気的に接続する電源接続線１１２ｃを単一の導電性のパターンに共通化して纏めてベタパターンとして形成されたものであり、これはヒートシンクとしての機能も発揮する。なお、電源接続パターン部１１２は、スイッチング素子１０２の制御接続端子１４３、スイッチング素子１０４の制御接続端子１４７、及びスイッチング素子１０６の制御接続端子１５１を、基板３０の第１の実装面３０ａに形成された対応する配線パターンに向かって配策させるように、その一部を対応して切り欠いた切欠部を有する。
　ここで、電源接続パターン部１１１は、上面視で、典型的には矩形状であり、且つ、上流側スイッチング素子群１６０のスイッチング素子１０１、１０３、１０５をその表面上からはみ出させないようにそれらのサイズより大きなサイズを有することが好ましい。これにより、スイッチング素子１０１、１０２、１０３、１０４、１０５、１０６がその動作時に発熱する際の熱が、基板３０に直接的に伝熱されることを抑制しながら、電源接続パターン部１１１に伝熱された熱を拡散してそれらの周囲に存在する樹脂部６０に伝熱する。電源接続パターン部１１２は、上面視で、典型的には矩形状であり、且つ、電源接続パターン部１１１のサイズと同等なサイズを有することが好ましい。これにより、基板上３０の限られたスペースで、電源接続パターン部１１１、１１２のサイズを大きく確保する。また、電源接続パターン部１１１と電源接続パターン部１１２とは、上面視で基板３０を介して互いの頂点を一致させるように上下方向に重複して対向していることが好ましい。これにより、基板上３０の限られたスペースで、電源接続パターン部１１１、１１２のサイズをより大きく確保する。
　出力接続パターン部１１３ａ、１１４ａ、１１５ａは、上流側スイッチング素子群１６０のスイッチング素子１０１、１０３、１０５の出力接続端子１４２、１４６、１５０及び３相交流モータ９０の接続端子９４、９５、９６に対応して電気的に接続されており、下流側スイッチング素子群１７０のスイッチング素子１０２、１０４、１０６に各々に対応した銅製等の導電性のベタパターンとして、基板３０の第１の実装面３０ａに形成されている。また、出力接続パターン部１１３ａ、１１４ａ、１１５ａのｙ軸の正方向におけるスイッチング素子１０２、１０４、１０６が載置されない端部領域には、コネクタ７０の接続端子及び対応する出力接続パターン部１１３ｂ、１１４ｂ、１１５ｂとの電気的接続用の複数のスルーホール１２１が各々形成されている。
　一方で、出力接続パターン部１１３ｂ、１１４ｂ、１１５ｂは、下流側スイッチング素子群１７０のスイッチング素子１０２、１０４、１０６の出力接続端子１４４、１４８、１５２及び３相交流モータ９０の接続端子９４、９５、９６に対応して電気的に接続されており、上流側スイッチング素子群１６０のスイッチング素子１０１、１０３、１０５に各々に対応した銅製等の導電性のベタパターンとして、基板３０の第２の実装面３０ｂに形成されている。また、出力接続パターン部１１３ｂ、１１４ｂ、１１５ｂのｙ軸の正方向における端部領域には、コネクタ７０の接続端子及び対応する出力接続パターン部１１３ａ、１１４ａ、１１５ａとの電気的接続用の複数のスルーホール１２１が各々形成されている。なお、出力接続パターン部１１３ｂ、１１４ｂ、１１５ｂは、スイッチング素子１０１の制御接続端子１４１、スイッチング素子１０３の制御接続端子１４５、及びスイッチング素子１０５の制御接続端子１４９を、基板３０の第２の実装面３０ｂに形成された対応する配線パターンに向かって配策させるように、その一部を対応して切り欠いた切欠部を有する。
　ここで、出力接続パターン部１１３ａ、１１４ａ、１１５ａは、各々、上面視で、典型的には矩形状であり、且つ、下流側スイッチング素子群１７０のスイッチング素子１０２、１０４、１０６をその表面上からはみ出させないようにそれらのサイズより大きなサイズを有することが好ましい。これにより、スイッチング素子１０１、１０２、１０３、１０４、１０５、１０６がその動作時に発熱する際の熱が、基板３０に直接的に伝熱されることを抑制しながら、出力接続パターン部１１３ａ、１１４ａ、１１５ａに伝熱された熱を拡散してそれらの周囲に存在する樹脂部６０に伝熱する。出力接続パターン部１１３ｂ、１１４ｂ、１１５ｂは、対応する出力接続パターン部１１３ａ、１１４ａ、１１５ａのサイズと同等なサイズを有することが好ましい。これにより、基板上３０の限られたスペースで、出力接続パターン部１１３ａ、１１３ｂ、１１４ａ、１１４ｂ、１１５ａ、１１５ｂのサイズを大きく確保する。また、出力接続パターン部１１３ａ、１１４ａ、１１５ａと対応する出力接続パターン部１１３ｂ、１１４ｂ、１１５ｂとは、上面視で基板３０を介して互いの頂点を一致させるように上下方向で重複して対向していることが好ましい。これにより、基板上３０の限られたスペースで、出力接続パターン部１１３ａ、１１３ｂ、１１４ａ、１１４ｂ、１１５ａ、１１５ｂのサイズをより大きく確保する。
　また、出力接続パターン部１１３ａ及び出力接続パターン部１１３ｂは、Ｕ相の一対のスイッチング素子１０１、１０２から３相交流モータ９０のＵ相のコイル９１に対して駆動電流を供給する出力接続線１１３を協働して構成するベタパターンとして形成されたものである。出力接続パターン部１１４ａ及び出力接続パターン部１１４ｂは、Ｖ相の一対のスイッチング素子１０３、１０４から３相交流モータ９０のＶ相のコイル９２に対して駆動電流を供給する出力接続線１１４を協働して構成するベタパターンとして形成されたものである。出力接続パターン部１１５ａ及び出力接続パターン部１１５ｂは、Ｗ相の一対のスイッチング素子１０５、１０６から３相交流モータ９０のＷ相のコイル９３に対して駆動電流を供給する出力接続線１１５を協働して構成するベタパターンとして形成されたものである。
　なお、電源接続パターン部１１１、１１２及び出力接続パターン部１１３ａ、１１３ｂ、１１４ａ、１１４ｂ、１１５ａ、１１４ｂに関しては、基板３０に直接的に伝熱することを抑制しながら、それらに伝熱された熱を拡散してそれらの周囲に存在する樹脂部６０に伝熱する観点からは、それらの全てがベタパターンであることが好ましいが、電源接続パターン部１１１、１１２のサイズが基板３０上で大きく確保しやすいことを考慮すると、それらの少なくとも一方又は双方が、ベタパターンであればよい。また、基板３０のサイズやそれに実装される部品のサイズや数等を考慮して、電源接続パターン部１１１、１１２及び出力接続パターン部１１３ａ、１１３ｂ、１１４ａ、１１４ｂ、１１５ａ、１１４ｂの内の少なくとも１つがベタパターンであってもよい。
　スイッチング素子１０１は、電源接続パターン部１１１上に載置され、基板３０の第２の実装面３０ｂに形成された図示を省略する配線パターンに半田付けされて、それを介して制御部５０の指令部５２に電気的に接続された制御接続端子１４１と、電源接続パターン部１１１に半田付けされて、それを介して電源５６の高電位側に電気的に接続された電源接続端子１３１と、出力接続パターン部１１３ｂに半田付けされて、それ及び接続端子９４を介してＵ相のコイル９１に電気的に接続された出力接続端子１４２と、を有する。
　スイッチング素子１０２は、出力接続パターン部１１３ａ上に載置され、基板３０の第１の実装面３０ａに形成された図示を省略する配線パターンに半田付けされて、それを介して制御部５０の指令部５２に電気的に接続された制御接続端子１４３と、電源接続パターン部１１２に半田付けされて、それを介して電源５６の低電位側に電気的に接続された電源接続端子１３２と、出力接続パターン部１１３ａに半田付けされて、それ及び接続端子９４を介してＵ相のコイル９１に電気的に接続された出力接続端子１４４と、を有する。
　スイッチング素子１０３は、電源接続パターン部１１１上に載置され、基板３０の第２の実装面３０ｂに形成された図示を省略する配線パターンに半田付けされて、それを介して制御部５０の指令部５２に電気的に接続された制御接続端子１４５と、電源接続パターン部１１１に半田付けされて、それを介して電源５６の高電位側に電気的に接続された電源接続端子１３３と、出力接続パターン部１１４ｂに半田付けされて、それ及び接続端子９６を介してＶ相のコイル９２に電気的に接続された出力接続端子１４６と、を有する。
　スイッチング素子１０４は、出力接続パターン部１１４ａ上に載置され、基板３０の第１の実装面３０ａに形成された図示を省略する配線パターンに半田付けされて、それを介して制御部５０の指令部５２に電気的に接続された制御接続端子１４７と、電源接続パターン部１１２に半田付けされて、それを介して電源５６の低電位側に電気的に接続された電源接続端子１３４と、出力接続パターン部１１４ａに半田付けされて、それ及び接続端子９６を介してＶ相のコイル９２に電気的に接続された出力接続端子１４８と、を有する。
　スイッチング素子１０５は、電源接続パターン部１１１上に載置され、基板３０の第２の実装面３０ｂに形成された図示を省略する配線パターンに半田付けされて、それを介して制御部５０の指令部５２に電気的に接続された制御接続端子１４９と、電源接続パターン部１１１に半田付けされて、それを介して電源５６の高電位側に電気的に接続された電源接続端子１３５と、出力接続パターン部１１５ｂに半田付けされて、それ及び接続端子９５を介してＷ相のコイル９３に電気的に接続された出力接続端子１５０と、を有する。
　スイッチング素子１０６は、出力接続パターン部１１５ａ上に載置され、基板３０の第１の実装面３０ａに形成された図示を省略する配線パターンに半田付けされて、それを介して制御部５０の指令部５２に電気的に接続された制御接続端子１５１と、電源接続パターン部１１２に半田付けされて、それを介して電源５６の低電位側に電気的に接続された電源接続端子１３６と、出力接続パターン部１１５ａに半田付けされて、それ及び接続端子９５を介してＷ相のコイル９３に電気的に接続された出力接続端子１５２と、を有する。
　ここで、電源接続端子１３１、１３３、１３５、制御接続端子１４１、１４５、１４９、出力接続端子１４２、１４６、１５０は、いずれも平板状の金属板を加工した端子であり、それらの延在方向に直交するｘ軸の方向の幅は、電源接続端子１３１、１３３、１３５のものが一番大きいことが好ましい。これにより、電源接続端子１３１、１３３、１３５の各々の平面状の当接部における電源接続パターン部１１１に対する接触面積が増大されるためにそれらの熱抵抗は小さくなり、スイッチング素子１０１、１０３、１０５がその動作時に発熱する際の熱を、電源接続パターン部１１１により多く伝熱する。併せて、これらは、ヒートシンクとしての機能も発揮する。
　また、電源接続端子１３２、１３４、１３６、制御接続端子１４３、１４７、１５１、出力接続端子１４４、１４８、１５２は、いずれも平板状の金属板を加工した端子であり、それらの延在方向に直交するｘ軸の方向の幅は、出力接続端子１４４、１４８、１５２のものが一番大きいことが好ましい。これにより、出力接続端子１４４、１４８、１５２の各々の平面状の当接部における出力接続パターン部１１３ａ、１１４ａ、１１５ａに対する接触面積が増大されるためにそれらの熱抵抗は小さくなり、スイッチング素子１０２、１０４、１０６がその動作時に発熱する際の熱を、出力接続パターン部１１３ａ、１１４ａ、１１５ａにより多く伝熱する。併せて、これらは、ヒートシンクとしての機能も発揮する。
　また、電源接続端子１３１、１３２、１３３、１３４、１３５、１３６及び出力接続端子１４２、１４４、１４６、１４８、１５０、１５２に関しては、対応する電源接続パターン部１１１、１１２及び出力接続パターン部１１３ａ、１１３ｂ、１１４ａ、１１４ｂ、１１５ａ、１１５ｂの内で、熱を拡散して伝熱するベタパターンであるものに対応して、そのサイズを大きくすることが好ましい。また、電源接続端子１３１、１３２、１３３、１３４、１３５、１３６及び出力接続端子１４２、１４４、１４６、１４８、１５０、１５２は、熱を分散して対応する電源接続パターン部１１１、１１２及び出力接続パターン部１１３ａ、１１３ｂ、１１４ａ、１１４ｂ、１１５ａ、１１４ｂに伝熱する観点からは、基板３０を介して上下方向で重ならないもの同士のサイズを大きくすることが好ましい。
　また、上流側スイッチング素子群１６０と下流側スイッチング素子群１７０とは、上下方向で重ならない位置で、電源接続パターン部１１１、並びに出力接続パターン部１１３ａ、出力接続パターン部１１４ａ及び出力接続パターン部１１５ａ上に対応して載置されて基板３０に実装されている。これにより、特に、スイッチング素子１０１の電源接続端子１３１及び出力接続端子１４２、スイッチング素子１０３の電源接続端子１３３及び出力接続端子１４６、並びにスイッチング素子１０５の電源接続端子１３５及び出力接続端子１５０と、スイッチング素子１０２の電源接続端子１３２及び出力接続端子１４４、スイッチング素子１０４の電源接続端子１３４及び出力接続端子１４８、並びにスイッチング素子１０６の電源接続端子１３６及び出力接続端子１５２と、の各々は、互いに上下方向で重ならない位置に配置されることが好ましい。これにより、スイッチング素子１０１、１０２、１０３、１０４、１０５、１０６がその動作時に発熱する際の熱を、分散化した態様で、対応する電源接続パターン部１１１、１１２及び出力接続パターン部１１３ａ、１１３ｂ、１１４ａ、１１４ｂ、１１５ａ、１１４ｂに伝熱する。
　なお、上流側スイッチング素子群１６０を各々対応する出力接続パターン部上に載置し、下流側スイッチング素子群１７０を単一の電源接続パターン部上に載置してもかまわない。
＜電子制御装置の動作＞
　次に、本実施形態における電子制御装置１０の動作につき、更に図４Ａ及び図４Ｂをも参照しながら、詳細に説明する。
　図４Ａは、本実施形態における電子制御装置１０の駆動回路２０の上流側スイッチング素子群１６０及び下流側スイッチング素子群１７０の通電パターンを示す図であり、図４Ｂは、本実施形態における電子制御装置１０の駆動回路２０のスイッチング素子１０１、１０２、１０３、１０４、１０５、１０６の相毎の通電パターンを示す図である。
　本実施形態における電子制御装置１０においては、制御部５０は、図４Ａ及び図４Ｂに示す通電パターンで、スイッチング素子１０１、１０２、１０３、１０４、１０５、１０６の制御接続端子１４１、１４３、１４５、１４７、１４９、１５１に対してハイレベル及びローレベルから成る制御信号を各々印加することにより、これらを対応してオン／オフ動作させるスイッチング制御を行って３相交流モータ９０を駆動する。
　ここで、図４Ｂに示すように、Ｕ相の一対のスイッチング素子１０１、１０２においては、その一方がオンし、他方がオフする通電パターンで駆動されることが好ましい。かかる場合、時刻ｔ０から時刻ｔ１、及び時刻ｔ４から時刻ｔ７において、スイッチング素子１０１はオフ状態である一方、スイッチング素子１０２はオン状態である。また、時刻ｔ１から時刻ｔ４、及び時刻ｔ７から時刻ｔ１０において、スイッチング素子１０１はオン状態である一方、スイッチング素子１０２はオフ状態である。
　Ｖ相の一対のスイッチング素子１０３、１０４においては、その一方がオンし、他方がオフする通電パターンで駆動されることが好ましい。かかる場合、時刻ｔ０から時刻ｔ３、及び時刻ｔ６から時刻ｔ９において、スイッチング素子１０３はオフ状態である一方、スイッチング素子１０４はオン状態である。また、時刻ｔ３から時刻ｔ６、及び時刻ｔ９から時刻ｔ１０において、スイッチング素子１０３はオン状態である一方、スイッチング素子１０４はオフ状態である。
　Ｗ相の一対のスイッチング素子１０５、１０６においては、その一方がオンし、他方がオフする通電パターンで駆動されることが好ましい。かかる場合、時刻ｔ０から時刻ｔ２、及び時刻ｔ５から時刻ｔ８において、スイッチング素子１０５はオン状態である一方、スイッチング素子１０６はオフ状態である。また、時刻ｔ２から時刻ｔ５、及び時刻ｔ８から時刻ｔ１０において、スイッチング素子１０５はオフ状態である一方、スイッチング素子１０６はオン状態である。
　このような通電パターンでスイッチング素子１０１、１０２、１０３、１０４、１０５、１０６を駆動する場合には、それらの動作時に、熱が分散した部位から分散した態様で発生するため、発熱部位が集中せずに分散化する。
　この際、上流側スイッチング素子群１６０を構成するスイッチング素子１０１、１０３、１０５で生じた熱は、それらの周囲に存在する樹脂部６０に伝熱されると共に、電源接続パターン部１１１及び出力接続パターン部１１３ｂ、１１４ｂ、１１５ｂに伝熱される。そして、電源接続パターン部１１１及び出力接続パターン部１１３ｂ、１１４ｂ、１１５ｂに伝熱された熱は、それらの周囲に存在する樹脂部６０に伝熱される。そして、このように樹脂部に伝熱された熱は、収容ケース４０に伝熱されてそれを介して外部に放熱される。
　併せて、下流側スイッチング素子群１７０を構成するスイッチング素子１０２、１０４、１０６で生じた熱は、それらの周囲に存在する樹脂部６０に伝熱されると共に、電源接続パターン部１１２及び出力接続パターン部１１３ａ、１１４ａ、１１５ａに伝熱される。そして、電源接続パターン部１１２及び出力接続パターン部１１３ａ、１１４ａ、１１５ａに伝熱された熱は、それらの周囲に存在する樹脂部６０に伝熱される。そして、このように樹脂部に伝熱された熱は、収容ケース４０に伝熱されてそれを介して外部に放熱される。
　ここで、電源接続パターン部１１１は、電源５６の高電位側とスイッチング素子１０１の電源接続端子１３１とを電気的に接続する電源接続線１１１ａ、電源５６の高電位側とスイッチング素子１０３の電源接続端子１３３とを電気的に接続する電源接続線１１１ｂ、及び電源５６の高電位側とスイッチング素子１０５の電源接続端子１３５とを電気的に接続する電源接続線１１１ｃを単一の導電性のパターンに共通化して纏めてベタパターンとして形成されたものであり、電源接続パターン部１１２は、電源５６の低電位側とスイッチング素子１０２の電源接続端子１３２とを電気的に接続する電源接続線１１２ａ、電源５６の低電位側とスイッチング素子１０４の電源接続端子１３４とを電気的に接続する電源接続線１１２ｂ、及び電源５６の低電位側とスイッチング素子１０６の電源接続端子１３６とを電気的に接続する電源接続線１１２ｃを単一の導電性のパターンに共通化して纏めてベタパターンとして形成されたものであるため、それらに伝熱された熱をそれらの周囲に存在する樹脂部６０に拡散して伝熱する。
　また、出力接続パターン部１１３ａ及び出力接続パターン部１１３ｂは、Ｕ相の一対のスイッチング素子１０１、１０２から３相交流モータ９０のＵ相のコイル９１に対して駆動電流を供給する出力接続線１１３を協働して構成するベタパターンとして形成されたものであり、出力接続パターン部１１４ａ及び出力接続パターン部１１４ｂは、Ｖ相の一対のスイッチング素子１０３、１０４から３相交流モータ９０のＶ相のコイル９２に対して駆動電流を供給する出力接続線１１４を協働して構成するベタパターンとして形成されたものであり、また、出力接続パターン部１１５ａ及び出力接続パターン部１１５ｂは、Ｗ相の一対のスイッチング素子１０５、１０６から３相交流モータ９０のＷ相のコイル９３に対して駆動電流を供給する出力接続線１１５を協働して構成するベタパターンとして形成されたものであるため、それらに伝熱された熱をそれらの周囲に存在する樹脂部６０に拡散して伝熱する。
　この際、電源接続端子１３１、１３３、１３５、制御接続端子１４１、１４５、１４９、出力接続端子１４２、１４６、１５０のうちで、電源接続端子１３１、１３３、１３５のサイズが一番大きい場合には、電源接続端子１３１、１３３、１３５の各々の平面状の当接部における電源接続パターン部１１１に対する接触面積が増大されるためにそれらの熱抵抗が小さくなり、スイッチング素子１０２、１０４、１０６の動作時に生じる熱は、電源接続パターン部１１１により多く伝熱する。
　また、電源接続端子１３２、１３４、１３６、制御接続端子１４３、１４７、１５１、出力接続端子１４４、１４８、１５２のうちで、出力接続端子１４４、１４８、１５２のサイズが一番大きい場合には、出力接続端子１４４、１４８、１５２の各々の平面状の当接部における出力接続パターン部１１３ａ、１１４ａ、１１５ａに対する接触面積が増大されるためにそれらの熱抵抗が小さくなり、スイッチング素子１０２、１０４、１０６の動作時に生じる熱は、電源接続パターン部１１１に上下方向で重ならない出力接続パターン部１１３ａ、１１４ａ、１１５ａにより多く伝熱する。
　＜電子制御装置の組み立て方法＞
　最後に、本実施形態における電子制御装置１０の組み立て方法につき、図１Ａから図３Ｃを参照しながら、以下詳細に説明する。
　まず、スイッチング素子１０１、１０２、１０３、１０４、１０５、１０６、背高部品２３、制御部５０及びコネクタ７０を実装した基板３０を、収容ケース４０の開口部４１から収容ケース４０の内部に収容する。
　次に、基板３０の第１の実装面３０ａにスイッチング素子１０２、１０４、１０６、背高部品２３及び制御部５０を半田付けにより実装すると共に、基板３０の第２の実装面３０ｂにスイッチング素子１０１、１０３、１０５を半田付けにより実装する。
　併せて、基板３０に対してコネクタ７０の接続端子７１を半田付けして、コネクタ７０を基板３０の第１の実装面３０ａに実装する。
　そして、開口部４１から収容ケース４０の内部に流動性を有する樹脂材料を流入させて充填した後に硬化させることにより、スイッチング素子１０１、１０２、１０３、１０４、１０５、１０６、背高部品２３、基板３０、制御部５０、並びにコネクタ７０の一部を、収容ケース４０内に封止して固定して、電子制御装置１０を得る。
　以上の本実施形態の構成によれば、複数のスイッチング素子１０１、１０２、１０３、１０４、１０５、１０６を有し、複数のスイッチング素子１０１、１０２、１０３、１０４、１０５、１０６の通電状態を切り替えることにより電動モータを駆動する駆動回路２０と、駆動回路２０を実装する基板３０と、を備えた電動モータ９０を駆動制御する電子制御装置１０において、複数のスイッチング素子１０１、１０２、１０３、１０４、１０５、１０６は、駆動回路２０の電気的に上流側に設けられると共に、基板２０の一方の実装面３０ｂに実装される上流側スイッチング素子群１６０と、駆動回路２０の電気的に下流側に設けられると共に、基板３０の一方の実装面３０ｂの裏面である他方の実装面３０ａに実装される下流側スイッチング素子群１７０と、を構成し、基板３０には、上流側スイッチング素子群１６０の電気配線１１１ａ、１１１ｂ、１１１ｃを共通化した第１の配線パターン１１１と、下流側スイッチング素子群１７０の電気配線１１２ａ、１１２ｂ、１１２ｃを共通化した第２の配線パターン１１２と、が形成され、第１の配線パターン１１１及び第２の配線パターン１１２の少なくとも一方が、ベタパターンであることにより、駆動回路２０の複数のスイッチング素子１０１、１０２、１０３、１０４、１０５、１０６で生じた熱を効率よく確実に放熱することができる。
　また、本実施形態の構成によれば、第１の配線パターン１１１が、基板３０の一方の実装面３０ｂに形成される一方で、第２の配線パターン１１２が、基板３０の他方の実装面３０ｂに形成され、第１の配線パターン１１１及び第２の配線パターン１１２の双方が、ベタパターンであることにより、第１の配線パターン１１１及び第２の配線パターン１１２の双方のベタパターンで、駆動回路２０の複数のスイッチング素子１０１、１０２、１０３、１０４、１０５、１０６が発した熱をより拡散することができ、駆動回路２０の複数のスイッチング素子１０１、１０２、１０３、１０４、１０５、１０６で生じた熱をより効率よく確実に放熱することができる。
　また、本実施形態の構成によれば、第１の配線パターン１１１及び第２の配線パターン１１２が、基板３０を介して基板３０に直交する方向で重なり合うことにより、第１の配線パターン１１１及び第２の配線パターン１１２の双方のベタパターンで、基板上３０の実装スペースを確保しながら、駆動回路２０の複数のスイッチング素子１０１、１０２、１０３、１０４、１０５、１０６が発した熱を不要に分散させない態様で拡散することができ、駆動回路２０の複数のスイッチング素子１０１、１０２、１０３、１０４、１０５、１０６で生じた熱をより効率よく確実に放熱することができる。
　また、本実施形態の構成によれば、上流側スイッチング素子群１６０及び下流側スイッチング素子群１７０の一方に含まれるスイッチング素子１０１、１０３、１０５の各々が、ベタパターン１１１、１１２上に載置されることにより、基板上３０の実装スペースを確保しながら、駆動回路２０の複数のスイッチング素子１０１、１０２、１０３、１０４、１０５、１０６が発した熱を不要に基板側に伝熱しない態様で拡散することができ、駆動回路２０の複数のスイッチング素子１０１、１０２、１０３、１０４、１０５、１０６で生じた熱をより効率よく確実に放熱することができる。
　また、本実施形態の構成によれば、　また、本発明の第５の局面によれば、複数のスイッチング素子１０１、１０２、１０３、１０４、１０５、１０６の各々が、基板３０を介して基板３０に直交する方向で重なり合わないように偏位されたことにより、駆動回路２０の複数のスイッチング素子１０１、１０２、１０３、１０４、１０５、１０６が発した熱を拡散することができ、駆動回路２０の複数のスイッチング素子１０１、１０２、１０３、１０４、１０５、１０６で生じた熱をより効率よく確実に放熱することができる。
　また、本実施形態の構成によれば、複数のスイッチング素子１０１、１０２、１０３、１０４、１０５、１０６の複数の端子１３１～１３５、１４１～１５２の内で、ベタパターン１１１、１１２に接続する端子１３１、１３３、１３５は、ベタパターンに接続しない残余の端子よりも、大きな幅サイズを有することにより、駆動回路２０の複数のスイッチング素子１０１、１０２、１０３、１０４、１０５、１０６が発した熱を効率的にベタパターンに伝熱させて拡散することができ、駆動回路２０の複数のスイッチング素子１０１、１０２、１０３、１０４、１０５、１０６で生じた熱をより効率よく確実に放熱することができる。
　また、本実施形態の構成によれば、駆動回路２０を実装した基板３０を内部に収容する収容ケース４０を更に有し、収容ケース４０内に樹脂部６０を充填することにより駆動回路２０及び基板３０を収容ケース４０内に封止することにより、駆動回路２０の複数のスイッチング素子１０１、１０２、１０３、１０４、１０５、１０６で生じた熱を収容ケース４０内に充填した樹脂部６０に伝熱させて収容ケース４０より効率的且つ確実に放熱することができる。
　なお、本発明は、部材の形状、種類、配置、個数等は以上のの実施形態に限定されるものではなく、その構成要素を同等の作用効果を奏するものに適宜置換する等、発明の要旨を逸脱しない範囲で適宜変更可能であることはもちろんである。
　以上のように、本発明は、モータ等の被駆動機器の駆動を制御する電子制御装置を提供することができるものであり、その汎用普遍的な性格から自動二輪車等の電子制御装置に広く適用され得るものと期待される。

Claims (7)

  1. 　複数のスイッチング素子を有し、前記複数のスイッチング素子の通電状態を切り替えることにより電動モータを駆動する駆動回路と、
    　前記駆動回路を実装する基板と、
    を備えた前記電動モータを駆動制御する電子制御装置において、
    　前記複数のスイッチング素子は、前記駆動回路の電気的に上流側に設けられると共に、前記基板の一方の実装面に実装される上流側スイッチング素子群と、前記駆動回路の電気的に下流側に設けられると共に、前記基板の前記一方の実装面の裏面である他方の実装面に実装される下流側スイッチング素子群と、を構成し、
    　前記基板には、前記上流側スイッチング素子群の電気配線を共通化した第１の配線パターンと、前記下流側スイッチング素子群の電気配線を共通化した第２の配線パターンと、が形成され、前記第１の配線パターン及び前記第２の配線パターンの少なくとも一方が、ベタパターンであることを特徴とする電子制御装置。
  2. 　前記第１の配線パターンは、前記基板の前記一方の実装面に形成される一方で、前記第２の配線パターンは、前記基板の前記他方の実装面に形成され、前記第１の配線パターン及び前記第２の配線パターンの双方は、ベタパターンであることを特徴とする請求項１に記載の電子制御装置。
  3. 　前記第１の配線パターン及び前記第２の配線パターンは、前記基板を介して前記基板に直交する方向で重なり合うことを特徴とする請求項２に記載の電子制御装置。
  4. 　前記上流側スイッチング素子群及び前記下流側スイッチング素子群の一方に含まれるスイッチング素子の各々は、前記ベタパターン上に載置されることを特徴とする請求項１から３のいずれかに記載の電子制御装置。
  5. 　前記複数のスイッチング素子の各々は、前記基板を介して前記基板に直交する方向で重なり合わないように偏位されたことを特徴とする請求項１から４のいずれかに記載の電子制御装置。
  6. 　前記複数のスイッチング素子の複数の端子の内で、前記ベタパターンに接続する端子は、前記ベタパターンに接続しない残余の端子よりも、大きな幅サイズを有することを特徴とする請求項１から５のいずれかに記載の電子制御装置。
  7. 　前記駆動回路を実装した前記基板を内部に収容する収容ケースを更に有し、　前記収容ケース内に樹脂部を充填することにより前記駆動回路及び前記基板を前記収容ケース内に封止することを特徴とする請求項１から６のいずれかに記載の電子制御装置。
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