WO2017043193A1 - 電動駆動装置及び電動パワーステアリング装置 - Google Patents

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WO2017043193A1
WO2017043193A1 PCT/JP2016/071484 JP2016071484W WO2017043193A1 WO 2017043193 A1 WO2017043193 A1 WO 2017043193A1 JP 2016071484 W JP2016071484 W JP 2016071484W WO 2017043193 A1 WO2017043193 A1 WO 2017043193A1
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phase
switching element
power
power switching
power supply
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PCT/JP2016/071484
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富美繁 矢次
酒井 俊彦
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日立オートモティブシステムズ株式会社
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    • H02K2211/03Machines characterised by circuit boards, e.g. pcb

Definitions

  • the present invention relates to an electric drive device and an electric power steering device incorporating an electronic control device.
  • a mechanical control element is driven by an electric motor.
  • an electronic control device including a semiconductor element or the like for controlling the rotational speed or rotational torque of the electric motor is electrically driven.
  • a so-called electromechanical integrated electric drive device that is integrated into a motor is beginning to be adopted.
  • an electromechanical integrated electric drive device for example, in an electric power steering device of an automobile, a rotation direction and a rotation torque of a steering shaft that is rotated by a driver operating a steering wheel are detected.
  • the electric motor is driven to rotate in the same direction as the rotation direction of the steering shaft based on the detected value, and the steering assist torque is generated.
  • the electronic control apparatus ECU: Electronic Control Unit
  • the power steering apparatus is provided in the power steering apparatus.
  • Patent Document 1 describes an electric power steering device that includes an electric motor and an electronic control device.
  • the electric motor is housed in a motor housing having a cylindrical portion made of aluminum alloy or the like, and the electronic control unit is housed in an ECU housing disposed on the opposite side of the motor housing in the axial direction.
  • the electronic control unit housed in the ECU housing includes a power supply circuit unit, a power conversion circuit unit having a power switching element such as a MOSFET or IGBT for driving and controlling the electric motor, and a control for controlling the power switching element. And an output terminal of the power switching element and an input terminal of the electric motor are electrically connected via a bus bar.
  • the electronic control unit housed in the ECU housing is supplied with electric power from a power source via a connector terminal assembly made of synthetic resin, and is supplied with detection signals such as an operating state from detection sensors. .
  • the connector terminal assembly functions as a lid, is connected to the electronic control unit so as to close an opening formed in the ECU housing, and is fixed to the outer surface of the ECU housing by fixing bolts.
  • an electric drive unit integrated with an electronic control unit an electric brake, an electric hydraulic controller for various hydraulic controls, and the like are known.
  • an electric motor is used to assist the steering operation, and a power conversion circuit including an inverter circuit is used to control and drive the electric motor.
  • a power conversion circuit including an inverter circuit is used to control and drive the electric motor.
  • the ECU housing In order to prevent the ECU housing from becoming longer in the axial direction, it is conceivable to mount two power conversion circuits on the same mounting board. According to this, the ECU housing is compared with the case where individual mounting boards are used. The axial length of can be shortened.
  • the length of the ECU housing in the radial direction becomes longer, and a new problem arises that the outer dimension of the ECU housing becomes larger.
  • the outer diameter shape of the ECU housing is a cylindrical shape in accordance with the outer diameter shape of the motor housing, the mounting board is necessarily formed in a shape that can be accommodated in the cylindrical ECU housing. It becomes.
  • the present invention proposes a new mounting technique to meet this demand.
  • An object of the present invention is to provide an electric drive device and an electric power steering device including a novel power conversion circuit unit capable of suppressing the mounting substrate on which the redundant power conversion circuit is mounted from being enlarged in the radial direction.
  • the power conversion circuit unit includes a mounting board and a power conversion circuit mounted on the mounting board.
  • the basic feature of the present invention is that two positive-side power paths and a negative-side power path are disposed adjacent to each other from the outer edge side to the inner side of the mounting board, and the two positive-side power paths and the negative-side power path.
  • a power conversion circuit for controlling and driving the electric motor is arranged on both peripheral sides of the mounting board with reference to the above, and an output terminal connected to the electric motor is arranged on the mounting board outside the power conversion circuit. is there.
  • the power conversion circuit can be arranged from the center of the mounting substrate toward the peripheral portion, the wiring distance can be shortened and the mounting area of the power conversion circuit can be reduced. As a result, the mounting substrate on which the redundant power conversion circuit is mounted can be prevented from increasing in size in the radial direction.
  • FIG. 1 is an overall perspective view of a steering apparatus as an example to which the present invention is applied.
  • 1 is an overall perspective view of an electric power steering device as an electromechanical integrated electric drive device.
  • FIG. 3 is an exploded perspective view of the electric power steering device shown in FIG. 2.
  • It is a circuit diagram which shows the circuit structure of one phase of a power converter circuit.
  • 1 is a top view of a mounting board on which a redundant power conversion circuit is mounted according to a first embodiment of the present invention.
  • FIG. 6 is an enlarged top view in which a part of the power conversion circuit of FIG. 5 is enlarged. It is sectional drawing which shows the cross section of the negative electrode side power supply path vicinity of FIG.
  • FIG. 3 is a cross-sectional view of a part of the electric power steering device in a vertical section.
  • FIGS. Before describing an embodiment of the present invention, a configuration of a steering device as an example to which the present invention is applied and a configuration of an electric power steering device as an electromechanical integrated electric drive device are shown in FIGS. This will be briefly explained using.
  • the steering device 1 is configured as shown in FIG.
  • a pinion (not shown) is provided at the lower end of the steering shaft 2 connected to a steering wheel (not shown), and this pinion meshes with a rack (not shown) that is long in the left-right direction of the vehicle body.
  • Tie rods 3 for steering the front wheels in the left-right direction are connected to both ends of the rack, and the rack is covered with a rack housing 4.
  • a rubber boot 5 is provided between the rack housing 4 and the tie rod 3.
  • An electric power steering device 6 is provided to assist the torque when the steering wheel is turned.
  • a torque sensor 7 that detects the turning direction and turning torque of the steering shaft 2 is provided, and an electric motor unit 8 that applies a steering assist force to the rack via the gear 10 based on the detection value of the torque sensor 7.
  • an electronic control unit (ECU) unit 9 that controls the electric motor disposed in the electric motor unit 8 is provided.
  • the electric motor steering unit 8 of the electric power steering device 6 is connected to the gear 10 through bolts (not shown) at the outer peripheral portion on the output shaft side, and the electronic control device unit on the opposite side of the output shaft of the electric motor 8 unit. 9 is provided.
  • the electric motor unit 8 includes a motor housing 11A having a cylindrical portion made of aluminum alloy or the like and an electric motor (three-phase DC electric motor) (not shown) housed in the motor housing 11A.
  • the device section 9 is composed of an ECU housing 11B made of aluminum alloy or the like and an electronic control assembly (not shown) housed in the ECU housing 11B, which is disposed on the opposite side to the output shaft in the axial direction of the motor housing 11A. .
  • the motor housing 11A and the ECU housing 11B are integrally fixed by fixing bolts at opposite end surfaces thereof.
  • the electronic control assembly housed inside the ECU housing 11B is a power conversion unit having a power switching element made up of a power supply circuit unit that generates a necessary power source, a MOSFET, an IGBT, and the like that drives and controls the electric motor of the electric motor unit 8.
  • the circuit includes a control circuit unit that controls the power switching element, and the output terminal of the power switching element and the input terminal of the electric motor are electrically connected via a bus bar.
  • the lid 12 is provided with a connector terminal forming part 12A for supplying power, a connector terminal forming part 12B for detection sensor, and a connector terminal forming part 12C for sending a control state for sending a control state to an external device.
  • the electronic control assembly housed in the ECU housing 11B is supplied with electric power from the power source via the connector terminal forming portion 12A for supplying power to the lid 12 made of synthetic resin, and is operated from the detection sensors.
  • a detection signal such as a state is supplied via the connector forming terminal portion 12B for the detection sensor, and a control state signal of the current electric power steering apparatus is sent via the connector terminal forming portion 12C for sending the control state.
  • the lid 12 is shaped so as to cover the entire opening of the ECU housing 11B, but each connector terminal is formed in a small size and inserted through an insertion hole formed in the ECU housing 11B. It may be configured to be connected to the control assembly.
  • the control circuit unit calculates the drive operation amount of the electric motor based on the detected value.
  • the electric motor is driven by the power switching element of the power conversion circuit unit based on the calculated drive operation amount, and the output shaft of the electric motor is rotated so as to drive the steering shaft 1 in the same direction as the operation direction.
  • the rotation of the output shaft is transmitted from a pinion (not shown) to a rack (not shown) via the gear 10 to steer the automobile. Since these structures and operations are already well known, further explanation is omitted.
  • the electric motor unit 8 and the electronic control unit 9 together with the speed reducer are mounted on the column unit where the steering shaft 2 to which the steering wheel is connected is rotatably held. Is arranged, and a so-called column assist type that applies assist force to the column portion can be employed.
  • FIG. 3 shows an exploded perspective view of the electric power steering apparatus 6.
  • the motor housing 11A usually contains an electric motor.
  • the motor housing 11A and the ECU housing 11B are made of separate aluminum alloys, but both housings may be the same housing.
  • the electronic control unit 9 includes an ECU housing 11B coupled to the opposite side of the output shaft (not shown) of the electric motor in the motor housing 11A, and a lid (not shown) coupled to the ECU housing 11B by a plurality of fixing bolts. It consists of and.
  • the lid also serves as a connector terminal assembly, and is formed from synthetic resin by injection molding. Various types of connector wiring portions are simultaneously embedded in the lid by an insert mold.
  • a power supply circuit unit 13 is provided in a housing space composed of the ECU housing 11B and the lid, and a power conversion circuit unit 14, a guide molding plate 15, and a control circuit unit 16 are arranged in the housing space of the ECU housing 11B. ing.
  • the power supply circuit unit 13, the power conversion circuit unit 14, the guide molding plate 15, and the control circuit unit 16 constitute an electronic control assembly.
  • a heat dissipating base 17 made of metal such as aluminum or aluminum alloy is disposed inside the ECU housing 11B.
  • the heat radiating base 17 is integrally coupled to the ECU housing 11B.
  • a metal first mounting board 18 and a second mounting board 19 on which electric components constituting the power supply circuit unit 13 and the power conversion circuit unit 14 are mounted by single-sided mounting are fixed to both surfaces of the heat radiating base 17. ing.
  • the heat dissipation base 17 made of aluminum or aluminum alloy having a predetermined thickness is disposed between the metal first mounting board 18 and the metal second mounting board 19. Functions as a heat radiating member, is integrally coupled to the ECU housing 11B, and is configured to radiate heat from the ECU housing 11B to the outside air.
  • the metal mounting boards 18 and 19 and the heat dissipating base 17 are provided with a heat dissipating functional material such as a heat dissipating adhesive, a heat dissipating sheet, and heat dissipating grease having a high thermal conductivity in order to enhance thermal contact. It is interposed between the second mounting substrate 19 and the heat dissipation base 17.
  • a power supply circuit unit 13 whose main function is to generate a DC power source used in an inverter device for driving an electric motor is disposed.
  • the power supply circuit unit 13 is a power supply in which a switching element made of a capacitor, a coil, a MOSFET, and a power supply side connector terminal from a battery are connected to one surface of a first mounting substrate 18 made of a metal having good thermal conductivity such as aluminum. Electricity such as a high-voltage side connector to which a high-voltage side connector terminal for supplying high-voltage power to the power connector circuit section 14 is connected, a low-voltage side connector to which a low-voltage connector terminal for supplying low-voltage power to the control circuit section 16 The component is mounted.
  • the first mounting substrate 18 is formed by forming an insulating layer on an aluminum substrate, and printing a wiring pattern made of copper foil on the insulating layer, on which electrical components are placed, respectively. The electrical parts are electrically connected.
  • a power conversion circuit unit 14 that executes inverter control whose main function is driving of the electric motor is arranged.
  • the power conversion circuit unit 14 has a second mounting substrate 19 as the power conversion circuit unit 14 disposed so as to face the first mounting substrate 18 as the power supply circuit unit 13 with the heat dissipation base 17 as a boundary.
  • the opposing surfaces of the second mounting substrate 19 and the first mounting substrate 18 are such that heat is easily transferred to the heat dissipation base 17. Further, between the first mounting substrate 18 and the second mounting substrate 19 and the heat radiating base 17, a heat radiating functional material such as a heat radiating adhesive, a heat radiating sheet, and heat radiating grease having good thermal conductivity is interposed.
  • the power conversion circuit unit 14 controls a power switching element made of a plurality of MOSFETs or IGBTs, an output terminal for output thereof, and a switching element on a mounting substrate 19 made of a metal having good thermal conductivity such as aluminum.
  • a connector terminal and the like for feeding back an input signal such as a gate, a drain, and a source and an operation state of the switching element to the control circuit unit 16 are mounted.
  • an inverter-side connector that receives power from the power supply circuit unit 13 is also provided.
  • the power conversion circuit unit 14 includes a mounting board 19 and a power conversion circuit mounted on the mounting board 19.
  • a control circuit unit 16 having a main function of switching control of the switching elements of the power conversion circuit unit 14 is disposed between the power conversion circuit unit 14 and the motor housing 11A.
  • a resin substrate mounting boss 20 is formed on the ECU housing 11B toward the motor housing 11A, and the resin substrate 21 of the control circuit unit 16 is fixed to the resin substrate mounting boss 20 with mounting bolts.
  • the control circuit unit 16 is mounted with a microcomputer or the like for controlling the switching elements of the power conversion circuit unit 14 on a resin substrate 21 made of synthetic resin or the like. As shown in FIG. 3, electrical components such as peripheral circuits of the microcomputer 32 are arranged on the resin substrate 21.
  • a magnetic detection element for example, an MR element
  • detecting the rotation speed and rotation phase of the electric motor is mounted, and in cooperation with the sensor magnet MG fixed to the rotation shaft of the electric motor. The rotational speed and rotational phase are detected.
  • the power supply circuit unit 13, the heat dissipation base 17, the power conversion circuit unit 14, and the control circuit unit 16 are arranged in this order from the lid toward the motor housing 11A.
  • the control circuit unit 16 By arranging the control circuit unit 16 at a distance from the power supply circuit unit 13 in this way, it is possible to provide a stable power supply to the control circuit unit 16 after removing power supply noise.
  • the mounting board since the two power conversion circuits are mounted, the length of the ECU housing in the radial direction is increased, and a new problem arises that the radial dimension of the ECU housing is increased.
  • the outer diameter shape of the ECU housing is cylindrical in accordance with the outer diameter shape of the motor housing, it is desirable that the mounting board be formed into a shape that can be accommodated in the cylindrical ECU housing.
  • this embodiment proposes a mounting technique described below.
  • two positive power supply paths are arranged in the center from the outer edge to the inner side of the mounting board of the power conversion circuit unit, and the negative electrode side is provided on both sides of the mounting board with reference to the positive power supply path.
  • a power conversion circuit for controlling and driving the power supply path and the electric motor is disposed, and an output terminal portion connected to the electric motor is further disposed on a mounting board outside the power conversion circuit.
  • the power conversion circuit is arranged from the center side of the mounting substrate toward the peripheral portion, the wiring distance can be shortened and the mounting area of the power conversion circuit can be reduced. Thus, it is possible to suppress an increase in the size of the mounting board on which the redundant power conversion circuit is mounted in the radial direction.
  • the electric motor M used in the present embodiment is a three-phase DC electric motor, and U-phase, V-phase, and W-phase coils are wound around the stator.
  • a power conversion circuit unit 14 is provided to supply controlled power to the coils of each phase.
  • a MOSFET is used as the power switching element, hereinafter, it is referred to as a MOSFET as a representative of the power switching element.
  • the power conversion circuit of the power conversion circuit unit 14 is generally known as an inverter circuit, and the inverter circuit basically has a configuration shown in FIG.
  • FIG. 4 shows a circuit configuration of one phase.
  • the high potential side MOSFET 24 includes a drain DA, a gate GA, and a source SA, and the drain DA is connected to the positive power supply path 22.
  • the low potential side MOSFET 25 includes a drain DB, a gate GB, and a source SB, and the source SB is connected to the negative power supply path 23.
  • the source SA of the high potential side MOSFET 24 is connected to the drain DB of the low potential side MOSFET 25.
  • the phase relay MOSFET 26 includes a drain DC, a gate GC, and a source SC.
  • the drain DC is connected to a connection point between the source SA of the high potential side MOSFET 24 and the drain DB of the low potential side MOSFET 25, and the source SC is connected to the coil 27. Yes.
  • control circuit unit 16 supplies the control signals to the gates GA, GB, GC of the high potential side MOSFET 24, the low potential side MOSFET 25, and the phase relay MOSFET 26, thereby controlling the power controlled by the coil 27 of the electric motor. Can be supplied.
  • FIG. 4 shows a circuit configuration relating to one phase, and the same circuit is connected between the positive power supply path 22 and the negative power supply path 23 for the remaining two phases as well.
  • the bridge circuit is formed.
  • a plurality of power conversion circuits having these circuit configurations are mounted on the second mounting board 19 (the number of winding systems of the electric motor M).
  • the high potential side MOSFET is indicated by “H” meaning High
  • the low potential side MOSFET is indicated by “L” meaning Low
  • the phase relay MOSFET is indicated by “P” meaning Phase. Show.
  • the second mounting substrate 19 of the power conversion circuit unit 14 is a mounting substrate made of a metal having good thermal conductivity such as aluminum, and after the insulating layer is formed on the second mounting substrate 19, A wiring path (wiring pattern) made of copper foil is printed on top, and a plurality of MOSFETs, an output terminal for outputting the MOSFETs, and input terminals for input signals such as gates, drains, and sources for controlling the MOSFETs. And a monitor terminal for feeding back the operation state of the MOSFET to the control circuit unit 16 is mounted.
  • An insulating region 28 is formed on the entire surface of the second mounting substrate 19, and the first regions are formed on both sides (left and right in FIG. 5) on the basis of the vicinity of the substantially center C of the second mounting substrate 19.
  • a power conversion circuit 30 and a second power conversion circuit 31 are formed.
  • the first power conversion circuit 30 and the second power conversion circuit 31 have substantially the same configuration, and the arrangement positions of the high potential side MOSFETs are different. This will be described later.
  • the motor winding indicated by reference numeral 27 in FIG. 4 is built in two lines in the motor casing, and the first power conversion circuit 30 energizes the first winding and simultaneously the second power conversion circuit 31. To energize the second winding.
  • the electric motor M is driven with an output of about 50% in each drive system for the required assist torque.
  • the control circuit unit 16 stops the operation of the first power conversion circuit 30, but the second power The operation of the conversion circuit 31 is continued, and the continuous electric power is supplied to the electric motor so that about half of the maximum current in the normal state can be supplied.
  • the reverse operation is performed.
  • the electric motor can be controlled by the first power conversion circuit 30 while the input / output of the second power conversion circuit 31 is cut off in the normal state.
  • the electric motor M can be driven with an output corresponding to the required assist torque (for example, an output that is 100% with respect to the assist torque).
  • the control circuit unit 16 stops the operation of the first power conversion circuit 30 and starts the operation of the second power conversion circuit 31 instead.
  • power can be supplied to the electric motor for backup.
  • each wiring pattern connected to the drain, source, gate, etc. of each MOSFET is printed on the surface of the insulating region 28 of the second mounting substrate 19. Then, in the vicinity of the center C of the second mounting board 19, the first positive power supply path 32 and the second power conversion of the first power conversion circuit 30 so as to cross the second mounting board 19 vertically in FIG. 5.
  • the second positive power supply path 33 of the circuit 31 is disposed in a state of being insulated from each other with a space therebetween.
  • the first positive power supply path 32 and the second positive power supply path 33 are formed in a shape having a predetermined width and extending substantially linearly, and are arranged so as to pass near the center C of the second mounting substrate 19. It is installed.
  • the positive power supply paths 32 and 33 are connected to corresponding first positive power supply terminal portions 34 and second positive power supply terminal portions 35, respectively.
  • the first positive electrode side power terminal 34 part and the second positive electrode side power terminal 35 part are connected to a positive electrode of a power circuit part (not shown).
  • the substrate is directed toward the center C from the first positive electrode side power supply terminal portion 34 and the second positive electrode side power supply terminal portion 35 which are formed adjacent to each other in an insulated state on the peripheral edge (end portion side) of the second mounting substrate 19.
  • the first positive electrode side power supply path 32 and the second positive electrode side power supply path 33 are formed adjacent to each other so as to be insulated from each other.
  • a first negative-side power path 38 and a second negative-side power path 39 are disposed adjacent to each other, A second negative power supply path 38 and a second negative power supply path 39 are wired along both sides of the first positive power supply path 32 and the second positive power supply path 33.
  • the 1st positive electrode side power supply terminal part 34 and the 2nd positive electrode side power supply terminal part 35 are formed as a connection land.
  • high-potential-side MOSFETs 36U, 36V, and 36W for the respective phases are arranged in common with the first positive-side power supply path 32.
  • the first W phase) 36W is arranged.
  • the high potential side MOSFETs 36U, 36V, 36W of the respective phases are arranged on the second positive electrode side power supply path 33 in common with the second positive electrode side power supply path 33.
  • a high potential side MOSFET (second U phase) 37U, a high potential side MOSFET (second V phase) 37V, and a high potential side MOSFET (second W phase) 37W are arranged.
  • the order of the arrangement positions of these three-phase MOSFETs is arbitrary, and an appropriate arrangement position can be taken corresponding to the position of the output terminal of the electric drive device.
  • first positive electrode side power supply path 32 and the second positive electrode side power supply path 33 function as a common drain DA connecting portion of the high potential side MOSFETs of the respective phases shown in FIG.
  • a first negative electrode side power supply path 38 and a second negative electrode side power supply path 39 are disposed on the outer peripheral edge side (outer side) of the mounting substrate 19 from the respective positive electrode side power supply paths 32 and 33.
  • the first negative power supply path 38 and the second negative power supply path 39 are also formed in a shape extending substantially linearly with a predetermined width along the positive power supply paths 32 and 33. Are disposed adjacent to the positive-side power supply paths 32 and 33 disposed on the side.
  • the negative power supply paths 38 and 39 are connected to the first negative power supply terminal 40 and the second negative power supply terminal 41 corresponding thereto.
  • the first negative power supply terminal 40 and the second negative power supply terminal 41 are connected to a negative electrode of a power supply circuit unit (not shown).
  • the negative power supply paths 38 and 39 function as a connection portion of the common source SB of the low potential side MOSFETs of each phase.
  • Shunt resistors 29A and 29B are formed at symmetrical positions between the first negative power supply path 38, the second negative power supply path 39, the first negative power supply terminal 40, and the second negative power supply terminal 41. Furthermore, the positive power supply terminals 34 and 35 and the negative power supply terminals 40 and 41 are arranged in a straight line so as to be aligned next to each other.
  • the wiring distance is shortened and the mounting area can be reduced. Further, since the positive power supply paths 32 and 33 and the negative power supply paths 38 and 39 are adjacently connected, the wiring becomes shorter and inductance and noise can be reduced. Further, since the positive power supply terminals 34 and 35 and the negative power supply terminals 40 and 41 of the first power conversion circuit 30 and the second power conversion circuit 31 are arranged adjacent to each other, they are connected to the power supply circuit section 13. Power supply terminals can be aggregated, and the area required for connection of the mounting substrate 16 can be aggregated. In addition, the structure can be simplified.
  • the first connection wiring regions 42U to 42W and the second connection wiring region 43U are provided on the outer peripheral side of the mounting substrate 19 from the negative power supply paths 38 and 39 (outside opposite to the positive power supply paths 32 and 33). To 43W are provided.
  • the first connection wiring regions 42U to 42W and the second connection wiring regions 43U to 43W are divided into three parts corresponding to the respective phases and insulated from each other, and the low voltage side MOSFET of each phase is connected to each wiring region.
  • a phase relay MOSFET is arranged.
  • the arrangement of the first connection wiring regions 42U, 42V, 42W is relative to the wiring direction of the first positive power supply path 32 (second positive power supply path 33). This corresponds to the arrangement order of the high-potential side MOSFETs 36U (37U), 36V (37V), and 36W (36W) of each phase.
  • the low voltage side MOSFETs of the respective phases are disposed in the first connection wiring regions 42U to 42W in an insulated state, and the low potential side MOSFETs (first U phase) 44U, in order from the top in FIG.
  • a low potential side MOSFET (first V phase) 44V and a low potential side MOSFET (first W phase) 44W are arranged.
  • the low-voltage side MOSFETs of the respective phases are arranged in an insulated state on the second connection wiring regions 43U to 43W, and the low-potential side MOSFETs (second U-phase) are sequentially arranged from the top in FIG. ) 45U, a low potential side MOSFET (second V phase) 45V, and a low potential side MOSFET (second W phase) 45W are arranged.
  • phase relay MOSFETs of each phase are arranged in an insulated state together with the low potential side MOSFETs of each phase.
  • a phase relay MOSFET (first U phase) 46U, a phase relay MOSFET (first V phase) 46V, and a phase relay MOSFET (first W phase) 46W are arranged in order from the top in FIG. Has been.
  • phase relay MOSFETs for each phase are arranged on the second connection wiring regions 43U to 43W, and the phase relay MOSFETs (second U phase) 47U and phase relays are arranged in order from the top in FIG.
  • a MOSFET (second V phase) 47V and a phase relay MOSFET (second W phase) 47W are arranged.
  • the first connection wiring regions 42U to 42W and the second connection wiring regions 43U to 43W have the function of the connection portion of the source SA, drain DB, and drain DC shown in FIG.
  • the high-potential side MOSFET, the low-potential side MOSFET and the phase relay MOSFET of each phase are aligned along the wiring direction of the positive-side power supply paths 32 and 33, and the wiring is routed.
  • the mounting substrate 19 can be reduced in size.
  • the wiring can be further easily routed and the mounting board 19 can be reduced in size.
  • the negative power supply paths 38, 39 are provided between the positive power supply paths 32, 33 in which the high potential side MOSFETs are arranged and the connection wiring regions 42U to 42W, 43U to 43W in which the low potential MOSFETs are arranged. Is arranged. For this reason, it is necessary to connect the high-potential side MOSFET and the low-potential side MOSFET by jumping over the negative-side power supply paths 38 and 39 between the high-potential side MOSFET and the low-potential side MOSFET.
  • a jumper line 48U is provided between the high potential side MOSFET (first U phase) 36U and the low potential side MOSFET (first U phase) 44U, and the high potential side MOSFET (first V phase) 36V and the low potential side MOSFET (A jumper line 48V is provided between the first V phase 44V and a jumper line 48W is provided between the high potential side MOSFET (first W phase) 36W and the low potential side MOSFET (first W phase) 44W.
  • a jumper line 49U is provided between the high potential side MOSFET (second U phase) 37U and the low potential side MOSFET (second U phase) 45U, and the high potential side MOSFET (second V phase) 37V and the low potential side MOSFET are provided.
  • a jumper line 49V is provided between the (second V phase) 45V, and a jumper line 49W is provided between the high potential side MOSFET (second W phase) 37W and the low potential side MOSFET (second W phase) 45W. .
  • the high potential side MOSFETs 36U to 36W and the low potential side MOSFETs 44U to 44W are arranged to face each other at the same position, and the jumper lines 48U to 48W are shown in FIG.
  • Mutual MOSFETs are connected on the upper side of each MOSFET.
  • the high potential side MOSFETs 37U to 37W and the high potential side MOSFETs 36U to 36W are 1 to the high potential side MOSFETs 36U to 36W on the first power conversion circuit 30 side. It is arranged at an upper position (an outer peripheral direction opposite to the outer peripheral direction in which the second positive power supply terminal portion 35 and the second negative power supply terminal portion 41 are arranged) shifted by one MOSFET. Further, the high-potential side MOSFETs 37U to 37W and the low-potential side MOSFETs 45U to 45W are shifted downward from each other by one MOSFET (the outer peripheral direction on the second positive electrode side power supply terminal portion 35 and the second negative electrode side power supply terminal portion 41 side). Are arranged opposite to each other.
  • connection portions of the jumper lines 49U to 49W of the high potential side MOSFETs 37U to 37W are different from the high potential side MOSFETs 36U to 36W on the first power conversion circuit 30 side, as shown in FIG. It is connected to 45W. Therefore, the jumper lines 48U to 48W and 49U to 49W are symmetrically arranged at the same position.
  • first connection wiring regions 42U to 42W and the second connection wiring regions 43U to 43W From the first connection wiring regions 42U to 42W and the second connection wiring regions 43U to 43W, further to the outer peripheral side of the mounting substrate 19 (outside opposite to the first positive electrode side power supply path 32 and the second positive electrode side power supply path 33). Are provided with first output wiring areas 50U to 50W and second output wiring areas 51U to 51W.
  • the first output wiring areas 50U to 50W and the second output wiring areas 51U to 51W are divided into three parts corresponding to the respective phases and insulated from each other, and the output terminals of the respective phases are arranged in the individual wiring areas. ing.
  • the output terminal portions of the respective phases are insulated and arranged as connection lands.
  • the first U-phase output terminal portion 52U and the first V-phase are sequentially arranged from the top.
  • An output terminal portion 52V and a first W-phase output terminal portion 52W are disposed.
  • the output terminal portions of the respective phases are disposed in the second output wiring regions 51U to 51W so as to be insulated from each other, and the upper side (second positive side power terminal portion 35 and second negative side power source terminal in FIG. 5).
  • the second U-phase output terminal portion 53U, the second V-phase output terminal portion 53V, and the second W-phase output terminal portion 53W are disposed in order from the outer peripheral direction opposite to the outer peripheral direction in which the portion 41 is disposed.
  • the first power conversion circuit 30 uses the first positive power supply path 32 as a reference, the high potential side MOSFET (first U phase) 36U, the high potential side MOSFET (first V phase) 36V, and the high potential side MOSFET (first potential).
  • the output terminal portions 52U, 52V, and 52W of the first power conversion circuit 30 and the output terminal portions 53U, 53V, and 53W of the second power conversion circuit 31 are indicated by broken lines VL in FIG. 5. Are arranged in parallel on the same line in the vertical direction. Further, the positive power supply terminal portions 34 and 35 and the negative power supply terminal portions 40 and 41 of the first power conversion circuit 30 and the second power conversion circuit 31 are on the same line in the horizontal direction as indicated by a broken line HL in FIG. Has been placed.
  • the output terminals 52U, 52V, 52W of the first power conversion circuit 30 and the arrangement directions (broken lines VL) of the output terminal portions 53U, 53V, 53W of the second power conversion circuit 31 are arranged orthogonally.
  • the outer shape of the mounting substrate 19 is formed along the shape of the cylindrical ECU housing 11B, so that each output terminal of the first power conversion circuit 30 and the second power conversion circuit 31 is formed. Since 52U, 52V, 52W, 53U, 53V, 53W and the power terminals 34, 35, 40, 41 can be arranged in a cylindrical shape, the second mounting substrate 19 can be reduced.
  • the high potential side MOSFETs 36U, 36V, 36W of the first power conversion circuit 30 and the high potential side MOSFETs 37U, 37V, 37W of the second power conversion circuit 31 are shifted by one step.
  • the MOSFET on the end side of one of the power conversion circuits is positioned on the upper side or the lower side, so the mounting surface of the mounting board 19 having a shape along the cylindrical shape of the ECU housing 11B Can be used effectively.
  • casing when making the 2nd mounting board 19 more circular according to the curved surface of a motor housing
  • the arrangement of the output terminals 53U, 53V, and 53W of the power conversion circuit 31 and the arrangement of the positive power supply terminal portions 34 and 35 and the negative power supply terminal portions 40 and 41 may be displaced.
  • the gate input terminals of the MOSFETs are arranged around the power conversion circuits 30 and 31.
  • the corresponding gate input terminal portions of the high potential side MOSFETs 36U, 36V, 36W of the first power conversion circuit 30 are a high potential side first U phase gate input terminal portion 54U, a high potential side first V phase gate input terminal portion 54V, a high potential.
  • the side first W-phase gate input terminal portion 54W is disposed in the vicinity of the high potential side MOSFET 36U on the upper side of the drawing.
  • the corresponding gate input terminal portions of the high potential side MOSFETs 37U, 37V, 37W of the second power conversion circuit 31 are the high potential side second U phase gate input terminal portion 55U and the high potential side second V phase gate input terminal portion 55V.
  • the high-potential side second W-phase gate input terminal portion 55W is disposed in the vicinity of the high-potential side MOSFET 37U on the upper side of the drawing.
  • the portion 55U, the high-potential side second V-phase gate input terminal portion 55V, and the high-potential side second W-phase gate input terminal portion 55W are arranged close to the outer peripheral edge of the mounting substrate 19.
  • the corresponding gate input terminal portions of the low potential side MOSFETs 44U, 44V, 44W of the first power conversion circuit 30 are the low potential side first U phase gate input terminal portion 56U, the high potential side first V phase gate input terminal portion 56V, The high potential side first W-phase gate input terminal portion 56W is disposed in the vicinity of the low potential side MOSFETs 44U and 44W on the upper and lower sides of the drawing.
  • the corresponding gate input terminal portions of the low potential side MOSFETs 45U, 45V, 45W of the second power conversion circuit 31 are the low potential side second U phase gate input terminal portion 57U and the low potential side second V phase gate input terminal portion 57V.
  • the low potential side second W-phase gate input terminal portion 57W is disposed in the vicinity of the low potential side MOSFETs 45U and 45W on the upper and lower sides of the drawing.
  • the portion 57U, the low-potential side second V-phase gate input terminal portion 57V, and the low-potential side second W-phase gate input terminal portion 57W are arranged close to the outer peripheral edge of the mounting substrate 19.
  • the corresponding gate input terminal portions of the phase relay MOSFETs 46U, 46V, 46W of the first power conversion circuit 30 are the first U phase gate input terminal portion 58U for phase relay, the first V phase gate input terminal portion 58V for phase relay, The first W-phase gate input terminal 58W for the phase relay is disposed in the vicinity of the upper and lower phase relay MOSFETs 46U to 46W in the drawing.
  • phase relay MOSFETs 47U, 47V, 47W of the second power conversion circuit 31 are the second U phase gate input terminal portion 59U for phase relay and the second V phase gate input terminal portion 59V for phase relay.
  • the phase relay second W-phase gate input terminal portion 59W is disposed in the vicinity of the upper and lower phase relay MOSFETs 46U to 46W in the drawing.
  • phase relay first U-phase gate input terminal portion 58U, the phase relay first V-phase gate input terminal portion 58V, the phase relay first W-phase gate input terminal portion 58W, and the phase relay second U-phase gate input terminal are arranged close to the outer peripheral edge of the second mounting substrate 19.
  • 56U to 56W, 57U to 58W, 58U to 58W, 59U to 59W are arranged on the peripheral edge portion of the second mounting substrate 19 along the arrangement direction of the MOSFETs on the second mounting substrate 19.
  • the gate signal line connecting each gate input terminal and each MOSFET can be easily wired along the negative power supply paths 38 and 39 and the connection wiring regions 42U to 42W and 43U to 43W, and the wiring distance can be shortened. .
  • FIG. 6 shows the first power conversion circuit 30, but the second power conversion circuit 31 has the same configuration.
  • the terminal directions of the first high potential side MOSFET connection regions 60U to 60W are arranged toward the first positive electrode side power supply path 32.
  • the first high potential side MOSFET connection regions 60U to 60W can be arranged along the first positive power supply path 32 for each phase of the coil of the electric motor, and the shape of the first positive power supply path 32 is complicated. Can be suppressed.
  • first high potential side MOSFET connection regions 60U to 60W are arranged along the first negative electrode side power supply path 38 in the first negative electrode side power supply path 38 facing the first connection wiring regions 42U to 42W.
  • the first low potential side MOSFET connection regions 62U to 62W are arranged at positions corresponding to the positions where the current is present.
  • the first low potential side MOSFET connection regions 62U to 62W of the respective phases are arranged in the first negative electrode side power supply path 38 at a predetermined interval, preferably at equal intervals.
  • the terminal directions of the first low potential side MOSFET connection regions 62U to 62W are arranged toward the low potential side MOSFETs 44U to 44W.
  • the first low potential side MOSFET connection regions 62U to 62W can be arranged along the first negative power supply path 32 for each phase of the coil of the electric motor, and the shape of the first negative power supply path 32 is complicated. Can be suppressed.
  • a configuration is adopted in which the gate signal lines 64 of the low potential side MOSFETs 44U to 44W are arranged between the first low potential side MOSFET connection regions 62U to 62W and the first connection wiring regions 42U to 42W.
  • the gate signal line 64V of the low potential side MOSFET (first V phase) 44V can be wired without using a jumper line.
  • the gate signal line 64V of the low potential side MOSFET (first V phase) 44V is wired across the low potential side MOSFET (first U phase) 44U. For this reason, it is necessary to perform wiring without interfering with the low potential side MOSFET (first U phase) 44U.
  • the gate signal line 64V of the low potential side MOSFET (first V phase) 44 is arranged between the first low potential side MOSFET connection region 62U and the first connection wiring region 42U. It adopts a configuration to As shown in FIG. 7, the first low potential side MOSFET connection region 62U and the low potential side MOSFET (first V phase) 44 are configured to straddle the gate signal line 64V with a terminal lead 66V made of a Cu material. As a result, it is possible to reduce the jumper wires, and it is possible to reduce the mounting area, cost, and increase of the inductance component.
  • two positive-side power paths and negative-side power paths are disposed adjacent to each other at substantially the center of the mounting board, and the two positive-side power paths and negative-side power paths are arranged.
  • the MOSFETs for each phase constituting the power conversion circuit for controlling and driving the electric motor are arranged on both sides of the mounting board as a reference so as to be orthogonal to the positive power supply path, and further mounted outside the power conversion circuit.
  • the output terminal connected to the electric motor was disposed on the substrate.
  • the redundant power conversion circuit can be disposed almost symmetrically from the center of the mounting board to the peripheral edge, the wiring distance can be shortened and the mounting area of the circuit board can be reduced. As a result, the mounting substrate on which the redundant power conversion circuit is mounted can be prevented from increasing in size in the radial direction.
  • FIG. 1 basically has the same configuration as that of the first embodiment, but the arrangement position of the high potential side MOSFET and the arrangement position of the jumper line connecting the high potential side MOSFET and the low potential side MODFET are different. Is different. Since the basic operation and effects are the same as those of the first embodiment, the other operations and effects will be described below.
  • FIG. 8 since the configuration is basically the same as that of the first embodiment, reference numerals are omitted except for necessary components. Refer to FIG. 5 if necessary.
  • the configuration of the first power conversion circuit 30 is the same as that of the embodiment.
  • the high potential side MOSFETs 37U to 37W are arranged opposite to each other at the same position as the high potential side MOSFETs 36U to 36W of the first power conversion circuit 30.
  • the connection positions of the jumper wires 49U to 49W are the lower side of the high potential side MOSFETs 37U to 37W (second positive side power supply terminal part 35, negative side power supply terminal part 41 in FIG. Side).
  • the high potential side MOSFETs 37U to 37W and the low potential side MOSFETs 45U to 45W are arranged to face each other at the same position.
  • the connection positions of the jumper lines 49U to 49W are also set on the lower side of the low potential side MOSFETs 45U to 45W in FIG.
  • the jumper lines 49U to 49W connect the high potential side MOSFETs 37U to 37W and the low potential side MOSFETs 45U to 45W, respectively.
  • the jumper lines 49U to 49W of the second power conversion circuit 31 are lower by one MOSFET than the jumper lines 48U to 48W of the first power conversion circuit 30 (second positive power supply terminal 35, negative electrode). Side power supply terminal portion 41 side). With such an arrangement, the jumper wires 49U to 49W of the second power conversion circuit 31 are positioned on the lower side, so that the mounting surface of the mounting substrate 19 having a shape along the cylindrical shape of the ECU housing 11B is provided. Can be used effectively.
  • the end-side jumper lines are Since it is close to the outer peripheral edge of the mounting substrate 19, a sufficient mounting area cannot be obtained. For this reason, in order to ensure the mounting area of this part, it is necessary to enlarge a mounting board. On the other hand, if the arrangement configuration of the jumper lines as shown in FIG. 8 is adopted, a portion close to the outer peripheral edge of the mounting substrate 19 becomes one jumper line, so that a sufficient mounting area can be obtained.
  • FIG. 1 a third embodiment of the present invention will be described with reference to FIG.
  • the relationship between the positive power supply path and the negative power supply path shown in the first embodiment is replaced, and the positive power supply path is disposed outside the negative power supply path as a reference.
  • the high potential side MOSFET and the low potential side MOSFET are different in the arrangement direction.
  • FIG. 9 reference numerals are omitted for components other than those necessary for the description. Since the configuration of the gate signal line and the like is basically the same as or equivalent to that of the first embodiment, description thereof is omitted.
  • each wiring pattern to which the drain, source, gate, etc. of each MOSFET is connected is printed on the surface of the insulating region 28 of the mounting substrate 19.
  • the second mounting substrate 19 is vertically traversed from the first negative power supply terminal 72 and the second negative power supply terminal 73 toward the opposite peripheral edge in FIG. 9.
  • the first negative power supply path 70 of the first power conversion circuit 30 and the second negative power supply path 71 of the second power conversion circuit 31 are disposed in a state of being insulated from each other with a gap therebetween.
  • the first negative electrode side power supply path 70 and the second negative electrode side power supply path 71 are formed in a shape having a predetermined width and extending substantially linearly, and are disposed near the center of the mounting substrate 19.
  • each of the negative-side power supply paths 70 and 71 functions as a common source SB connecting portion of the low-potential-side MOSFET of each phase shown in FIG.
  • the negative power supply paths 70 and 71 are connected to the corresponding first negative power supply terminal 72 and second negative power supply terminal 73.
  • first positive electrode side power supply path 74 and a second positive electrode side power supply path 75 are disposed from the respective negative electrode side power supply paths 70 and 71 to the outer peripheral side (outside) of the mounting substrate 19.
  • the first positive power supply path 74 and the second positive power supply path 75 have a portion parallel to the negative power supply paths 70 and 71 and a predetermined width so as to be orthogonal to the parallel portions. It is formed on the second mounting substrate 19 so as to be linearly formed in a shape extending to the outer peripheral side in parallel with the first positive power supply path 74 and the second positive power supply path 75.
  • the first positive electrode side power supply path 74 and the second positive electrode side power supply path 75 are composed of a first wiring part 74a wired on both sides of the negative electrode side power supply paths 70 and 71 and a first U phase described later from the first wiring part 74a.
  • the output terminal 86U, the first V-phase output terminal 86V, the first W-phase output terminal 86W or the second U-phase output terminal 87U, the second V-phase output terminal 87V, and the second W-phase output terminal 87W are turned to the outer peripheral side.
  • third wiring parts 74cU, 74cV, 74cW, 75cU, 75cV, 75cW are wired for each winding phase of the motor M.
  • These positive power supply paths 74 and 75 are connected to the first positive power supply terminal 76 and the second positive power supply terminal 77 corresponding thereto.
  • the first positive power supply path 76 and the second positive power supply path 77 function as a common drain DA connecting portion of the high potential side MOSFETs of each phase shown in FIG.
  • a high-potential side MOSFET for each phase is arranged on the second wiring portion 74b of the first positive power supply path 74.
  • the first negative power supply path 70 in FIG. The high potential side MOSFET (first W phase) 78W, the high potential side MOSFET (first V phase) 78V, and the high potential side MOSFET (first U phase) 78U are arranged in order.
  • high-potential-side MOSFETs for the respective phases are arranged on the second wiring portion 75b serving as the second positive-side power path 75, and the outer peripheral side with reference to the second negative-side power path 71 in FIG.
  • the high potential side MOSFET (second W phase) 79W, the high potential side MOSFET (second V phase) 79V, and the high potential side MOSFET (second U phase) 79U are arranged in order.
  • the order of the arrangement positions of these three-phase MOSFETs is arbitrary, and an appropriate arrangement position can be taken corresponding to the position of the output terminal of the electric drive device.
  • 74cV and 74cU are arranged in a state where the low voltage side MOSFETs of each phase are insulated from each other, and in order from the first negative electrode side power supply path 70 in FIG.
  • a MOSFET (first W phase) 80W, a low potential side MOSFET (first V phase) 80V, and a low potential side MOSFET (first U phase) 80U are arranged.
  • 75cW, 75cV, and 75cU are arranged in a state where the low-voltage side MOSFETs of each phase are insulated from each other.
  • the low potential is sequentially applied toward the outer peripheral side with the second negative-side power supply path 71 as a reference.
  • a side MOSFET (second W phase) 81W, a low potential side MOSFET (second V phase) 81V, and a low potential side MOSFET (second U phase) 81U are arranged.
  • phase relay MOSFETs of each phase are arranged in an insulated state substantially in parallel with the first negative power supply path 70.
  • the phase relay MOSFET (first U phase) 82U, A phase relay MOSFET (first V phase) 82V and a phase relay MOSFET (first W phase) 82W are arranged.
  • phase relay MOSFETs of the respective phases are arranged in an insulated state substantially in parallel with the second negative power supply path 71.
  • a phase relay MOSFET (second U phase) 83U, a phase relay MOSFET (second V phase) 83V, and a phase relay MOSFET (second W phase) 83W are arranged in order from the top.
  • the third wiring portion 74cW of the first positive power supply path 74 between the high potential side MOSFET (first W phase) 78W and the low potential side MOSFET (first W phase) 80W, and the phase relay MOSFET (first W phase) ) 82W is connected via a jumper wire 84W.
  • the third wiring portion 74cV of the first positive power supply path 74 between the high potential side MOSFET (first V phase) 78V and the low potential side MOSFET (first V phase) 80V, and the phase relay MOSFET (first V phase) ) 82V is connected via a jumper line 84V.
  • the third wiring portion 75cW of the second positive power supply path 75 between the high potential side MOSFET (second W phase) 79W and the low potential side MOSFET (second W phase) 81W, and the phase relay MOSFET (second W) Phase) 83W is connected via a jumper wire 85W.
  • the third wiring portion 75cV of the second positive power supply path 75 between the high potential side MOSFET (second V phase) 79V and the low potential side MOSFET (second V phase) 81V, and the phase relay MOSFET (second V phase) ) 83V is connected via a jumper line 85V.
  • the negative side of the first negative power supply path 70 and the low potential side MOSFET (first U phase) 80U to the low potential side MOSFET (first W phase) 80W are connected by a jumper line 88A, and the second negative power supply path 71 and The negative side of the low potential side MOSFET (second U phase) 81U to the low potential side MOSFET (second W phase) 81W is connected by a jumper line 88B.
  • the outer periphery (the outer periphery opposite to the outer periphery on which the first negative electrode side power terminal portion 72 and the second negative electrode side power terminal portion 73 are arranged) is arranged near the outermost periphery of the second mounting substrate 19, the outer periphery (the outer periphery opposite to the outer periphery on which the first negative electrode side power terminal portion 72 and the second negative electrode side power terminal portion 73 are arranged) is arranged.
  • the first U-phase output terminal 86U, the first V-phase output terminal 86V, and the first W-phase output terminal 86W are arranged in order from the side.
  • the second U-phase output terminal 87U and the second V-phase output terminal 87V are sequentially arranged from the top (the outer peripheral side opposite to the outer peripheral side where the first negative electrode side power supply terminal portion 72 and the second negative electrode side power supply terminal portion 73 are disposed).
  • the second W-phase output terminal 87W is disposed.
  • the power conversion circuit can be arranged from the center of the mounting substrate toward the peripheral portion, the wiring distance can be shortened and the mounting area of the circuit substrate can be reduced. As a result, the mounting substrate on which the redundant power conversion circuit is mounted can be prevented from increasing in size in the radial direction.
  • a magnetic detection element for detecting the rotation speed and rotation phase of the electric motor is also mounted, and a sensor magnet MG fixed to the rotation shaft of the electric motor.
  • the rotational speed and rotational phase of the electric motor are detected in cooperation with the above.
  • the sensor magnet MG is being fixed to the front-end
  • a magnetic detection element MR is provided in the control circuit unit 16 near the sensor magnet MG. Since the sensor magnet MG is fixed to the rotation axis SH, the magnetic detection element MR is also located near the rotation axis SH.
  • the magnetic detection element MR may be affected by electrical noise.
  • the degree of influence of electrical noise due to switching of the MOSFET on the magnetic detection element MR increases.
  • the first negative power supply path and the second negative power supply path exist in the center, so that the arrangement position of the high potential side MOSFET and the low potential side MOSFET is away from the magnetic detection element MR. Will be placed. As a result, the degree to which electrical noise due to switching of the MOSFET affects the magnetic detection element MR can be reduced.
  • the two positive power supply paths and the negative power supply path are disposed adjacent to each other substantially at the center of the mounting substrate, and the two positive power supply paths and the negative power supply path are used as a reference.
  • a power conversion circuit for controlling and driving the electric motor is disposed on both sides of the mounting board, and an output terminal connected to the electric motor is further disposed on the mounting board outside the power conversion circuit.
  • the power conversion circuit can be arranged from the center of the mounting substrate toward the peripheral portion, the wiring distance can be shortened and the mounting area of the circuit substrate can be reduced. As a result, the mounting substrate on which the redundant power conversion circuit is mounted can be prevented from increasing in size in the radial direction.
  • the second mounting board 19 can be shaped to match the outer shape of the ECU housing 11B, and for example, can be made more circular than the present embodiment. Moreover, it is possible to set it as the shape of a rectangle and those combination as another shape.
  • the number of MOSFETs is six for both the first power conversion circuit and the second power conversion circuit in configuring the inverter circuit, the number of phase relay MOSFETs can be reduced.
  • the stacking order (arrangement order) of the control circuit unit 16, the first mounting board 18, and the second mounting board 19 with respect to the motor M may be changed.
  • this invention is not limited to an above-described Example, Various modifications are included.
  • the above-described embodiments have been described in detail for easy understanding of the present invention, and are not necessarily limited to those having all the configurations described.
  • a part of the configuration of one embodiment can be replaced with the configuration of another embodiment, and the configuration of another embodiment can be added to the configuration of one embodiment.
  • the electric drive device and the electric power steering device based on the embodiment described above, for example, the following modes can be considered.
  • the electric drive device includes an electric motor that drives a mechanical control element, and an electronic control device that is disposed on the opposite side of the output shaft of the electric motor and controls the electric motor.
  • the electronic control device includes an ECU housing coupled to a motor housing in which the electric motor is accommodated, and a power conversion circuit unit that is accommodated in the ECU housing and controls driving of the electric motor.
  • the conversion circuit unit includes two positive power supply paths and two negative power supply paths adjacent to each other from the outer edge side to the inner side of the mounting substrate, and the two positive power supply paths and the two negative power supplies.
  • a power conversion circuit for controlling and driving the electric motor is disposed on both sides of the mounting board on the basis of the path, respectively, and the two power conversion circuits An output terminal connected to the electric motor to the mounting substrate side are respectively provided.
  • the electric drive device is constituted from another viewpoint by an electric motor that drives a mechanical control element, and an electronic control device that is disposed on the opposite side of the output shaft of the electric motor and controls the electric motor,
  • the electronic control device includes an ECU housing coupled to a motor housing in which the electric motor is accommodated, and an electronic control assembly accommodated in the ECU housing for driving and controlling the electric motor.
  • the assembly is divided into a power supply circuit unit whose main function is generating power, a power conversion circuit unit whose main function is driving an electric motor, and a control circuit unit whose main function is controlling the power conversion circuit unit.
  • at least the power conversion circuit unit has two positive-side power paths and two negative-side power paths adjacently disposed from the outer edge side to the inner side of the mounting board.
  • a power conversion circuit for controlling and driving the electric motor is disposed on both sides of the mounting board on the basis of the two positive power supply paths and the two negative power supply paths, and the two power conversions are further performed.
  • Output terminals connected to the electric motor are arranged on the mounting substrate outside the circuit.
  • the power conversion circuit unit has two positive power supply paths arranged from the outer edge side to the inner side of the mounting substrate, and outward on the basis of the positive power supply path.
  • the negative-side power path is adjacently disposed, a high-potential-side power switching element is disposed on the two positive-side power paths, and a low potential is set outward on the basis of the negative-side power path.
  • a high-potential-side power switching element and the low-potential-side power switching element are connected in series between the positive-side power path and the negative-side power path,
  • the power switching element for the phase relay is disposed on the outside with respect to the switching element, and the outside on the basis of the power switching element for the phase relay.
  • a power switching element for the phase relay controls the supply of power between between said output terminal of said low potential side power switching device and the high side power switching device.
  • the two positive power supply paths and the two negative power supply paths are linearly formed so as to divide the mounting substrate, and the high potential
  • the side power switching element includes a high potential side U phase power switching element and a high potential side V phase power switching element that control power supplied to the U-phase, V-phase, and W-phase coils wound around the electric motor.
  • the high-potential side W-phase power switching element, and these three-phase high-potential side power switching elements are disposed along the positive-electrode-side power supply path.
  • phase relay power switching element includes a phase relay U-phase power switching element, a phase relay V-phase power switching element, and a phase relay W-phase power switching element, and these three-phase phase relay power switching elements.
  • the elements are arranged along the arrangement direction of the positive power supply path, and the output terminal is composed of a U-phase output terminal, a V-phase output terminal, and a W-phase output terminal.
  • the other positive electrode side power supply path with respect to the three-phase high-potential side power switching element arranged in one of the positive electrode side power supply paths.
  • the three-phase high-potential-side power switching elements arranged at the position are arranged at positions shifted in the arrangement direction on the other positive-side power supply path.
  • a jumper line connecting the one three-phase high-potential side power switching element and the three-phase low-potential side power switching element, and the other The jumper lines connecting the three-phase high-potential side power switching elements and the three-phase low-potential side power switching elements are arranged at substantially symmetrical positions with respect to the respective positive-side power supply paths.
  • each of the three-phase high-potential-side power switching elements arranged in the one positive-side power path is the other positive-side power source. It arrange
  • a jumper line connecting the one three-phase high-potential side power switching element and the three-phase low-potential side power switching element, and the other The jumper wires connecting the three-phase high-potential side power switching elements and the three-phase low-potential side power switching elements are arranged at positions shifted in the respective positive-side power supply path arrangement directions.
  • the power conversion circuit unit includes two negative power supply paths arranged from the outer edge side to the inner side of the mounting substrate, and the negative electrode side.
  • a positive power supply path is disposed adjacent to the outside on the basis of the power supply path, a high-potential power switching element is disposed on the two positive power supply paths, and each negative power supply path is disposed on the negative power supply path.
  • a low potential side power switching element is disposed along the high potential side power switching element and the low potential side power switching element are connected in series between the positive power supply path and the negative power supply path,
  • a phase switching power switching element is disposed outside the high potential side power switching element and the low potential side power switching element, and the phase The output terminal is arranged outside with respect to the power switching element for use, and the power switching element for the phase relay is between the high potential side power switching element and the low potential side power switching element and between the output terminals.
  • the two negative power supply paths are formed in a linear shape so as to divide the mounting substrate, and each of the positive power supply paths is A first wiring portion disposed along the negative power supply path, a second wiring portion having a disposition direction changed from the first wiring portion, and the second wiring portion opposed to each other through an insulating region; A third wiring portion disposed along the side power supply path, and the high potential side power switching element is supplied to U-phase, V-phase, and W-phase coils wound around the electric motor.
  • a high-potential side U-phase power switching element, a high-potential side V-phase power switching element, and a high-potential side W-phase power switching element that control power are provided.
  • the low-potential-side power switching element is disposed in two wiring sections and connected to the third wiring section.
  • the low-potential-side power switching element includes a low-potential-side U-phase power switching element and a low-potential-side V-phase disposed in the third wiring section. It comprises a power switching element, a low-potential side W-phase power switching element, and the phase switching power switching element is a U-phase power switching element for phase relay, a V-phase power switching element for phase relay, and a W-phase power switching element for phase relay.
  • the electric power steering device includes an electric motor that applies a steering assist force to a steering shaft, and an electronic control device that is disposed on the opposite side of the output shaft of the electric motor and controls the electric motor.
  • the electronic control device includes an ECU housing coupled to a motor housing in which the electric motor is accommodated, and an electronic control assembly for controlling the electric motor accommodated in the ECU housing,
  • the electronic control assembly includes a power supply circuit unit mounted on a metal substrate whose main function is generating power, a power conversion circuit unit mounted on a metal substrate whose main function is driving an electric motor, and a power conversion circuit Divided into a control circuit unit mounted on a resin substrate whose main function is control of the unit, and at least the power conversion circuit Has two positive-side power paths and two negative-side power paths adjacent to each other from the outer edge side to the inside of the mounting substrate, and the two positive-side power paths and the two negative-side power paths are used as a reference.
  • power conversion circuits for controlling and driving the electric motor are disposed on both sides of the mounting board, respectively, and output terminals connected to the electric motor are provided on the mounting board outside the two power conversion circuits, respectively. It is arranged.
  • the power conversion circuit unit has two positive power supply paths arranged from the outer edge side to the inner side of the mounting board, and on the outer side with respect to the positive power supply path.
  • the negative power supply paths are arranged adjacent to each other, a high-potential power switching element is arranged on the two positive power supply paths, and the outside is low with respect to the negative power supply paths.
  • a potential-side power switching element, and the high-potential-side power switching element and the low-potential-side power switching element are connected in series between the positive-side power path and the negative-side power path,
  • a power switching element for phase relay is arranged outside with respect to the power switching element, and the power switching element for phase relay is used as a reference. Te said output terminal is disposed on the outside, the power switching element for the phase relay controls the supply of power between between said output terminal of said low potential side power switching device and the high-potential-side power switching device.
  • the two positive power supply paths and the two negative power supply paths are linearly formed so as to divide the mounting board, and
  • the potential-side power switching element is a high-potential-side U-phase power switching element that controls power supplied to the U-phase, V-phase, and W-phase coils wound around the electric motor, and a high-potential-side V-phase power switching.
  • a high-potential side W-phase power switching element, and these three-phase high-potential side power switching elements are arranged along the arrangement direction of the positive-side power supply path, and the low-potential side power switching element is Connected to the high potential side U-phase power switching element, the high potential side V phase power switching element, and the high potential side W phase power switching element.
  • the low-potential side U-phase power switching element, the low-potential side V-phase power switching element, and the low-potential side W-phase power switching element, and these three-phase low-potential side power switching elements are arranged in the positive-side power path.
  • the phase relay power switching element is composed of a U-phase power switching element for phase relay, a V-phase power switching element for phase relay, and a W-phase power switching element for phase relay.
  • the phase relay power switching element is arranged along the arrangement direction of the positive power supply path, and the output terminal includes a U-phase output terminal, a V-phase output terminal, and a W-phase output terminal.
  • the phase output terminals are arranged along the arrangement direction in the positive power supply path.
  • the other positive-side power supply is connected to the three-phase high-potential-side power switching element arranged in the one positive-side power supply path.
  • the three-phase high-potential side power switching elements arranged in the path are arranged at positions shifted in the arrangement direction on the other positive-side power supply path.
  • a jumper wire connecting the one three-phase high-potential side power switching element and the three-phase low-potential side power switching element a jumper wire connecting the one three-phase high-potential side power switching element and the three-phase low-potential side power switching element.
  • the jumper lines that connect the other three-phase high-potential side power switching element and the three-phase low-potential side power switching element are arranged at substantially symmetrical positions with respect to the respective positive-side power supply paths.
  • each of the three-phase high-potential side power switching elements arranged in the one positive power supply path is the other positive electrode side.
  • the three-phase high-potential-side power switching element disposed in the power supply path is arranged to face the one-phase three-phase.
  • a jumper wire connecting the high potential side power switching element and the three-phase low potential side power switching element, and connecting the other three phase high potential side power switching element and the three phase low potential side power switching element.
  • the jumper lines are arranged in a position direction shifted in the respective positive electrode side power supply path arrangement direction.

Abstract

実装基板(19)の外縁側から内側に向かって2つの正極側電源経路(32,33)を配設し、この正極側電源経路を基準にして実装基板の両側に電動モータを制御、駆動する電力変換回路(36,37、44、45、46、47)を配設する共に、更に電力変換回路の外側の実装基板に電動モータに繋がる出力端子(52,53)を配設する構成とした。これによれば、実装基板の中央から周縁部に向けて電力変換回路が配設できるので、配線距離を短くでき、実装基板(19)の実装面積を縮小でき、冗長化された電力変換回路が実装された実装基板が半径方向に大型化するのを抑制することができる。

Description

電動駆動装置及び電動パワーステアリング装置
 本発明は電子制御装置を内蔵した電動駆動装置及び電動パワーステアリング装置に関するものである。
 一般的な産業機械分野においては、電動モータによって機械系制御要素を駆動することが行われているが、最近では電動モータの回転速度や回転トルクを制御する半導体素子等からなる電子制御装置を電動モータに一体的に組み込む、いわゆる機電一体型の電動駆動装置が採用され始めている。
 機電一体型の電動駆動装置の例として、例えば自動車の電動パワーステアリング装置においては、運転者がステアリングホィールを操作することにより回動するステアリングシャフトの回動方向と回動トルクとを検出し、この検出値に基づいてステアリングシャフトの回動方向と同じ方向へ回動するように電動モータを駆動し、操舵アシストトルクを発生させるように構成されている。そして、この電動モータを制御するため、電子制御装置(ECU:Electronic Control Unit)がパワーステアリング装置に設けられている。
 従来の電動パワーステアリング装置としては、例えば、特開2013-60119号公報(特許文献1)に記載のものが知られている。特許文献1には、電動モータと電子制御装置とにより構成された電動パワーステアリング装置が記載されている。そして、電動モータは、アルミニウム合金等から作られた筒部を有するモータハウジングに収納され、電子制御装置は、モータハウジングの軸方向の出力軸とは反対側に配置されたECUハウジングに収納されている。ECUハウジングの内部に収納される電子制御装置は、電源回路部と、電動モータを駆動制御するMOSFET、或いはIGBT等のようなパワースイッチング素子を有する電力変換回路部と、パワースイッチング素子を制御する制御回路部とを備え、パワースイッチング素子の出力端子と電動モータの入力端子とはバスバーを介して電気的に接続されている。
 そして、ECUハウジングに収納された電子制御装置には、合成樹脂から作られたコネクタ端子組立体を介して電源から電力が供給され、また検出センサ類から運転状態等の検出信号が供給されている。コネクタ端子組立体は蓋体として機能しており、ECUハウジングに形成された開口部を塞ぐようにして電子制御装置と接続され、また固定ボルトによってECUハウジングの外表面に固定されている。
 尚、この他に電子制御装置を一体化した電動駆動装置としては、電動ブレーキや各種油圧制御用の電動油圧制御器等が知られている。
特開2013-60119号公報
 電動パワーステアリング装置においては、ステアリング操作を補助するために電動モータが使用されており、この電動モータを制御、駆動するためにインバータ回路からなる電力変換回路が用いられている。そして、従来のように電力変換回路が一つの場合では、地絡等の故障が生じると電動モータを駆動することができなくなり、アシスト力が低下することによりステアリング操作性が低下する恐れがある。このため、最近では電力変換回路が故障した時のバックアップとして、同一機能の電力変換回路を2個用いる冗長化が必要となってきている。
 そして、この冗長化を実施する場合、今までの電力変換回路に加えて更に同じ電力変換回路が必要となることから、電力変換回路を個別の実装基板に実装することが考えられるが、この場合は電力変換回路を実装した実装基板を軸方向に積層する形態でECUハウジングに取り付けるため軸方向の長さが長くなるという課題が発生する。
 このECUハウジングが軸方向に長くなるのを対策するためには、同じ実装基板に2つの電力変換回路を実装することが考えられ、これによれば個別の実装基板を用いる場合に比べてECUハウジングの軸方向の長さを短くできる。
 しかしながら、同じ実装基板を用いると、2つの電力変換回路を実装するためECUハウジングの半径方向の長さが長くなり、ECUハウジングの外形寸法が大きくなるという新たな課題が発生する。しかも、ECUハウジングの外径形状は、モータハウジングの外径形状に合わせて円筒形状になっているので、必然的に実装基板も円筒状のECUハウジング内に収容できる形状に形成されることが必要となる。
 したがって、2つの電力変換回路を同一の実装基板に如何に高密度に実装するかが大きな課題となっており、この課題を解決するための実装技術の開発が強く要請されている。
本発明はこの要請に応えるために、新たな実装技術を提案するものである。
 本発明の目的は、冗長化された電力変換回路が実装された実装基板が半径方向に大型化するのを抑制することができる新規な電力変換回路部を備えた電動駆動装置及び電動パワーステアリング装置を提供することにある。尚、電力変換回路部とは実装基板とこの実装基板に実装された電力変換回路からなるものである。
 本発明の基本的な特徴は、実装基板の外縁側から内側に向かって2つの正極側電源経路及び負極側電源経路を隣接して配設し、この2つの正極側電源経路及び負極側電源経路を基準にして実装基板の両周縁側に電動モータを制御、駆動する電力変換回路を配設する共に、更に電力変換回路の外側の実装基板に電動モータに繋がる出力端子を配設した、ところにある。
 本発明によれば、実装基板の中央から周縁部に向けて電力変換回路が配設できるので、配線距離を短くできて電力変換回路の実装面積を縮小できる。この結果、冗長化された電力変換回路が実装された実装基板が半径方向に大型化するのを抑制することができる。
本発明が適用される一例としての操舵装置の全体斜視図である。 機電一体型の電動駆動装置としての電動パワーステアリング装置の全体斜視図である。 図2に示す電動パワーステアリング装置の分解斜視図である。 電力変換回路の1つの相の回路構成を示す回路図である。 本発明の第1の実施形態になる、冗長化された電力変換回路が実装された実装基板の上面図である。 図5の電力変換回路の一部を拡大した拡大上面図である。 図6の負電極側電源経路付近の断面を示す断面図である。 本発明の第2の実施形態になる、冗長化された電力変換回路が実装された実装基板の上面図である。 本発明の第3の実施形態になる、冗長化された電力変換回路が実装された実装基板の上面図である。 電動パワーステアリング装置の一部を縦に断面した断面図である。
 以下、本発明の実施形態について図面を用いて詳細に説明するが、本発明は以下の実施形態に限定されることなく、本発明の技術的な概念の中で種々の変形例や応用例をもその範囲に含むものである。
 本発明の実施形態を説明する前に本発明が適用される一例としての操舵装置の構成、及び機電一体型の電動駆動装置としての電動パワーステアリング装置の構成について図1、図2、及び図3を用いて簡単に説明する。
 まず、自動車の前輪を操舵するための操舵装置について説明する。操舵装置1は図1に示すように構成されている。図示しないステアリングホイールに連結されたステアリングシャフト2の下端には図示しないピニオンが設けられ、このピニオンは車体左右方向へ長い図示しないラックと噛み合っている。このラックの両端には前輪を左右方向へ操舵するためのタイロッド3が連結されており、ラックはラックハウジング4に覆われている。そして、ラックハウジング4とタイロッド3との間にはゴムブーツ5が設けられている。
 ステアリングホイールを回動操作する際のトルクを補助するため、電動パワーステアリング装置6が設けられている。即ち、ステアリングシャフト2の回動方向と回動トルクとを検出するトルクセンサ7が設けられ、トルクセンサ7の検出値に基づいてラックにギヤ10を介して操舵補助力を付与する電動モータ部8と、電動モータ部8に配置された電動モータを制御する電子制御装置(ECU)部9とが設けられている。電動パワーステアリング装置6の電動モータ部8は、出力軸側の外周部の3箇所が図示しないボルトを介してギヤ10に接続され、電動モータ8部の出力軸とは反対側に電子制御装置部9が設けられている。
 図2に示すように、電動モータ部8はアルミニウム合金等から作られた筒部を有するモータハウジング11A及びこれに収納された図示しない電動モータ(三相直流電動モータ)とから構成され、電子制御装置部9は、モータハウジング11Aの軸方向の出力軸とは反対側に配置された、アルミニウム合金等で作られたECUハウジング11B及びこれに収納された図示しない電子制御組立体から構成されている。
 モータハウジング11AとECUハウジング11Bはその対向端面で固定ボルトによって一体的に固定されている。ECUハウジング11Bの内部に収納された電子制御組立体は、必要な電源を生成する電源回路部や、電動モータ部8の電動モータを駆動制御するMOSFETやIGBT等からなるパワースイッチング素子を有する電力変換回路や、このパワースイッチング素子を制御する制御回路部からなり、パワースイッチング素子の出力端子と電動モータの入力端子とはバスバーを介して電気的に接続されている。
 ECUハウジング11Bの端面にはコネクタ端子組立体を兼用する合成樹脂製の蓋体12が固定ボルトによって固定されている。蓋体12には電力供給用のコネクタ端子形成部12A、検出センサ用のコネクタ端子形成部12B、制御状態を外部機器に送出する制御状態送出用のコネクタ端子形成部12Cを備えている。そして、ECUハウジング11Bに収納された電子制御組立体は、合成樹脂から作られた蓋体12の電力供給用のコネクタ端子形成部12Aを介して電源から電力が供給され、また検出センサ類から運転状態等の検出信号が検出センサ用のコネクタ形成端子部12Bを介して供給され、現在の電動パワーステアリング装置の制御状態信号が制御状態送出用のコネクタ端子形成部12Cを介して送出されている。ここで、蓋体12はECUハウジング11Bの開口部の全体を覆うような形状になっているが、各コネクタ端子を小型に形成して、ECUハウジング11Bに形成された挿入孔を挿通して電子制御装組立体と接続する構成にしても良いものである。
 以上のような構成の電動パワーステアリング装置6においては、ステアリングホイールが操作されることによりステアリングシャフト2がいずれかの方向へ回動操作されると、このステアリングシャフト2の回動方向と回動トルクとをトルクセンサ7が検出し、この検出値に基づいて制御回路部が電動モータの駆動操作量を演算する。この演算した駆動操作量に基づいて電力変換回路部のパワースイッチング素子により電動モータが駆動され、電動モータの出力軸はステアリングシャフト1を操作方向と同じ方向へ駆動するように回動される。出力軸の回動は、図示しないピニオンからギヤ10を介して図示しないラックへ伝達され、自動車が操舵されるものである。これらの構成、作用は既によく知られているので、これ以上の説明は省略する。
 また、パワーステアリング装置としては、前述のような所謂ピニオンアシスト型のほか、ステアリングホイールが接続されるステアリングシャフト2が回転自在に保持されるコラム部に減速機とともに電動モータ部8及び電子制御部9が配置され、コラム部にアシスト力を付与する所謂コラムアシスト式とすることができる。
 図3に電動パワーステアリング装置6の分解斜視図を示している。尚、モータハウジング11Aには通常は電動モータが収納されているものである。そして、上述したようにモータハウジング11AとECUハウジング11Bは別体のアルミニウム合金から作られているが、両ハウジングは同一のハウジングとしても良いものである。
 電子制御装置部9は、モータハウジング11A内の電動モータの図示しない出力軸と反対側に結合されたECUハウジング11Bと、ECUハウジング11Bに複数の固定ボルトによって結合された蓋体(図示せず)とから構成されている。蓋体はコネクタ端子組立体を兼用するものであり、合成樹脂から射出成型によって形成されている。尚、この蓋体には各種のコネクタ配線部が同時にインサートモールドによって埋設されている。
 ECUハウジング11B及び蓋体とから構成される収容空間には、電源回路部13が設けられ、ECUハウジング11Bの収納空間には電力変換回路部14、ガイドモール板15、制御回路部16が配置されている。電源回路部13、電力変換回路部14、ガイドモール板15、制御回路部16は電子制御組立体を構成するものである。
 ECUハウジング11Bの内部にはアルミニウム、或いはアルミニウム合金等の金属から作られた放熱基体17が配置されている。この放熱基体17はECUハウジング11Bと一体的に結合されている。また、この放熱基体17の両面には片面実装によって電源回路部13及び電力変換回路部14を構成する電気部品が載置された金属製の第1実装基板18、第2実装基板19が固定されている。
 上述した通り、金属製の第1実装基板18と金属製の第2実装基板19の間には所定の厚さを備えるアルミニウムやアルミニウム合金からなる放熱基体17が配置されており、この放熱基体17は放熱部材として機能するもので、ECUハウジング11Bと一体的に結合され、ECUハウジング11Bから外気に放熱できるように構成されている。ここで、金属製の実装基板18、19と放熱基体17は、熱的な接触を高めるため熱伝導性の良い放熱接着剤、放熱シート、放熱グリース等の放熱機能材が第1実装基板18、第2実装基板19と放熱基体17の間に介装されている。
 蓋体と放熱基体17の間には、電動モータを駆動するインバータ装置に使用される直流電源の生成を主たる機能とする電源回路部13が配置されている。
 この電源回路部13は、アルミニウム等の熱伝導性の良い金属からなる第1実装基板18の片面上に、コンデンサ、コイル、MOSFETよりなるスイッチング素子、バッテリからの電源側コネクタ端子が接続される電源側コネクタ、電力変換回路部14に高圧電源を供給する高圧側コネクタ端子が接続される高圧側コネクタ、制御回路部16に低圧電源を供給する低圧側コネクタ端子が接続される低圧側コネクタ等の電気部品が実装されている。第1実装基板18は、アルミニウム基板の上に絶縁層を形成し、この絶縁層の上に銅箔からなる配線パターンを印刷して構成されており、この上に電気部品が載置されて夫々の電気部品が電気的に接続されるものである。電源回路部13は、コンデンサやコイル、コネクタ等の比較的形状が大きい(=背が高い)電気部品が使用されている。また、第1実装基板18は消費電力が小さい場合は、樹脂基板にすることも出来る。
 そして、放熱基体17の電源回路部13が位置する側と反対側には、電動モータの駆動を主たる機能とするインバータ制御を実行する電力変換回路部14が配置されている。この電力変換回路部14は放熱基体17を境にして電源回路部13としての第1実装基板18に対向するように、電力変換回路部14としての第2実装基板19を配置している。
 この第2実装基板19と第1実装基板18との対向面は放熱基体17に熱が相互に伝わりやすいものとなっている。更に、第1実装基板18及び第2実装基板19と放熱基体17の間には熱伝導性の良い放熱接着剤、放熱シート、放熱グリース等の放熱機能材が介装されている。
 電力変換回路部14は、アルミニウム等の熱伝導性の良い金属からなる実装基板19上に、複数のMOSFET、或いはIGBTからなるパワースイッチング素子、及びこれの出力用の出力端子、及びスイッチング素子を制御するゲート、ドレイン、ソース等の入力信号の入力やスイッチング素子の動作状況を制御回路部16にフィードバックするためのコネクタ端子等が実装されている。また、電源回路部13から電力の供給を受けるインバータ側コネクタも設けられている。ここで、電力変換回路部14は、実装基板19と、この実装基板19に実装された電力変換回路からなるものである。
 電力変換回路部14とモータハウジング11Aの間には、電力変換回路部14のスイッチング素子のスイッチング制御等を主たる機能とする制御回路部16が配置されている。
ECUハウジング11Bには、モータハウジング11A側に向けて樹脂基板取付ボス20が形成されており、この樹脂基板取付ボス20に制御回路部16の樹脂基板21が取付けボルトで固定されている。
 制御回路部16は、合成樹脂等からなる樹脂基板21上に、電力変換回路部14のスイッチング素子等を制御するマイクロコンピュータ等が実装されている。尚、樹脂基板21上には図3に示しているように、マイクロコンピュータ32の周辺回路等の電気部品が配置されている。また、電動モータの回転数や回転位相を検出するための磁気検出素子(例えば、MR素子)も実装されており、電動モータの回転軸に固定されたセンサマグネットMGと協働して電動モータの回転数や回転位相を検出するようにしている。
 このように、蓋体からモータハウジング11A側に向かって、電源回路部13、放熱基体17、電力変換回路部14、及び制御回路部16の順番で配置されている。このように電源回路部13から距離を置いて制御回路部16を配置することで、電源ノイズを除去した後に制御回路部16に安定した電源を提供することができるようになる。
 さて、上述したように、電動パワーステアリング装置においては電力変換回路が故障した時のバックアップとして、同一機能の電力変換回路を2個用いる冗長化が必要となってきている。そして、この冗長化を実施する場合、今までの電力変換回路に加えて更に同じ電力変換回路が必要となることから、同じ実装基板に2つの電力変換回路を実装することが考えられ、これによれば個別の実装基板に電力変換回路を実装する場合に比べてECUハウジングの軸方向の長さを短くできる。
 しかしながら、同じ実装基板を用いると、2つの電力変換回路を実装するためECUハウジングの半径方向の長さが長くなり、ECUハウジングの径方向の外形寸法が大きくなるという新たな課題が発生する。しかも、ECUハウジングの外径形状は、モータハウジングの外径形状に合わせて円筒形状になっているので、実装基板も円筒状のECUハウジング内に収容できる形状に形成されることが望ましい。
 したがって、2つの電力変換回路を同一の実装基板に如何に高密度に実装するかが大きな課題となっており、この課題を解決するための実装技術の開発が強く要請されている。
 本実施例はこの要請に応えるために、以下に説明する実装技術を提案するものである。
 本実施例においては、電力変換回路部の実装基板の外縁から内側に向けてほぼ中央に2つの正極側電源経路を配設し、この正極側電源経路を基準にして実装基板の両側に負極側電源経路、電動モータを制御、駆動する電力変換回路を配設する共に、更に電力変換回路の外側の実装基板に電動モータに繋がる出力端子部を配設する構成を採用したものである。
 このような構成の本実施例によれば、実装基板の中央側から周縁部に向けて電力変換回路を配設したので、配線距離を短くできて電力変換回路の実装面積を縮小でき、この結果、冗長化された電力変換回路が実装された実装基板が半径方向に大型化するのを抑制することができるようになる。
 以下、本発明の実施形態について図面を用いて詳細に説明する。本実施例で使用される電動モータMは三相直流電動モータであり、電動モータMにはU相、V相、W相のコイルがステータに巻回されている。そして、この各相のコイルに制御された電力を供給するために電力変換回路部14が設けられている。また、パワースイッチング素子としてMOSFETを使用しているので、以下ではパワースイッチング素子の代表としてMOSFETと表記する。
 電力変換回路部14の電力変換回路は、一般的にはインバータ回路として知られており、インバータ回路は基本的には図4に示す構成となっている。
 図4は一つの相の回路構成を示しており、正極(=電源)側電源経路22と負極(=接地)側電源経路23の間に、高電位側MOSFET24と低電位側MOSFET25とが直列に接続されている。更に、電動モータMの一つのコイル27に接続された相リレー用MOSFET26が設けられている。
 高電位側MOSFET24は、ドレインDA、ゲートGA、ソースSAを備え、ドレインDAは正極側電源経路22に接続されている。また低電位側MOSFET25は、ドレインDB、ゲートGB、ソースSBを備え、ソースSBは負極側電源経路23に接続されている。そして、高電位側MOSFET24のソースSAは低電位側MOSFET25のドレインDBに接続されている。
 相リレー用MOSFET26はドレインDC、ゲートGC、ソースSCを備え、ドレインDCは高電位側MOSFET24のソースSAと低電位側MOSFET25のドレインDBの接続点に接続され、ソースSCはコイル27に接続されている。
 したがって、制御回路部16から、高電位側MOSFET24、低電位側MOSFET25、及び相リレー用MOSFET26の夫々のゲートGA、GB、GCに制御信号を与えることで、電動モータのコイル27に制御された電力を供給することができるものである。
 尚、図4は一つの相に関する回路構成であり、残りの二つの相についても同様に正極側電源経路22と負極側電源経路23の間に同様の回路が接続されるものであり、3相のブリッジ回路が形成される。これらの回路構成からなる電力変換回路が第2実装基板19上に複数(電動モータMの巻線系統数)に実装されるものである。
 次に、本実施例になる電力変換回路部14の電子部品の実装状態について図5に基づき説明する。ここで、図5では、高電位側MOSFETをHighを意味する「H」で示し、低電位側MOSFETをLowを意味する「L」で示し、相リレー用MOSFETをPhaseを意味する「P」で示している。
 図5において、電力変換回路部14の第2実装基板19は、アルミニウム等の熱伝導性の良い金属からなる実装基板であり、この第2実装基板19上に絶縁層を形成した後に絶縁層の上に銅箔からなる配線経路(配線パターン)を印刷し、この上に、複数のMOSFET、及びこれの出力用の出力端子、及びMOSFETを制御するゲート、ドレイン、ソース等の入力信号の入力端子やMOSFETの動作状況を制御回路部16にフィードバックするためのモニタ端子等が実装されている。
 そして、第2実装基板19の表面には絶縁領域28がほぼ全面に形成されており、この第2実装基板19のほぼ中央C付近を基準にして、両側(図5上で左右)に第1電力変換回路30と第2電力変換回路31が形成されている。本実施例において、第1電力変換回路30と第2電力変換回路31はほぼ同じ構成を採用されており、高電位側MOSFETの配置位置が相違している。これについては後述する。
 そして、図4の参照番号27に示すモータの巻線はモータの筐体内に2系統内蔵しており、第1電力変換回路30によって第一の巻線へ通電し、同時に第2電力変換回路31によって第二の巻線へ通電している。
 よって、パワーステアリング装置6として正常に機能しているときは、要求されるアシストトルクに対して、それぞれの駆動系統で約50%の出力で電動モータMの駆動を行うものである。
 ここで、例えば第1電力変換回路30に素子の故障やモータ回路の地絡や短絡等の異常が発生すると、制御回路部16は第1電力変換回路30の動作を停止させるが、第2電力変換回路31の動作は動作を継続しており、電動モータに継続的電力を供給して正常時の最大電流の約半分を供給可能とするものである。一方、第二の巻線に接続された、第2電力変換回路31に故障が発生した場合は、その逆の動作となる。
 また、このような制御に代わり、正常状態において、第2電力変換回路31の入出力は遮断しつつ、第1電力変換回路30によって電動モータを制御することもできる。
この場合、要求されるアシストトルクに対して相応の出力(例えばアシストトルクに対して100%となる出力)で電動モータMを駆動させることができる。
 ここで、第1電力変換回路30に地絡等の異常が発生すると、制御回路部16は第1電力変換回路30の動作を停止し、これに代わって第2電力変換回路31の動作を開始し、電動モータに電力を供給してバックアップを行うことができる。
 図5において、第2実装基板19の絶縁領域28の表面に各MOSFETのドレイン、ソース、ゲート等に繋がる各配線パターンが印刷されている。そして、第2実装基板19のほぼ中央C付近には、図5上で第2実装基板19を縦に横切るように、第1電力変換回路30の第1正極側電源経路32と第2電力変換回路31の第2正極側電源経路33が互いに間隔をもって絶縁された状態で配設されている。
 この第1正極側電源経路32と第2正極側電源経路33は、所定の幅を備えてほぼ直線状に延びる形状に形成されており、第2実装基板19の中央C付近を通るように配設されている。また、これらの各正極側電源経路32、33は対応した第1正極側電源端子部34、第2正極側電源端子部35に接続されている。第1正極側電源端子34部、第2正極側電源端子35部は、図示しない電源回路部の正極に接続される。
 言い換えれば、第2実装基板19の周縁(端部側)に絶縁した状態で隣接して形成された第1正極側電源端子部34、第2正極側電源端子部35から中央Cに向かって基板を横切るように絶縁された状態で隣接して第1正極側電源経路32と第2正極側電源経路33が形成されている。
 また、第1正極側電源端子部34、第2正極側電源端子部35の両側には、後述する第1負極側電源経路38と第2負極側電源経路39が隣接して配置されるとともに、第1正極側電源経路32と第2正極側電源経路33の両側に沿って第2負極側電源経路38と第2負極側電源経路39が配線されている。
 尚、第1正極側電源端子部34、第2正極側電源端子部35は、接続ランドとして形成されている。
 そして、第1正極側電源経路32の上には、各相の高電位側MOSFET36U、36V、36Wが第1正極側電源経路32を共通にして配置されており、後述する第1正極側電源端子部34が配置される外周方向と反対の外周方向(図5で上側)から順番に、高電位側MOSFET(第1U相)36U、高電位側MOSFET(第1V相)36V、高電位側MOSFET(第1W相)36Wが配置されている。
 同様に、第2正極側電源経路33の上には、各相の高電位側MOSFET36U、36V、36Wが第2正極側電源経路33を共通にして配置されており、図5で上から順番に、高電位側MOSFET(第2U相)37U、高電位側MOSFET(第2V相)37V、高電位側MOSFET(第2W相)37Wが配置されている。尚、これらの3相のMOSFETの配置位置の順序は任意であり、電動駆動装置の出力端子の位置に対応して適切な配置位置をとることができる。
 ここで、第1正極側電源経路32、第2正極側電源経路33は、図4に示す各相の高電位側MOSFETの共通のドレインDAの接続部として機能している。
 各正極側電源経路32、33から実装基板19の外周縁側(外側)には、第1負極側電源経路38、第2負極側電源経路39が配設されている。これらの第1負極側電源経路38と第2負極側電源経路39も、正極側電源経路32、33に沿って所定の幅を備えてほぼ直線状に延びる形状に形成されており、実装基板19に配設されている正極側電源経路32、33に隣接して配設されている。これらの各負極側電源経路38、39は、これに対応した第1負極側電源端子40、第2負極側電源端子41に接続されている。第1負極側電源端子40、第2負極側電源端子41は、図示しない電源回路部の負極に接続されている。ここでも、各負極側電源経路38、39は各相の低電位側MOSFETの共通のソースSBの接続部として機能している。
 第1負極側電源経路38、第2負極側電源経路39と第1負極側電源端子40、第2負極側電源端子41の間には、対称位置にシャント抵抗29A、29Bが形成されている。
更に、正極側電源端子34、35と負極側電源端子40、41は夫々隣り合わせに整列させて一直線状に配置されている。
 このように、各正極側電源経路32、33と各負極側電源経路38、39が隣接して配設されているため、配線距離が短くなり実装面積を縮小することが可能となる。また、正極電源経路32、33と負極電源経路38、39が隣接配線されることにより、配線が短くなりインダクタンス、ノイズを低減できるようになる。更に、第1電力変換回路30と第2電力変換回路31の正極側電源端子34、35と負極側電源端子40、41は夫々隣り合わせに整列させて配置されているので、電源回路部13と接続される電源端子が集約でき、実装基板16の接続にかかる面積を集約することができる。また、その構造を簡略化することもできる。
 各負極側電源経路38、39から実装基板19の更に外周縁側(正極側電源経路32、33とは反対側となる外側)には、第1接続配線領域42U~42W、第2接続配線領域43U~43Wが配設されている。この第1接続配線領域42U~42W、第2接続配線領域43U~43Wは、各相に対応して3分割されて夫々が絶縁されており、個々の配線領域に各相の低電圧側MOSFETと相リレー用MOSFETが配置されている。
 また、第1接続配線領域42U、42V、42W(第2接続配線領域43U、42V、43W)の配置は、第1正極側電源経路32(第2正極側電源経路33)の配線方向に対して、各相の高電位側MOSFET36U(37U)、36V(37V)、36W(36W)の並び順に対応している。
 つまり、第1接続配線領域42U~42Wには各相の低電圧側MOSFETが夫々絶縁された状態で配置されており、図5で上から順番に、低電位側MOSFET(第1U相)44U、低電位側MOSFET(第1V相)44V、低電位側MOSFET(第1W相)44Wが配置されている。
 同様に、第2接続配線領域43U~43Wの上には各相の低電圧側MOSFETが夫々絶縁された状態で配置されており、図5で上から順番に、低電位側MOSFET(第2U相)45U、低電位側MOSFET(第2V相)45V、低電位側MOSFET(第2W相)45Wが配置されている。
 また、第1接続配線領域42U~42Wの上には、各相の低電位側MOSFETと共に、各相の相リレー用MOSFETの夫々が絶縁された状態で配置されている。第1接続配線領域42には図5で上から順番に、相リレー用MOSFET(第1U相)46U、相リレー用MOSFET(第1V相)46V、相リレー用MOSFET(第1W相)46Wが配置されている。
 同様に、第2接続配線領域43U~43Wの上には各相の相リレー用MOSFETが配置されており、図5上で上から順番に、相リレー用MOSFET(第2U相)47U、相リレー用MOSFET(第2V相)47V、相リレー用MOSFET(第2W相)47Wが配置されている。第1接続配線領域42U~42W、第2接続配線領域43U~43Wは図4に示すソースSA、ドレインDB、ドレインDCの接続部の機能を備えている。
 図5からわかるように、各相の高電位側MOSFETと低電位側MOSFET及び相リレー用MOSFETの夫々は、正極側電源経路32、33の配線方向に沿って、整列されており、配線の引き回しが容易となり、実装基板19の小型化にも寄与するものである。
 より好ましくは、正極側電源経路32、33と平行な状態でほぼ同一線上に配置することで、さらに配線の引き回しが容易となり、実装基板19の小型化にも寄与することができる。
 更に、高電位側MOSFETが配置されている正極側電源経路32、33と低電位側MOSFETが配置されている接続配線領域42U~42W、43U~43Wの間には、負極側電源経路38、39が配設されている。このため、高電位側MOSFETと低電位側MOSFETの間にある負極側電源経路38、39を飛び越えて、高電位側MOSFETと低電位側MOSFETを接続する必要がある。
 したがって、高電位側MOSFET(第1U相)36Uと低電位側MOSFET(第1U相)44Uの間にはジャンパ線48Uが設けられ、高電位側MOSFET(第1V相)36Vと低電位側MOSFET(第1V相)44Vの間にはジャンパ線48Vが設けられ、高電位側MOSFET(第1W相)36Wと低電位側MOSFET(第1W相)44Wの間にはジャンパ線48Wが設けられている。
 同様に、高電位側MOSFET(第2U相)37Uと低電位側MOSFET(第2U相)45Uの間にはジャンパ線49Uが設けられ、高電位側MOSFET(第2V相)37Vと低電位側MOSFET(第2V相)45Vの間にはジャンパ線49Vが設けられ、高電位側MOSFET(第2W相)37Wと低電位側MOSFET(第2W相)45Wの間にはジャンパ線49Wが設けられている。
 ここで、第1電力変換回路30側においては、高電位側MOSFET36U~36Wと低電位側MOSFET44U~44Wとは互いに同じ位置で対向して配置されており、ジャンパ線48U~48Wは図5上で各MOSFETの上側で相互のMOSFETを接続している。
 これに対して、第2電力変換回路31側においては、第1電力変換回路30側の高電位側MOSFET36U~36Wに対して、高電位側MOSFET37U~37Wは高電位側MOSFET36U~36Wとは互いに1つのMOSFET分だけずれた上側(第2正極側電源端子部35及び第2負極側電源端子部41が配置される外周方向と反対側の外周方向)の位置に配置されている。更に、高電位側MOSFET37U~37Wと低電位側MOSFET45U~45Wとは互いに1つのMOSFET分だけずれた下側(第2正極側電源端子部35及び第2負極側電源端子部41側の外周方向)の位置で対向して配置されている。
 そして、高電位側MOSFET37U~37Wのジャンパ線49U~49Wの接続部は、第1電力変換回路30側の高電位側MOSFET36U~36Wとは異なり、図5にある通り下側で低電位側MOSFET45U~45Wと接続されている。したがって、各ジャンパ線48U~48W、49U~49Wは同じ位置に対称に配置されることになる。
 第1接続配線領域42U~42W、第2接続配線領域43U~43Wから実装基板19の更に外周縁側(第1正極側電源経路32、第2正極側電源経路33とは反対側となる外側)には第1出力配線領域50U~50W、第2出力配線領域51U~51Wが配設されている。この第1出力配線領域50U~50W、第2出力配線領域51U~51Wは、各相に対応して3分割されて夫々が絶縁されており、個々の配線領域に各相の出力端子が配置されている。
 第1出力接続配線領域50U~50Wには各相の出力端子部が接続ランドとして夫々絶縁されて配置されており、図5上で上から順番に、第1U相出力端子部52U、第1V相出力端子部52V、第1W相出力端子部52Wが配置されている。同様に、第2出力配線領域51U~51Wには各相の出力端子部が夫々絶縁されて配置されており、図5上で上側(第2正極側電源端子部35及び第2負極側電源端子部41が配置される外周方向と反対側の外周方向)から順番に、第2U相出力端子部53U、第2V相出力端子部53V、第2W相出力端子部53Wが配置されている。
 したがって、第1電力変換回路30は、第1正極側電源経路32を基準にして、高電位側MOSFET(第1U相)36U、高電位側MOSFET(第1V相)36V、高電位側MOSFET(第1W相)36Wが配置され、これより周縁側(=外側)に低電位側MOSFET(第1U相)44U、低電位側MOSFET(第1V相)44V、低電位側MOSFET(第1W相)44Wが第1正極側電源経路32と平行に配置され、また、これより周縁側(=外側)に相リレー用MOSFET(第1U相)46U、相リレー用MOSFET(第1V相)46V、相リレー用MOSFET(第1W相)46Wが第1正極側電源経路32と平行に配置され、更にこれより周縁側(=外側)に第1U相出力端子52U、第1V相出力端子52V、第1W相出力端子52Wが第1正極側電源経路32と平行に配置されている。
 同様に、第2電力変換回路31は、第2正極側電源経路33を基準にして、高電位側MOSFET(第2U相)37U、高電位側MOSFET(第2V相)37V、高電位側MOSFET(第2W相)37Wが配置され、これより周縁側(=外側)に低電位側MOSFET(第2U相)45U、低電位側MOSFET(第2V相)45V、低電位側MOSFET(第2W相)45Wが第2正極側電源経路33と平行に配置され、また、これより周縁側(=外側)に相リレー用MOSFET(第2U相)47U、相リレー用MOSFET(第2V相)47V、相リレー用MOSFET(第2W相)47Wが第2正極側電源経路33と平行に配置され、更にこれより周縁側(=外側)に第2U相出力端子53U、第2V相出力端子53V、第2W相出力端子53Wが第2正極側電源経路33と平行に配置されている。
 このように、第1電力変換回路30と第2電力変換回路31は、実装基板19の中央付近に配線された第1正極側電源経路32および第2正極側電源経路33を基準にして左右にほぼ対称に形成されるように展開されている。そして、周縁側(=外側)に向かって高圧側MOSFET、低圧側MOSFET、相リレー用MOSFETの順序で各素子が、正極側電源経路の伸長方向(図5で縦方向)に対して直交する方向に配置されているため、配線の長さを短くできるので実装面積を縮小できるようになる。また、正極側電源経路32、33と負極側電源経路38、39が隣接して配線されることによりインダクタンス、ノイズを低減できるようになる。
 図5に戻って、第1電力変換回路30の各出力端子部52U、52V、52Wと、第2電力変換回路31の各出力端子部53U、53V、53Wは、図5に破線VLで示すように縦方向に同一線上に平行に配置されている。また、第1電力変換回路30と第2電力変換回路31の正極側電源端子部34、35と負極側電源端子部40、41は、図5に破線HLで示すように横方向に同一線上に配置されている。
 そして、図5にあるように、第1電力変換回路30の各出力端子52U、52V、52W、及び第2電力変換回路31の各出力端子部53U、53V、53Wの配置方向(破線VL)と、第1電力変換回路30と第2電力変換回路31の正極側電源端子部34、35と負極側電源端部子40、41の配置方向(破線HL)は直交する形態で配置されている。
 このような構成とすることで、円筒状のECUハウジング11Bの形状に沿って実装基板19の外形形状が形成されているので、第1電力変換回路30と第2電力変換回路31の各出力端子52U、52V、52W、53U、53V、53Wと、各電源端子34、35、40、41を円筒形状に合せて配置できるので、第2実装基板19の縮小化を図ることができるようになる。
 また、図5において第1電力変換回路30の高電位側MOSFET36U、36V、36Wと第2電力変換回路31の高電位側MOSFET37U、37V、37Wとは、一段だけ段違いにずらされて配置されている。このような配置にすることで、一方の電力変換回路の端側のMOSFETが上側、或いは下側に位置するようになるので、ECUハウジング11Bの円筒形状に沿った形状の実装基板19の実装面を有効に活用できる。
 すなわち、高電位側MOSFET36U、36V、36Wと高電位側MOSFET37U、37V、37Wを衝き合わせるようにして実装基板19の中央付近に集約させると、端側の高電位側MOSFETの部分は、実装基板19の外周縁に近くなるため、十分な実装面積を得られなくなる。このため、この部分の実装面積を確保するためには、実装基板を大きくする必要がある。これに対して、図5に示すような高電位側MOSFET36U、36V、36Wと高電位側MOSFET37U、37V、37Wの配置構成をとれば、実装基板19の外周縁に近い部分は1個のMOSFETだけとなるので、十分な実装面積を得られるようになる。
 尚、モータ筐体の曲面に合わせて第2実装基板19をより円形とするときは、モータ筐体の曲面に沿って第1電力変換回路30の各出力端子52U、52V、52W、及び第2電力変換回路31の各出力端子53U、53V、53Wの配置や、正極側電源端子部34、35と負極側電源端部子部40、41の配置を変位させても良い。
 また、図5に示すように各電力変換回路30、31の周囲には各MOSFETのゲート入力端子が配置されている。第1電力変換回路30の高電位側MOSFET36U、36V、36Wの対応するゲート入力端子部は、高電位側第1U相ゲート入力端子部54U、高電位側第1V相ゲート入力端子部54V、高電位側第1W相ゲート入力端子部54Wとして、図面上側の高電位側MOSFET36Uに近接して配置されている。
 同様に、第2電力変換回路31の高電位側MOSFET37U、37V、37Wの対応するゲート入力端子部は、高電位側第2U相ゲート入力端子部55U、高電位側第2V相ゲート入力端子部55V、高電位側第2W相ゲート入力端子部55Wとして、図面上側の高電位側MOSFET37Uに近接して配置されている。
 このように、高電位側第1U相ゲート入力端子部54U、高電位側第1V相ゲート入力端子部54V、高電位側第1W相ゲート入力端子部54W、及び高電位側第2U相ゲート入力端子部55U、高電位側第2V相ゲート入力端子部55V、高電位側第2W相ゲート入力端子部55Wは、実装基板19の外周縁に近接して配置されている。
 また、第1電力変換回路30の低電位側MOSFET44U、44V、44Wの対応するゲート入力端子部は、低電位側第1U相ゲート入力端子部56U、高電位側第1V相ゲート入力端子部56V、高電位側第1W相ゲート入力端子部56Wとして、図面の上側及び下側の低電位側MOSFET44U、44Wに近接して配置されている。
 同様に、第2電力変換回路31の低電位側MOSFET45U、45V、45Wの対応するゲート入力端子部は、低電位側第2U相ゲート入力端子部57U、低電位側第2V相ゲート入力端子部57V、低電位側第2W相ゲート入力端子部57Wとして、図面の上側及び下側の低電位側MOSFET45U、45Wに近接して配置されている。
 このように、低電位側第1U相ゲート入力端子部56U、低電位側第1V相ゲート入力端子部56V、低電位側第1W相ゲート入力端子部56W、及び低電位側第2U相ゲート入力端子部57U、低電位側第2V相ゲート入力端子部57V、低電位側第2W相ゲート入力端子部57Wは、実装基板19の外周縁に近接して配置されている。
 また、第1電力変換回路30の相リレー用MOSFET46U、46V、46Wの対応するゲート入力端子部は、相リレー用第1U相ゲート入力端子部58U、相リレー用第1V相ゲート入力端子部58V、相リレー用第1W相ゲート入力端子部58Wとして、図面の上側及び下側の相リレー用MOSFET46U~46Wに近接して配置されている。
 同様に、第2電力変換回路31の相リレー用MOSFET47U、47V、47Wの対応するゲート入力端子部は、相リレー用第2U相ゲート入力端子部59U、相リレー用第2V相ゲート入力端子部59V、相リレー用第2W相ゲート入力端子部59Wとして、図面の上側及び下側の相リレー用MOSFET46U~46Wに近接して配置されている。
 このように、相リレー用第1U相ゲート入力端子部58U、相リレー用第1V相ゲート入力端子部58V、相リレー用第1W相ゲート入力端子部58W、及び相リレー用第2U相ゲート入力端子部59U、相リレー用第2V相ゲート入力端子部59V、相リレー用第2W相ゲート入力端子部59Wは、第2実装基板19の外周縁に近接して配置されている。
 以上の通り、高電位側MOSFET36U~36W、37U~37W、低電位側MOSFET44U~44W、45U~45W、及び相リレー用OSFET46U~46W、47U~47Wの各ゲート入力端子部54U~54W、55U~55W、56U~56W、57U~58W、58U~58W、59U~59Wは、第2実装基板19における各MOSFETの配列方向に沿った第2実装基板19の周縁部に配置されることになる。これによって各ゲート入力端子と各MOSFETをつなぐゲート信号線を負極側電源経路38、39や接続配線領域42U~42W、43U~43Wに沿って配線しやすくなり、配線距離の短縮ができるようになる。
 また、高電位側MOSFET36U~36W、37U~37W、及び低電位側MOSFET44U~44W、45U~45Wのゲート信号線の配置等については図6に示すような構成とされている。尚、図6(第一変換部詳細)は第1電力変換回路30について示しているが、第2電力変換回路31についても同様の構成となっている。
 図6において、高電位側MOSFET36U~36Wのゲート信号線に繋がれたゲートや対応するソースが形成された各相の第1高電位側MOSFET接続領域60U~60Wは、第1正極側電源経路32と第1負極側電源経路38の間に所定の間隔、好ましくは等間隔に配置されている。そして、第1高電位側MOSFET接続領域60U~60Wの端子方向は第1正極側電源経路32に向いて配置されている。
 これによって、電動モータのコイルの相毎に第1高電位側MOSFET接続領域60U~60Wを第1正極側電源経路32に沿って配置可能となり、第1正極側電源経路32の形状の複雑化を抑制することができる。
 同様に、第1接続配線領域42U~42Wに対向する第1負極側電源経路38には、第1負極側電源経路38に沿って、第1高電位側MOSFET接続領域60U~60Wが配置されている位置と対応する位置に、第1低電位側MOSFET接続領域62U~62Wが配設されている。
 つまり、各相の第1低電位側MOSFET接続領域62U~62Wは、第1負極側電源経路38に所定の間隔、好ましくは等間隔に配置されている。そして、第1低電位側MOSFET接続領域62U~62Wの端子方向は低電位側MOSFET44U~44Wに向いて配置されている。
 これによって、電動モータのコイルの相毎に第1低電位側MOSFET接続領域62U~62Wを第1負極側電源経路32に沿って配置可能となり、第1負極側電源経路32の形状の複雑化を抑制することができる。
 尚、第1低電位側MOSFET接続領域62U~62Wと第1接続配線領域42U~42Wの間に低電位側MOSFET44U~44Wのゲート信号線64を配置する構成を採用している。これによって、特に低電位側MOSFET(第1V相)44Vのゲート信号線64Vをジャンパ線を用いないで配線することができる。図6からわかるように、低電位側MOSFET(第1V相)44Vのゲート信号線64Vは、低電位側MOSFET(第1U相)44Uを越えて横切るように配線されている。このため、低電位側MOSFET(第1U相)44Uと干渉しないで配線することが必要である。
 本実施例では図7に示しているように、第1低電位側MOSFET接続領域62Uと第1接続配線領域42Uの間に、低電位側MOSFET(第1V相)44のゲート信号線64Vを配置する構成を採用している。そして、図7にある通り、第1低電位側MOSFET接続領域62Uと低電位側MOSFET(第1V相)44はCu材からなる端子リード66Vによってゲート信号線64Vを跨ぐように構成されている。これによって、ジャンパ線を削減できる共に、これに伴う実装面積の低減、コスト低減、インダクタンス成分の増加を抑制することが可能となる。
 以上述べたように本実施例によれば、実装基板のほぼ中央に2つの正極側電源経路及び負極側電源経路を隣接して配設し、この2つの正極側電源経路及び負極側電源経路を基準にして実装基板の両側に、電動モータを制御、駆動する電力変換回路を構成する各相毎のMOSFETを正極側電源経路に直交するように配設する共に、更に電力変換回路の外側の実装基板に電動モータに繋がる出力端子を配設した構成とした。
 本実施例によれば、実装基板の中央から周縁部に向けて冗長系の電力変換回路をほぼ対称に配設できるので、配線距離を短くできて回路基板の実装面積を縮小できる。この結果、冗長化された電力変換回路が実装された実装基板が半径方向に大型化するのを抑制することができる。
 次に本発明の第2の実施例について図8に基づき説明する。本実施例は基本的には第1実施例と同じ構成であるが、高電位側MOSFETの配置位置と、高電位側MOSFETと低電位側MODFETとをつなぐジャンパ線の配置位置が異なっている点で相違している。尚、基本的な作用、効果は実施例1と同じであるので、以下ではこれ以外の作用、効果について説明する。
 また、図8においては実施例1と基本的に同じ構成なので、参照番号について必要な構成部品以外については省略して付していない。必要であれば図5を参照されたい。
 さて、図8において、第1電力変換回路30の構成は実施例と同一である。一方、第2電力変換回路31では、高電位側MOSFET37U~37Wは、第1電力変換回路30の高電位側MOSFET36U~36Wと互いに同じ位置で対向して配置されている。ただ、ジャンパ線49U~49Wの接続位置は、図8上で実施例1とは反対に高電位側MOSFET37U~37Wの下側(第2正極側電源端子部35、負極側電源端部子部41側)に設定されている。
 同様に、高電位側MOSFET37U~37Wと低電位側MOSFET45U~45Wとは互いに同じ位置で対向して配置されている。ただ、これもジャンパ線49U~49Wの接続位置は、図8上で実施例1とは反対に低電位側MOSFET45U~45Wの下側に設定されている。そして、ジャンパ線49U~49Wは高電位側MOSFET37U~37Wと低電位側MOSFET45U~45の下側で夫々を接続することになる。
 したがって、第1電力変換回路30の各ジャンパ線48U~48Wに対して、第2電力変換回路31のジャンパ線49U~49Wは1つのMOSFET分だけ下側(第2正極側電源端子部35、負極側電源端部子部41側)にずれて配置されることになる。このような配置にすることで、第2電力変換回路31のジャンパ線49U~49Wが下側に位置するようになるので、ECUハウジング11Bの円筒形状に沿った形状の実装基板19の実装面を有効に活用できる。
 例えば、高電位側MOSFET36U、36V、36Wと高電位側MOSFET37U、37V、37Wを衝き合わせるようにし、しかもジャンパ線を同じ位置で実装基板19の中央付近に集約させると、端側のジャンパ線は、実装基板19の外周縁に近くなるため、十分な実装面積を得られなくなる。このため、この部分の実装面積を確保するためには、実装基板を大きくする必要がある。これに対して、図8に示すようなジャンパ線の配置構成をとれば、実装基板19の外周縁に近い部分は1個のジャンパ線となるので、十分な実装面積を得られるようになる。
 次に本発明の第3の実施例について図9に基づき説明する。本実施例は実施例1に示す正極側電源経路及び負極側電源経路の関係を置き換えたものであり、負極側電源経路を基準にして外側に正極側電源経路を配置した点、及びこれに伴って高電位側MOSFETと低電位側MOSFETの配置方向が異なっている点で相違している。
 尚、基本的な作用、効果は実施例1と同じであるので、以下ではこれ以外の作用、効果について説明する。
 また、図9においては説明に必要な構成部品以外については参照番号を省略して付していない。ゲート信号線等の構成は基本的には実施例1と同様、或いは等価であるので説明を省略する。
 図9において、実装基板19の絶縁領域28の表面に各MOSFETのドレイン、ソース、ゲート等が接続される各配線パターンが印刷されている。そして、実装基板19のほぼ中央付近には、図9上で第2実装基板19を第1負極側電源端子72、第2負極側電源端子73から反対側周縁部に向かって縦に横切るように、第1電力変換回路30の第1負極側電源経路70と第2電力変換回路31の第2負極側電源経路71が互いに間隔をもって絶縁された状態で配設されている。
 この第1負極側電源経路70と第2負極側電源経路71は、所定の幅を備えてほぼ直線状に延びる形状に形成されており、実装基板19の中央付近に配設されている。ここで、各負極側電源経路70、71は、図4に示す各相の低電位側MOSFETの共通のソースSBの接続部として機能している。また、これらの各負極側電源経路70、71は対応した第1負極側電源端子部72、第2負極側電源端子部73に接続されている。
 また、各負極側電源経路70、71から実装基板19の外周縁側(外側)には、第1正極側電源経路74、第2正極側電源経路75が配設されている。これらの第1正極側電源経路74と第2正極側電源経路75は、負極側電源経路70、71に対して平行になる部分と、この平行部分から直交するように所定の幅を備えてほぼ直線状に、第1正極側電源経路74、第2正極側電源経路75と平行に外周縁側に延びる形状に形成されて第2実装基板19に配設されている。
 即ち、第1正極側電源経路74と第2正極側電源経路75は、負極側電源経路70、71の両側に配線される第1配線部74aと、第1配線部74aから後述する第1U相出力端子86U、第1V相出力端子86V、第1W相出力端子86Wないし、第2U相出力端子87U、第2V相出力端子87V、第2W相出力端子87Wが配置されている外周縁側に向きを変えて屈曲して配線された第2配線部75bと、該第2配線部75bと絶縁領域を介して対向し、負極側電源経路70、71の配線方向に配線される第3配線部74cU,74cV、74cW、75cU,75cV、75cWとを備えている。
 また、第3配線部74cU,74cV、74cW、75cU,75cV、75cWはモータMの各巻線相毎に配線されている。
 これらの各正極側電源経路74、75は、これに対応した第1正極側電源端子76、第2正極側電源端子77に接続されている。尚、ここで、第1正極側電源経路76、第2正極側電源経路77は、図4に示す各相の高電位側MOSFETの共通のドレインDAの接続部として機能している。
 そして、第1正極側電源経路74の第2配線部74b上には、各相の高電位側MOSFETが配置されており、図9で第1負極側電源経路70を基準として外周側に向けて順番に、高電位側MOSFET(第1W相)78W、高電位側MOSFET(第1V相)78V、高電位側MOSFET(第1U相)78Uが整列して配置されている。
 同様に、第2正極側電源経路75のとなる第2配線部75b上には、各相の高電位側MOSFETが配置されており、図9で第2負極側電源経路71を基準として外周側に向けて順番に、高電位側MOSFET(第2W相)79W、高電位側MOSFET(第2V相)79V、高電位側MOSFET(第2U相)79Uが整列して配置されている。
 尚、これらの3相のMOSFETの配置位置の順序は任意であり、電動駆動装置の出力端子の位置に対応して適切な配置位置をとることができる。
 また、高電位側MOSFET(第1W相)78W、高電位側MOSFET(第1V相)78V、高電位側MOSFET(第1U相)78Uから延びた第1正極側電源経路74の第3配線部74cW、74cV、74cUには、各相の低電圧側MOSFETが夫々絶縁された状態で配置されており、図9で第1負極側電源経路70を基準として外周側に向けて順番に、低電位側MOSFET(第1W相)80W、低電位側MOSFET(第1V相)80V、低電位側MOSFET(第1U相)80Uが配置されている。
 同様に、高電位側MOSFET(第2W相)79W、高電位側MOSFET(第2V相)79V、高電位側MOSFET(第2U相)79Uから延びた第2正極側電源経路75の第3配線部75cW、75cV、75cUには、各相の低電圧側MOSFETが夫々絶縁された状態で配置されており、図9で第2負極側電源経路71を基準として外周側に向けて順番に、低電位側MOSFET(第2W相)81W、低電位側MOSFET(第2V相)81V、低電位側MOSFET(第2U相)81Uが配置されている。
 また、第2実装基板19の外周側には、第1負極側電源経路70とほぼ平行に各相の相リレー用MOSFETの夫々が絶縁された状態で配置されている。図9で上(第1負極側電源端子部72及び第2負極側電源端子部73が配置される外周側と反対側の外周側)から順番に、相リレー用MOSFET(第1U相)82U、相リレー用MOSFET(第1V相)82V、相リレー用MOSFET(第1W相)82Wが配置されている。
 同様に、実装基板19の外周側には、第2負極側電源経路71とほぼ平行に各相の相リレー用MOSFETの夫々が絶縁された状態で配置されている。図9で上から順番に、相リレー用MOSFET(第2U相)83U、相リレー用MOSFET(第2V相)83V、相リレー用MOSFET(第2W相)83Wが配置されている。
 更に、高電位側MOSFET(第1W相)78Wと低電位側MOSFET(第1W相)80Wとの間の第1正極側電源経路74の第3配線部74cWと、相リレー用MOSFET(第1W相)82Wとはジャンパ線84Wを介して接続されている。
また、高電位側MOSFET(第1V相)78Vと低電位側MOSFET(第1V相)80Vとの間の第1正極側電源経路74の第3配線部74cVと、相リレー用MOSFET(第1V相)82Vとはジャンパ線84Vを介して接続されている。
 同様に、高電位側MOSFET(第2W相)79Wと低電位側MOSFET(第2W相)81Wとの間の第2正極側電源経路75の第3配線部75cWと、相リレー用MOSFET(第2W相)83Wとはジャンパ線85Wを介して接続されている。また、高電位側MOSFET(第2V相)79Vと低電位側MOSFET(第2V相)81Vとの間の第2正極側電源経路75の第3配線部75cVと、相リレー用MOSFET(第2V相)83Vとはジャンパ線85Vを介して接続されている。
 尚、第1負極側電源経路70と低電位側MOSFET(第1U相)80U~低電位側MOSFET(第1W相)80Wの負極側はジャンパ線88Aで接続され、第2負極側電源経路71と低電位側MOSFET(第2U相)81U~低電位側MOSFET(第2W相)81Wの負極側はジャンパ線88Bで接続されている。
 更に、実施例1と同様に第2実装基板19の最外周付近には、上(第1負極側電源端子部72及び第2負極側電源端子部73が配置される外周側と反対側の外周側)から順番に第1U相出力端子86U、第1V相出力端子86V、第1W相出力端子86Wが配置されている。また、上(第1負極側電源端子部72及び第2負極側電源端子部73が配置される外周側と反対側の外周側)から順番に第2U相出力端子87U、第2V相出力端子87V、第2W相出力端子87Wが配置されている。
 以上説明した構成によれば、実装基板の中央から周縁部に向けて電力変換回路が配設できるので、配線距離を短くできて回路基板の実装面積を縮小できる。この結果、冗長化された電力変換回路が実装された実装基板が半径方向に大型化するのを抑制することができる。
 尚、本実施例においては図10に示しているように、電動モータの回転数や回転位相を検出するための磁気検出素子も実装されており、電動モータの回転軸に固定されたセンサマグネットMGと協働して電動モータの回転数や回転位相を検出するようにしている。そして、電動モータの回転軸SHの先端にはセンサマグネットMGが固定されている。更に、このセンサマグネットMGの近くの制御回路部16には磁気検出素子MRが設けられている。センサマグネットMGは回転軸SHに固定されているので、磁気検出素子MRもこの回転軸SHの近くに位置することになる。
 そして、磁気検出素子MRは電気的なノイズに対して影響を受けることがある。例えば、電力変換回路のMOSFETが近くにあると、このMOSFETのスイッチングによる電気的なノイズが磁気検出素子MRに影響する度合いが高くなる。これに対して、本実施例では第1負極側電源経路と第2負極側電源経路が中央に存在するため、高電位側MOSFETや低電位側MOSFETの配置位置が、磁気検出素子MRから遠ざかる位置に配置されることになる。これによって、MOSFETのスイッチングによる電気的なノイズが磁気検出素子MRに影響する度合いと低くすることができる。
 以上述べた通り本発明によれば、実装基板のほぼ中央に2つの正極側電源経路及び負極側電源経路を隣接して配設し、この2つの正極側電源経路及び負極側電源経路を基準にして実装基板の両側に電動モータを制御、駆動する電力変換回路を配設する共に、更に電力変換回路の外側の実装基板に電動モータに繋がる出力端子を配設した、構成とした。
 本発明によれば、実装基板の中央から周縁部に向けて電力変換回路が配設できるので、配線距離を短くできて回路基板の実装面積を縮小できる。この結果、冗長化された電力変換回路が実装された実装基板が半径方向に大型化するのを抑制することができる。
 また、この他に、第2実装基板19をECUハウジング11Bの外形に合わせた形状とすることができ、たとえば、本実施例よりさらに円形化することができる。また、他の形状として矩形状や、それらの組合せの形状、とすることが可能である。
 また、MOSFETの数はインバータ回路を構成する上で第1電力変換回路および第2電力変換回路とも6個としたが、相リレーMOSFETを削減することも可能である。
 また、制御回路部16、第1実装基板18、第2実装基板19をモータMに対しての積層順(配置順)を入れ替えてもよい。
 制御回路部のすくなくとも一部の機能回路、電子部品を第2実装基板18に高密度実装して一体的にすることもできる。
 尚、本発明は上記した実施例に限定されるものではなく、様々な変形例が含まれる。例えば、上記した実施例は本発明を分かりやすく説明するために詳細に説明したものであり、必ずしも説明した全ての構成を備えるものに限定されるものではない。また、ある実施例の構成の一部を他の実施例の構成に置き換えることが可能であり、また、ある実施例の構成に他の実施例の構成を加えることも可能である。また、各実施例の構成の一部について、他の構成の追加・削除・置換をすることが可能である。
 以上説明した実施形態に基づく電動駆動装置及び電動パワーステアリング装置としては、例えば以下に述べる態様のものが考えられる。
 電動駆動装置は、その一つの態様において、機械系制御要素を駆動する電動モータと、前記電動モータの出力軸とは反対側に配置され前記電動モータを制御する電子制御装置とにより構成され、前記電子制御装置は、前記電動モータが収容されたモータハウジングに結合されたECUハウジングと、前記ECUハウジングの内部に収容され前記電動モータを駆動制御するための電力変換回路部を備え、少なくとも、前記電力変換回路部は、実装基板の外縁側から内側に向かって2つの正極側電源経路及び2つの負極側電源経路を隣接して配設し、前記2つの正極側電源経路及び前記2つの負極側電源経路を基準にして、前記実装基板の両側に前記電動モータを制御、駆動する電力変換回路を夫々配設する共に、更に前記2つの電力変換回路の外側の前記実装基板に前記電動モータに繋がる出力端子を夫々配設している。
 また、電動駆動装置は、別の観点から、機械系制御要素を駆動する電動モータと、前記電動モータの出力軸とは反対側に配置され前記電動モータを制御する電子制御装置とにより構成され、前記電子制御装置は、前記電動モータが収容されたモータハウジングに結合されたECUハウジングと、前記ECUハウジングの内部に収容され前記電動モータを駆動制御するための電子制御組立体を備え、前記電子制御組立体を、電源の生成を主たる機能とする電源回路部と、電動モータの駆動を主たる機能とする電力変換回路部と、電力変換回路部の制御を主たる機能とする制御回路部とに分割する共に、少なくとも、前記電力変換回路部は、実装基板の外縁側から内側に向かって2つの正極側電源経路及び2つの負極側電源経路を隣接して配設し、前記2つの正極側電源経路及び前記2つの負極側電源経路を基準にして、前記実装基板の両側に前記電動モータを制御、駆動する電力変換回路を夫々配設する共に、更に前記2つの電力変換回路の外側の前記実装基板に前記電動モータに繋がる出力端子を夫々配設している。
 前記電動駆動装置の好ましい態様において、前記電力変換回路部は、実装基板の外縁側から内側に向かって2つの正極側電源経路を配設すると共に、前記正極側電源経路を基準にして外側に夫々の前記負極側電源経路を隣接して配設し、前記2つの正極側電源経路上に高電位側パワースイッチング素子を配設すると共に、夫々の前記負極側電源経路を基準にして外側に低電位側パワースイッチング素子を配設し、更に前記高電位側パワースイッチング素子と前記低電位側パワースイッチング素子は前記正極側電源経路と前記負極側電源経路の間で直列に接続され、前記低電位側パワースイッチング素子を基準にして外側に相リレー用パワースイッチング素子を配設すると共に、前記相リレー用パワースイッチング素子を基準にして外側に前記出力端子を配設し、前記相リレー用パワースイッチング素子は前記高電位側パワースイッチング素子と前記低電位側パワースイッチング素子の間と前記出力端子の間の電力の供給を制御する。
 別の好ましい態様では、前記電動駆動装置の態様のいずれかにおいて、前記2つの正極側電源経路及び前記2つの負極側電源経路は前記実装基板を分割するように線状に形成され、前記高電位側パワースイッチング素子は、前記電動モータに巻回されているU相、V相、W相のコイルに供給される電力を制御する高電位側U相パワースイッチング素子、高電位側V相パワースイッチング素子、高電位側W相パワースイッチング素子からなり、これらの3相の高電位側パワースイッチング素子は前記正極側電源経路の配設方向に沿って配置され、前記低電位側パワースイッチング素子は、前記高電位側U相パワースイッチング素子、前記高電位側V相パワースイッチング素子、前記高電位側W相パワースイッチング素子と接続された、低電位側U相パワースイッチング素子、低電位側V相パワースイッチング素子、低電位側W相パワースイッチング素子からなり、これらの3相の低電位側パワースイッチング素子は前記正極側電源経路の配設方向に沿って配置され、前記相リレー用パワースイッチング素子は、相リレー用U相パワースイッチング素子、相リレー用V相パワースイッチング素子、相リレー用W相パワースイッチング素子からなり、これらの3相の相リレー用パワースイッチング素子は前記正極側電源経路の配設方向に沿って配置され、更に、前記出力端子は、U相出力端子、V相出力端子、W相出力端子からなり、これらの3相の出力端子は前記正極側電源経路の配設方向に沿って配置されている。
 さらに別の好ましい態様では、前記電動駆動装置の態様のいずれかにおいて、一方の前記正極側電源経路に配置された前記3相の高電位側パワースイッチング素子に対して、他方の前記正極側電源経路に配置された前記3相の高電位側パワースイッチング素子は、前記他方の正極側電源経路上で配設方向にずらした位置に配置されている。
 さらに別の好ましい態様では、前記電動駆動装置の態様のいずれかにおいて、前記一方の3相の高電位側パワースイッチング素子と前記3相の低電位側パワースイッチング素子を接続するジャンパ線と、前記他方の3相の高電位側パワースイッチング素子と前記3相の低電位側パワースイッチング素子を接続するジャンパ線は、夫々の前記正極側電源経路に対してほぼ対称の位置に配置されている。
 さらに別の好ましい態様では、前記電動駆動装置の態様のいずれかにおいて、前記一方の正極側電源経路に配置された前記3相の高電位側パワースイッチング素子の夫々は、前記他方の前記正極側電源経路に配置された前記3相の高電位側パワースイッチング素子に対向するように配置されている。
 さらに別の好ましい態様では、前記電動駆動装置の態様のいずれかにおいて、前記一方の3相の高電位側パワースイッチング素子と前記3相の低電位側パワースイッチング素子を接続するジャンパ線と、前記他方の3相の高電位側パワースイッチング素子と前記3相の低電位側パワースイッチング素子を接続するジャンパ線は、前記夫々の正極側電源経路配設方向にずらした位置に配置されている。
 さらに別の好ましい態様では、前記電動駆動装置の態様のいずれかにおいて、前記電力変換回路部は、実装基板の外縁側から内側に向かって2つの負極側電源経路を配設すると共に、前記負極側電源経路を基準にして外側に夫々正極側電源経路を隣接して配設し、前記2つの正極側電源経路上に高電位側パワースイッチング素子を配設すると共に、夫々の前記負極側電源経路に沿って低電位側パワースイッチング素子を配設し、更に前記高電位側パワースイッチング素子と前記低電位側パワースイッチング素子は前記正極側電源経路と前記負極側電源経路の間で直列に接続され、前記高電位側パワースイッチング素子と前記低電位側パワースイッチング素子を基準にして外側に相リレー用パワースイッチング素子を配設すると共に、前記相リレー用パワースイッチング素子を基準にして外側に前記出力端子を配設し、前記相リレー用パワースイッチング素子は前記高電位側パワースイッチング素子と前記低電位側パワースイッチング素子の間と前記出力端子の間の電力の供給を制御する。
 さらに別の好ましい態様では、前記電動駆動装置の態様のいずれかにおいて、前記2つの負極側電源経路は前記実装基板を分割するように線状に形成され、前記夫々の正極側電源経路は、前記負極側電源経路に沿って配設される第1配線部と該第1配線部から配設方向を変更した第2配線部及び、該第2配線部と絶縁領域を介して対向し、前記負極側電源経路に沿って配設される第3配線部とを備え、前記高電位側パワースイッチング素子は、前記電動モータに巻回されているU相、V相、W相のコイルに供給される電力を制御する高電位側U相パワースイッチング素子、高電位側V相パワースイッチング素子、高電位側W相パワースイッチング素子からなり、これらの3相の高電位側パワースイッチング素子は、前記正極側電源経路の前記第2配線部に配設されて前記第3配線部と接続され、前記低電位側パワースイッチング素子は、前記第3配線部に配設された低電位側U相パワースイッチング素子、低電位側V相パワースイッチング素子、低電位側W相パワースイッチング素子からなり、前記相リレー用パワースイッチング素子は、相リレー用U相パワースイッチング素子、相リレー用V相パワースイッチング素子、相リレー用W相パワースイッチング素子からなり、これらの3相の相リレー用パワースイッチング素子は前記負極側電源経路に配設方向に順に配置され、更に、前記出力端子は、U相出力端子、V相出力端子、W相出力端子からなり、これらの3相の出力端子は前記負極側電源経路に配設方向に順に配置されている。
 前記電動パワーステアリング装置は、その一つの態様において、ステアリングシャフトに操舵補助力を付与する電動モータと、前記電動モータの出力軸とは反対側に配置され前記電動モータを制御する電子制御装置とにより構成され、前記電子制御装置は、前記電動モータが収容されたモータハウジングに結合されたECUハウジングと、前記ECUハウジングの内部に収容され前記電動モータを駆動制御するための電子制御組立体を備え、前記電子制御組立体を、電源の生成を主たる機能とする金属基板に実装された電源回路部と、電動モータの駆動を主たる機能とする金属基板に実装された電力変換回路部と、電力変換回路部の制御を主たる機能とする樹脂基板に実装された制御回路部とに分割する共に、少なくとも、前記電力変換回路部は、実装基板の外縁側から内側に向かって2つの正極側電源経路及び2つの負極側電源経路を隣接して配設し、前記2つの正極側電源経路及び前記2つの負極側電源経路を基準にして、前記実装基板の両側に前記電動モータを制御、駆動する電力変換回路を夫々配設する共に、更に前記2つの電力変換回路の外側の前記実装基板に前記電動モータに繋がる出力端子を夫々配設している。
 前記電動パワーステアリング装置の好ましい態様において、前記電力変換回路部は、実装基板の外縁側から内側に向かって2つの正極側電源経路を配設すると共に、前記正極側電源経路を基準にして外側に夫々の前記負極側電源経路を隣接して配設し、前記2つの正極側電源経路上に高電位側パワースイッチング素子を配設すると共に、夫々の前記負極側電源経路を基準にして外側に低電位側パワースイッチング素子を配設し、更に前記高電位側パワースイッチング素子と前記低電位側パワースイッチング素子は前記正極側電源経路と前記負極側電源経路の間で直列に接続され、前記低電位側パワースイッチング素子を基準にして外側に相リレー用パワースイッチング素子を配設すると共に、前記相リレー用パワースイッチング素子を基準にして外側に前記出力端子を配設し、前記相リレー用パワースイッチング素子は前記高電位側パワースイッチング素子と前記低電位側パワースイッチング素子の間と前記出力端子の間の電力の供給を制御する。
 別の好ましい態様では、前記電動パワーステアリング装置の態様のいずれかにおいて、前記2つの正極側電源経路及び前記2つの負極側電源経路は前記実装基板を分割するように線状に形成され、前記高電位側パワースイッチング素子は、前記電動モータに巻回されているU相、V相、W相のコイルに供給される電力を制御する高電位側U相パワースイッチング素子、高電位側V相パワースイッチング素子、高電位側W相パワースイッチング素子からなり、これらの3相の高電位側パワースイッチング素子は前記正極側電源経路の配設方向に沿って配置され、前記低電位側パワースイッチング素子は、前記高電位側U相パワースイッチング素子、前記高電位側V相パワースイッチング素子、前記高電位側W相パワースイッチング素子と接続された、低電位側U相パワースイッチング素子、低電位側V相パワースイッチング素子、低電位側W相パワースイッチング素子からなり、これらの3相の低電位側パワースイッチング素子は前記正極側電源経路の配設方向に沿って配置され、前記相リレー用パワースイッチング素子は、相リレー用U相パワースイッチング素子、相リレー用V相パワースイッチング素子、相リレー用W相パワースイッチング素子からなり、これらの3相の相リレー用パワースイッチング素子は前記正極側電源経路の配設方向に沿って配置され、更に、前記出力端子は、U相出力端子、V相出力端子、W相出力端子からなり、これらの3相の出力端子は前記正極側電源経路に配設方向に沿って配置されている。
 さらに別の好ましい態様では、前記電動パワーステアリング装置の態様のいずれかにおいて、前記一方の正極側電源経路に配置された前記3相の高電位側パワースイッチング素子に対して、前記他方の正極側電源経路に配置された前記3相の高電位側パワースイッチング素子は、前記他方の正極側電源経路上で配設方向にずらした位置に配置されている。
 さらに別の好ましい態様では、前記電動パワーステアリング装置の態様のいずれかにおいて、前記一方の3相の高電位側パワースイッチング素子と前記3相の低電位側パワースイッチング素子を接続するジャンパ線と、前記他方の3相の高電位側パワースイッチング素子と前記3相の低電位側パワースイッチング素子を接続するジャンパ線は、夫々の前記正極側電源経路に対してほぼ対称の位置に配置されている。
 さらに別の好ましい態様では、前記電動パワーステアリング装置の態様のいずれかにおいて、前記一方の正極側電源経路に配置された前記3相の高電位側パワースイッチング素子の夫々は、前記他方の前記正極側電源経路に配置された前記3相の高電位側パワースイッチング素子に対向するように配置されている
 さらに別の好ましい態様では、前記電動パワーステアリング装置の態様のいずれかにおいて、前記一方の3相の高電位側パワースイッチング素子と前記3相の低電位側パワースイッチング素子を接続するジャンパ線と、前記他方の3相の高電位側パワースイッチング素子と前記3相の低電位側パワースイッチング素子を接続するジャンパ線は、前記夫々の正極側電源経路配設方向にずらした位置方向に配置されている。

Claims (17)

  1.  機械系制御要素を駆動する電動モータと、前記電動モータの出力軸とは反対側に配置され前記電動モータを制御する電子制御装置とにより構成され、前記電子制御装置は、前記電動モータが収容されたモータハウジングに結合されたECUハウジングと、前記ECUハウジングの内部に収容され前記電動モータを駆動制御するための電力変換回路部を備えている電動駆動装置において、
     少なくとも、前記電力変換回路部は、実装基板の外縁側から内側に向かって2つの正極側電源経路及び2つの負極側電源経路を隣接して配設し、前記2つの正極側電源経路及び前記2つの負極側電源経路を基準にして、前記実装基板の両側に前記電動モータを制御、駆動する電力変換回路を夫々配設する共に、更に前記2つの電力変換回路の外側の前記実装基板に前記電動モータに繋がる出力端子を夫々配設したことを特徴とする電動駆動装置。
  2.  機械系制御要素を駆動する電動モータと、前記電動モータの出力軸とは反対側に配置され前記電動モータを制御する電子制御装置とにより構成され、前記電子制御装置は、前記電動モータが収容されたモータハウジングに結合されたECUハウジングと、前記ECUハウジングの内部に収容され前記電動モータを駆動制御するための電子制御組立体を備えている電動駆動装置において、
     前記電子制御組立体を、電源の生成を主たる機能とする電源回路部と、電動モータの駆動を主たる機能とする電力変換回路部と、電力変換回路部の制御を主たる機能とする制御回路部とに分割する共に、
     少なくとも、前記電力変換回路部は、実装基板の外縁側から内側に向かって2つの正極側電源経路及び2つの負極側電源経路を隣接して配設し、前記2つの正極側電源経路及び前記2つの負極側電源経路を基準にして、前記実装基板の両側に前記電動モータを制御、駆動する電力変換回路を夫々配設する共に、更に前記2つの電力変換回路の外側の前記実装基板に前記電動モータに繋がる出力端子を夫々配設したことを特徴とする電動駆動装置。
  3.  請求項1或いは請求項2に記載の電動駆動装置において、
     前記電力変換回路部は、実装基板の外縁側から内側に向かって2つの正極側電源経路を配設すると共に、前記正極側電源経路を基準にして外側に夫々の前記負極側電源経路を隣接して配設し、
     前記2つの正極側電源経路上に高電位側パワースイッチング素子を配設すると共に、夫々の前記負極側電源経路を基準にして外側に低電位側パワースイッチング素子を配設し、更に前記高電位側パワースイッチング素子と前記低電位側パワースイッチング素子は前記正極側電源経路と前記負極側電源経路の間で直列に接続され、
     前記低電位側パワースイッチング素子を基準にして外側に相リレー用パワースイッチング素子を配設すると共に、前記相リレー用パワースイッチング素子を基準にして外側に前記出力端子を配設し、前記相リレー用パワースイッチング素子は前記高電位側パワースイッチング素子と前記低電位側パワースイッチング素子の間と前記出力端子の間の電力の供給を制御することを特徴とする電動駆動装置。
  4.  請求項3に記載の電動駆動装置において、
     前記2つの正極側電源経路及び前記2つの負極側電源経路は前記実装基板を分割するように線状に形成され、
     前記高電位側パワースイッチング素子は、前記電動モータに巻回されているU相、V相、W相のコイルに供給される電力を制御する高電位側U相パワースイッチング素子、高電位側V相パワースイッチング素子、高電位側W相パワースイッチング素子からなり、これらの3相の高電位側パワースイッチング素子は前記正極側電源経路の配設方向に沿って配置され、
     前記低電位側パワースイッチング素子は、前記高電位側U相パワースイッチング素子、前記高電位側V相パワースイッチング素子、前記高電位側W相パワースイッチング素子と接続された、低電位側U相パワースイッチング素子、低電位側V相パワースイッチング素子、低電位側W相パワースイッチング素子からなり、これらの3相の低電位側パワースイッチング素子は前記正極側電源経路の配設方向に沿って配置され、
     前記相リレー用パワースイッチング素子は、相リレー用U相パワースイッチング素子、相リレー用V相パワースイッチング素子、相リレー用W相パワースイッチング素子からなり、これらの3相の相リレー用パワースイッチング素子は前記正極側電源経路の配設方向に沿って配置され、
     更に、前記出力端子は、U相出力端子、V相出力端子、W相出力端子からなり、これらの3相の出力端子は前記正極側電源経路の配設方向に沿って配置されていることを特徴とする電動駆動装置。
  5.  請求項4に記載の電動駆動装置において、
     一方の前記正極側電源経路に配置された前記3相の高電位側パワースイッチング素子に対して、他方の前記正極側電源経路に配置された前記3相の高電位側パワースイッチング素子は、前記他方の正極側電源経路上で配設方向にずらした位置に配置されていることを特徴とする電動駆動装置。
  6.  請求項5に記載の電動駆動装置において、
     前記一方の3相の高電位側パワースイッチング素子と前記3相の低電位側パワースイッチング素子を接続するジャンパ線と、前記他方の3相の高電位側パワースイッチング素子と前記3相の低電位側パワースイッチング素子を接続するジャンパ線は、夫々の前記正極側電源経路に対してほぼ対称の位置に配置されていることを特徴とする電動駆動装置。
  7.  請求項4に記載の電動駆動装置において、
     前記一方の正極側電源経路に配置された前記3相の高電位側パワースイッチング素子の夫々は、前記他方の前記正極側電源経路に配置された前記3相の高電位側パワースイッチング素子に対向するように配置されていることを特徴とする電動駆動装置。
  8.  請求項7に記載の電動駆動装置において、
     前記一方の3相の高電位側パワースイッチング素子と前記3相の低電位側パワースイッチング素子を接続するジャンパ線と、前記他方の3相の高電位側パワースイッチング素子と前記3相の低電位側パワースイッチング素子を接続するジャンパ線は、前記夫々の正極側電源経路配設方向にずらした位置に配置されていることを特徴とする電動駆動装置。
  9.  請求項1或いは請求項2に記載の電動駆動装置において、
     前記電力変換回路部は、実装基板の外縁側から内側に向かって2つの負極側電源経路を配設すると共に、前記負極側電源経路を基準にして外側に夫々正極側電源経路を隣接して配設し、
     前記2つの正極側電源経路上に高電位側パワースイッチング素子を配設すると共に、夫々の前記負極側電源経路に沿って低電位側パワースイッチング素子を配設し、更に前記高電位側パワースイッチング素子と前記低電位側パワースイッチング素子は前記正極側電源経路と前記負極側電源経路の間で直列に接続され、
     前記高電位側パワースイッチング素子と前記低電位側パワースイッチング素子を基準にして外側に相リレー用パワースイッチング素子を配設すると共に、前記相リレー用パワースイッチング素子を基準にして外側に前記出力端子を配設し、前記相リレー用パワースイッチング素子は前記高電位側パワースイッチング素子と前記低電位側パワースイッチング素子の間と前記出力端子の間の電力の供給を制御することを特徴とする電動駆動装置。
  10.  請求項9に記載の電動駆動装置において、
     前記2つの負極側電源経路は前記実装基板を分割するように線状に形成され、前記夫々の正極側電源経路は、前記負極側電源経路に沿って配設される第1配線部と該第1配線部から配設方向を変更した第2配線部及び、該第2配線部と絶縁領域を介して対向し、前記負極側電源経路に沿って配設される第3配線部とを備え、
     前記高電位側パワースイッチング素子は、前記電動モータに巻回されているU相、V相、W相のコイルに供給される電力を制御する高電位側U相パワースイッチング素子、高電位側V相パワースイッチング素子、高電位側W相パワースイッチング素子からなり、これらの3相の高電位側パワースイッチング素子は、前記正極側電源経路の前記第2配線部に配設されて前記第3配線部と接続され、
     前記低電位側パワースイッチング素子は、前記第3配線部に配設された低電位側U相パワースイッチング素子、低電位側V相パワースイッチング素子、低電位側W相パワースイッチング素子からなり、
     前記相リレー用パワースイッチング素子は、相リレー用U相パワースイッチング素子、相リレー用V相パワースイッチング素子、相リレー用W相パワースイッチング素子からなり、これらの3相の相リレー用パワースイッチング素子は前記負極側電源経路に配設方向に順に配置され、
     更に、前記出力端子は、U相出力端子、V相出力端子、W相出力端子からなり、これらの3相の出力端子は前記負極側電源経路に配設方向に順に配置されている
    ことを特徴とする電動駆動装置。
  11.  ステアリングシャフトに操舵補助力を付与する電動モータと、前記電動モータの出力軸とは反対側に配置され前記電動モータを制御する電子制御装置とにより構成され、前記電子制御装置は、前記電動モータが収容されたモータハウジングに結合されたECUハウジングと、前記ECUハウジングの内部に収容され前記電動モータを駆動制御するための電子制御組立体を備えている電動パワーステアリング装置において、
     前記電子制御組立体を、電源の生成を主たる機能とする金属基板に実装された電源回路部と、電動モータの駆動を主たる機能とする金属基板に実装された電力変換回路部と、電力変換回路部の制御を主たる機能とする樹脂基板に実装された制御回路部とに分割する共に、
     少なくとも、前記電力変換回路部は、実装基板の外縁側から内側に向かって2つの正極側電源経路及び2つの負極側電源経路を隣接して配設し、前記2つの正極側電源経路及び前記2つの負極側電源経路を基準にして、前記実装基板の両側に前記電動モータを制御、駆動する電力変換回路を夫々配設する共に、更に前記2つの電力変換回路の外側の前記実装基板に前記電動モータに繋がる出力端子を夫々配設したことを特徴とする電動パワーステアリング装置。
  12.  請求項11に記載の電動パワーステアリング装置において、
     前記電力変換回路部は、実装基板の外縁側から内側に向かって2つの正極側電源経路を配設すると共に、前記正極側電源経路を基準にして外側に夫々の前記負極側電源経路を隣接して配設し、
     前記2つの正極側電源経路上に高電位側パワースイッチング素子を配設すると共に、夫々の前記負極側電源経路を基準にして外側に低電位側パワースイッチング素子を配設し、更に前記高電位側パワースイッチング素子と前記低電位側パワースイッチング素子は前記正極側電源経路と前記負極側電源経路の間で直列に接続され、
     前記低電位側パワースイッチング素子を基準にして外側に相リレー用パワースイッチング素子を配設すると共に、前記相リレー用パワースイッチング素子を基準にして外側に前記出力端子を配設し、前記相リレー用パワースイッチング素子は前記高電位側パワースイッチング素子と前記低電位側パワースイッチング素子の間と前記出力端子の間の電力の供給を制御することを特徴とする電動パワーステアリング装置。
  13.  請求項12に記載の電動パワーステアリング装置において、
     前記2つの正極側電源経路及び前記2つの負極側電源経路は前記実装基板を分割するように線状に形成され、
     前記高電位側パワースイッチング素子は、前記電動モータに巻回されているU相、V相、W相のコイルに供給される電力を制御する高電位側U相パワースイッチング素子、高電位側V相パワースイッチング素子、高電位側W相パワースイッチング素子からなり、これらの3相の高電位側パワースイッチング素子は前記正極側電源経路の配設方向に沿って配置され、
     前記低電位側パワースイッチング素子は、前記高電位側U相パワースイッチング素子、前記高電位側V相パワースイッチング素子、前記高電位側W相パワースイッチング素子と接続された、低電位側U相パワースイッチング素子、低電位側V相パワースイッチング素子、低電位側W相パワースイッチング素子からなり、これらの3相の低電位側パワースイッチング素子は前記正極側電源経路の配設方向に沿って配置され、
     前記相リレー用パワースイッチング素子は、相リレー用U相パワースイッチング素子、相リレー用V相パワースイッチング素子、相リレー用W相パワースイッチング素子からなり、これらの3相の相リレー用パワースイッチング素子は前記正極側電源経路の配設方向に沿って配置され、
     更に、前記出力端子は、U相出力端子、V相出力端子、W相出力端子からなり、これらの3相の出力端子は前記正極側電源経路に配設方向に沿って配置されていることを特徴とする電動パワーステアリング装置。
  14.  請求項13に記載の電動パワーステアリング装置において、
     前記一方の正極側電源経路に配置された前記3相の高電位側パワースイッチング素子に対して、前記他方の正極側電源経路に配置された前記3相の高電位側パワースイッチング素子は、前記他方の正極側電源経路上で配設方向にずらした位置に配置されていることを特徴とする電動パワーステアリング装置。
  15.  請求項14に記載の電動パワーステアリング装置において、
     前記一方の3相の高電位側パワースイッチング素子と前記3相の低電位側パワースイッチング素子を接続するジャンパ線と、前記他方の3相の高電位側パワースイッチング素子と前記3相の低電位側パワースイッチング素子を接続するジャンパ線は、夫々の前記正極側電源経路に対してほぼ対称の位置に配置されていることを特徴とする電動パワーステアリング装置。
  16.  請求項13に記載の電動パワーステアリング装置において、
     前記一方の正極側電源経路に配置された前記3相の高電位側パワースイッチング素子の夫々は、前記他方の前記正極側電源経路に配置された前記3相の高電位側パワースイッチング素子に対向するように配置されていることを特徴とする電動パワーステアリング装置。
  17.  請求項16に記載の電動パワーステアリング装置において、
     前記一方の3相の高電位側パワースイッチング素子と前記3相の低電位側パワースイッチング素子を接続するジャンパ線と、前記他方の3相の高電位側パワースイッチング素子と前記3相の低電位側パワースイッチング素子を接続するジャンパ線は、前記夫々の正極側電源経路配設方向にずらした位置方向に配置されていることを特徴とする電動パワーステアリング装置。
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