WO2013065848A1 - インバータ回路の制御装置 - Google Patents

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WO2013065848A1
WO2013065848A1 PCT/JP2012/078530 JP2012078530W WO2013065848A1 WO 2013065848 A1 WO2013065848 A1 WO 2013065848A1 JP 2012078530 W JP2012078530 W JP 2012078530W WO 2013065848 A1 WO2013065848 A1 WO 2013065848A1
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WO
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region
low voltage
voltage
circuit
element arrangement
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Application number
PCT/JP2012/078530
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English (en)
French (fr)
Inventor
佐藤正一
南谷佳彦
近藤竜哉
Original Assignee
アイシン・エィ・ダブリュ株式会社
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Publication date
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    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02M—APPARATUS FOR CONVERSION BETWEEN AC AND AC, BETWEEN AC AND DC, OR BETWEEN DC AND DC, AND FOR USE WITH MAINS OR SIMILAR POWER SUPPLY SYSTEMS; CONVERSION OF DC OR AC INPUT POWER INTO SURGE OUTPUT POWER; CONTROL OR REGULATION THEREOF
    • H02M7/00—Conversion of ac power input into dc power output; Conversion of dc power input into ac power output
    • H02M7/003—Constructional details, e.g. physical layout, assembly, wiring or busbar connections
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02P—CONTROL OR REGULATION OF ELECTRIC MOTORS, ELECTRIC GENERATORS OR DYNAMO-ELECTRIC CONVERTERS; CONTROLLING TRANSFORMERS, REACTORS OR CHOKE COILS
    • H02P27/00—Arrangements or methods for the control of AC motors characterised by the kind of supply voltage
    • H02P27/04—Arrangements or methods for the control of AC motors characterised by the kind of supply voltage using variable-frequency supply voltage, e.g. inverter or converter supply voltage
    • H02P27/06—Arrangements or methods for the control of AC motors characterised by the kind of supply voltage using variable-frequency supply voltage, e.g. inverter or converter supply voltage using dc to ac converters or inverters

Definitions

  • the present invention relates to a control device for an inverter circuit for controlling a rotating electrical machine.
  • the drive circuit corresponding to the upper switching element of each phase of the UVW phase corresponds to the arrangement of the plurality of switching elements constituting the inverter circuit, on the substrate body of the control device,
  • the first switching lines are arranged in a line along the first array line
  • the lower switching elements of each phase are arranged in a line along a second array line parallel to the first array line.
  • the upper stage side switching element is a switching element connected to the positive electrode side of the high voltage power source
  • the lower stage side switching element is a switching element connected to the negative electrode side of the high voltage power source.
  • an insulating region is provided between a high voltage circuit region in which three upper drive circuits are arranged and a high voltage circuit region in which three lower drive circuits are arranged.
  • a low voltage circuit region is arranged with a gap therebetween.
  • Patent Document 1 is a drive corresponding to each switching element when a plurality of switching elements on the upper and lower sides of each phase are arranged in a line along a predetermined element arrangement direction. It could not cope with the circuit arrangement.
  • the inverter circuit control device that can efficiently set the area and reduce the size of the device.
  • the characteristic configuration of the control apparatus for an inverter circuit for controlling a rotating electrical machine according to the present invention is such that a plurality of switching elements constituting the inverter circuit are arranged in a row along a predetermined element arrangement direction on a predetermined element arrangement surface.
  • the substrate body is disposed opposite to the element arrangement surface, and the substrate body includes an intermediate insulating region set so as to extend along the element arrangement direction, and the intermediate A high voltage circuit region set on one side across the insulating region and a low voltage circuit region set on the other side across the intermediate insulating region are set, and the high voltage circuit region includes the plurality of A drive circuit unit for driving the switching element is provided, and a first low voltage region, a second low voltage region, and a third low voltage region are sequentially set in the low voltage circuit region along the element arrangement direction.
  • a voltage conversion unit that converts a power supply voltage to a voltage supplied to the second low voltage region and the third low voltage region, and a command input unit to which a command to the rotating electrical machine is input
  • an arithmetic processing unit for generating a control signal for controlling on / off of the plurality of switching elements is provided in the second low voltage region, and the rotating electrical machine is controlled in the third low voltage region.
  • the sensor connection part to which one or two or more sensors are connected is provided.
  • the high-voltage circuit region in which a drive circuit unit for driving the plurality of switching elements is provided It tends to be long in the arrangement direction. For this reason, it becomes easy to produce a free area
  • the intermediate insulating region is set to extend along the element arrangement direction, the high voltage circuit region is set on one side across the intermediate insulating region, and the other side across the intermediate insulating region Since the low voltage circuit area is set to the high voltage circuit area that is elongated in the element arrangement direction, the low voltage circuit area and the low voltage circuit area An intermediate insulation region can be set. Further, since the insulating region set between the high voltage circuit region and the low voltage circuit region is grouped into an intermediate insulating region extending in the element arrangement direction, the insulating region set in the substrate body can be reduced. . Therefore, the surface area of the substrate body can be easily reduced, and the control device for the inverter circuit can be easily downsized.
  • the low voltage circuit region set corresponding to the high voltage circuit region that tends to be long in the element arrangement direction also tends to be long in the element arrangement direction.
  • the first low voltage region, the second low voltage region, and the third low voltage region are sequentially set in the low voltage circuit region along the element arrangement direction.
  • the resulting low voltage circuit area can be divided in a balanced manner in the element arrangement direction, and the arrangement of the arithmetic processing unit, the voltage conversion unit, the command input unit, and the sensor connection unit can be facilitated.
  • a first low voltage region in which a voltage conversion unit and a command input unit are provided is set on one side in the element arrangement direction with respect to the second low voltage region in which the arithmetic processing unit is provided, and A third low voltage region in which the sensor connection portion is provided is set. Therefore, both the wiring from the voltage conversion unit and the command input unit to the arithmetic processing unit and the wiring from the sensor connection unit to the arithmetic processing unit can be shortened. As a result, the low voltage circuit area required for wiring can be reduced, and the inverter circuit control device can be easily downsized.
  • the drive circuit unit includes a plurality of drive units corresponding to the plurality of switching elements, and the plurality of drive units are arranged along the element arrangement direction in the high voltage circuit region. It is preferable that an insulating region between driving parts is provided between the driving parts that are arranged in a line and adjacent to each other.
  • an insulating region be set between a plurality of drive units corresponding to each of the plurality of switching elements in order to improve reliability.
  • the plurality of driving units are arranged in a line along the element arrangement direction in the high-voltage circuit region, and the inter-driving unit insulating region is provided between the adjacent driving units. Is provided. Therefore, the insulating region set between the drive units can be reduced to the minimum, and the inverter circuit control device can be easily downsized.
  • a supported portion which is a portion supported by a supporting member in the substrate main body is provided in the insulating region between the driving portions.
  • the supported portion is provided in the insulating region between the drive units arranged side by side along the element arrangement direction, the deflection and vibration of the high-voltage circuit region that is elongated in the element arrangement direction are reduced. be able to. Thereby, the reliability of the electrical connection between a drive part and an inverter circuit can be improved, or the deterioration of the detection accuracy of sensors, such as a current sensor provided in a board
  • an input connection portion for connecting the voltage conversion portion and the command input portion to the outside is disposed in an edge region on the first low voltage region side in the element arrangement direction in the substrate body. It is preferable.
  • the input connection portion is further arranged on one side in the element arrangement direction with respect to the first low voltage region set on one side in the element arrangement direction of the low voltage circuit region, the input connection portion And the first low voltage region can be shortened.
  • FIG. 1 It is a schematic diagram which shows the arrangement configuration in the control apparatus of an inverter circuit. It is a schematic diagram which shows the structure of an inverter circuit. It is a disassembled perspective view of an inverter apparatus. It is a disassembled perspective view of an inverter module. It is the top view which looked at the bus-bar module from the direction orthogonal to an element arrangement surface. It is sectional drawing of an inverter apparatus.
  • the control device 41 is a control device for the inverter circuit 7 (see FIG. 2) for controlling the rotating electrical machine 3.
  • the plurality of switching elements 14 constituting the inverter circuit 7 are arranged in a line along a predetermined element arrangement direction Y on a predetermined element arrangement surface 11a.
  • the control apparatus 41 is provided with the board
  • the substrate main body 70 includes an intermediate insulating region 80 set so as to extend along the element arrangement direction Y, and a high-voltage circuit region 71 set on one side across the intermediate insulating region 80.
  • a low voltage circuit region 72 set on the other side across the intermediate insulating region 80 is set.
  • the high voltage circuit region 71 is provided with a drive circuit unit 43 for driving the plurality of switching elements 14, and the low voltage circuit region 72 includes a first low voltage region 72 a and a first low voltage region 72 a in order along the element arrangement direction Y.
  • Two low voltage regions 72b and a third low voltage region 72c are set.
  • a voltage conversion unit 47 that converts the power supply voltage to a voltage to be supplied to the second low voltage region 72b and the third low voltage region 72c, and a command to which a command to the rotating electrical machine 3 is input to the first low voltage region 72a.
  • An input unit 48 is provided.
  • the second low voltage region 72b is provided with an arithmetic processing unit 45 that generates a control signal for performing on / off control of the plurality of switching elements 14.
  • a sensor connection portion 46 to which one or more sensors for controlling the rotating electrical machine 3 are connected is provided in the third low voltage region 72c.
  • the direction in which the plurality of switching elements 14 are arranged in a line along the element arrangement surface 11a is set as an element arrangement direction Y.
  • a direction orthogonal to the element arrangement direction Y is set as the arrangement orthogonal direction X along the element arrangement surface 11 a or the substrate body 70.
  • a direction orthogonal to the element arrangement surface 11a or the substrate body 70 is set as an orthogonal direction Z.
  • the direction from the second low voltage region 72b to the first low voltage region 72a is set to the element array first direction Y1
  • the opposite direction is set from the second low voltage region 72b to the third low voltage region 72b.
  • the direction toward the voltage region 72c is set to the element array second direction Y2.
  • the direction from the intermediate insulating region 80 toward the high voltage circuit region 71 is set as the array orthogonal first direction X1, and the opposite direction from the intermediate insulating region 80 to the low voltage circuit region 72 is arrayed.
  • An orthogonal second direction X2 is set.
  • the direction from the element arrangement surface 11a toward the control device 41 is set to the orthogonal first direction Z1, and the opposite direction is set to the orthogonal second direction Z2.
  • the inverter circuit 7 is configured by using a plurality (six in this example) of switching elements 14.
  • the switching element 14 is an electronic element for performing power conversion between DC power and AC power, and forms the core of the inverter circuit 7 and the inverter device 1.
  • the inverter circuit 7 is configured by a bridge circuit. Between the positive electrode P side of the high voltage battery 2 serving as a high voltage DC power source and the negative electrode N side (for example, the ground side) of the high voltage battery 2, Two switching elements 14 are connected in series, and this series circuit is connected in parallel in three lines.
  • the inverter circuit 7 has a three-leg configuration including three legs each having a switching element 14 constituting an upper arm connected to the positive electrode P side and a switching element 14 constituting a lower arm connected to the negative electrode N side. Has been. Each leg corresponds to each of the three phases (U phase, V phase, W phase) of the coil (stator coil) 3 b of the rotating electrical machine 3.
  • reference numeral 14a is a U-phase upper switching element
  • reference numeral 14b is a V-phase upper switching element
  • reference numeral 14c is a W-phase upper switching element
  • Reference numeral 14d is a U-phase lower stage switching element
  • reference numeral 14e is a V-phase lower switching element
  • reference numeral 14f is a W-phase lower switching element.
  • “upper stage side” represents an arm on the positive electrode P side
  • “lower stage side” represents an arm on the negative electrode N side.
  • the collectors of the upper switching elements 14a, 14b, 14c of each phase are connected to the positive electrode P side via the fourth bus bar 23d, and the emitters of the lower switching elements 14d, 14e of each phase via the bus bars 23a, 23b, 23c. , 14f.
  • the emitters of the lower switching elements 14d, 14e, and 14f of each phase are connected to the negative electrode N side via the fifth bus bar 23e.
  • a diode element 15 is connected in parallel between the emitter and collector of each switching element 14.
  • the diode element 15 has an anode connected to the emitter of the switching element 14 and a cathode connected to the collector of the switching element 14.
  • the diode element 15 is used as FWD (Free Wheel Diode).
  • Each arm including the pair of switching elements (14a, 14d), (14b, 14e), (14c, 14f) and the corresponding bus bars 23a, 23b, 23c is connected to the rotating electrical machine connection terminals 25a, It is connected to the coil 3b of each phase of the rotating electrical machine 3 through 25b and 25c.
  • the control terminal (gate terminal) of each switching element 14 is connected to the control apparatus 41 via the flexible printed circuit board 19 (refer FIG. 4), and each switching control is carried out.
  • the inverter device 1 including such an inverter circuit 7 performs on / off control (for example, pulse width modulation control or the like) of each switching element 14 based on a command rotation speed or a command torque commanded to the rotating electrical machine 3, thereby increasing the pressure.
  • DC power from the battery 2 is converted into three-phase AC power and supplied to the rotating electrical machine 3.
  • the rotary electric machine 3 performs powering according to the command rotational speed and the command torque.
  • the rotating electrical machine 3 functions as a generator and receives supply of electric power from the rotating electrical machine 3 side
  • the inverter device 1 controls each switching element 14 to turn on and off the generated three-phase AC power.
  • the high voltage battery 2 is charged by converting into direct current power.
  • the inverter device 1 includes an inverter module 6, a capacitor 31, and a control device 41. These are accommodated in an inverter case 5 (hereinafter simply referred to as “case 5”) formed in a rectangular parallelepiped shape.
  • the inverter module 6 is a module on which the switching element 14 of the inverter circuit 7 described above is mounted, and is interposed between the high voltage battery 2 and the rotating electrical machine 3.
  • a capacitor 31 is further interposed between the high voltage battery 2 and the inverter module 6 (see FIG. 2).
  • the inverter module 6 includes a plurality of switching elements 14, a base plate 11 having an element arrangement surface 11 a on which the plurality of switching elements 14 are arranged, and a bus bar module having a plurality of bus bars 23. 20 as main components.
  • the switching element 14 is a member for performing power conversion between DC power and AC power
  • the bus bar 23 is for electrically connecting the plurality of switching elements 14 to form the inverter circuit 7. It is a member.
  • the base plate 11 is a plate-like member serving as a base on which the switching element 14 is placed.
  • the base plate 11 is made of a metal material such as copper or aluminum.
  • the insulating member 12 and the element substrate 13 are laminated on the element arrangement surface 11a of the base plate 11 in a state of being parallel or substantially parallel to each other. This lamination direction coincides with the orthogonal direction Z.
  • the insulating member 12 is composed of a sheet-like member having both electrical insulation and thermal conductivity, and is a resin sheet member in this example.
  • the element substrate 13 is made of a conductive material (for example, a metal material such as copper or aluminum), and is bonded and fixed to the base plate 11 via the insulating member 12 by thermocompression bonding. This element substrate 13 also functions as a heat spreader.
  • one insulating member 12 is arranged on the element arrangement surface 11 a of the base plate 11, and six element substrates 13 are arranged on the insulating member 12. These six element substrates 13 are arranged in a line along the element arrangement direction Y. At this time, the plurality of element substrates 13 are arranged so that the short side direction of each element substrate 13 is parallel to the element arrangement direction Y, and the long sides of the plurality of element substrates 13 are parallel to each other. It is arranged.
  • each element substrate 13 On the upper surface of each element substrate 13, one switching element 14 and one diode element 15 are mounted. Thereby, in this example, the six switching elements 14 and the six diode elements 15 are provided on the element arrangement surface 11 a of the base plate 11 via the insulating member 12 and the element substrate 13.
  • the inverter circuit 7 includes the switching element 14 and the diode element 15.
  • an IGBT insulated gate gate bipolar transistor
  • MOSFET metal-oxide-semiconductor-field-effect-transistor
  • the switching element 14 and the diode element 15 mounted on the same element substrate 13 are arranged adjacent to each other so as to be aligned along the array orthogonal direction X.
  • the upper surface indicates the surface on the orthogonal first direction Z1 side
  • the lower surface indicates the surface on the orthogonal second direction Z2 side.
  • the first electrode member 17 is disposed in a state where the upper surface (emitter electrode) of the switching element 14 and the upper surface (anode electrode) of the diode element 15 are electrically connected.
  • the first electrode member 17 is bent and formed using a band-shaped member (plate-shaped member) having a constant width.
  • a second electrode member 18 is placed on the upper surface of the element substrate 13.
  • the second electrode member 18 electrically connects the lower surface (collector electrode) of the switching element 14 and the lower surface (cathode electrode) of the diode element 15 via the element substrate 13.
  • the second electrode member 18 is a block-shaped member in this example.
  • Both the first electrode member 17 and the second electrode member 18 are made of a conductive material (for example, a metal material such as copper or aluminum).
  • each leg of the inverter circuit 7 is configured by the two-electrode member 18 and the bus bars 23a, 23b, and 23c (hereinafter sometimes simply referred to as “diode element 15 etc.”).
  • each upper stage arm of the inverter circuit 7 is comprised by the switching elements 14a, 14b, and 14c and the corresponding diode elements 15 and the like.
  • each lower arm of the inverter circuit 7 is configured by the switching elements 14d, 14e, and 14f and the corresponding diode elements 15 and the like.
  • each arm is configured to extend along the array orthogonal direction X as a whole.
  • the upper arm and the lower arm in each leg are arranged so that the longitudinal direction thereof is the direction along the array orthogonal direction X and the lateral direction thereof is the direction along the element array direction Y. .
  • the upper and lower arms are arranged in a line along the element arrangement direction Y, which is the short direction.
  • the ranges occupied by the upper arm and the lower arm constituting each leg in the arrangement orthogonal direction X are completely the same.
  • heat radiating fins 11b are provided on the opposite side of the base plate 11 from the element arrangement surface 11a.
  • the heat radiating fins 11 b are formed integrally with the base plate 11.
  • the heat radiating fins 11 b radiate the heat of the switching element 14 (heat generated with the switching operation) transmitted to the base plate 11 through the element substrate 13 and the insulating member 12 from the surface thereof.
  • Such heat radiating fins 11b are fins erected in the orthogonal direction Z from the surface of the base plate 11 opposite to the element arrangement surface 11a.
  • the heat radiating fins 11 b are pin fins configured with a plurality of rod-shaped members standing in the orthogonal direction Z.
  • the radiation fins 11b may be formed in a flat plate shape that protrudes in the orthogonal direction Z and extends along the element arrangement direction Y.
  • the base plate 11 is disposed so as to be in contact with the cooling path constituting member 110 provided in the case 5.
  • the cooling path constituting member 110 is a member that extends along a plane parallel to the element arrangement surface 11 a of the base plate 11, and is formed integrally with the case 5.
  • the cooling path constituting member 110 may be formed separately from the case 5 and fixed to the inner wall of the case 5.
  • the cooling path constituting member 110 includes a recess 111 on the surface on the side where the base plate 11 contacts.
  • the recess 111 serves as a cooling water flow path in a state where the base plate 11 is attached to the cooling path constituting member 110.
  • the recess 111 is formed so as to have a space that can accommodate the heat dissipating fins 11 b of the base plate 11.
  • Cooling water circulation pipes 112 a and 112 b from the outside of the case 5 are connected to the recess 111. Then, the cooling water is introduced into the recess 111 from one of these cooling water circulation pipes 112 a and 112 b, and the cooling water is discharged out of the case 5 from the other. With such a configuration, the base plate 11 can be cooled by the cooling water.
  • the bus bar module 20 that is a component of the inverter device 1 includes a plurality of bus bars 23 and a connection support 21 that integrally holds the plurality of bus bars 23 as main components. And a rotating electrical machine connecting terminal 25 for electrically connecting the switching element 14 and the rotating electrical machine 3 and a capacitor connecting terminal 33 for electrically connecting at least the capacitor 31 and the switching element 14.
  • the rotating electrical machine connection terminal 25 and the capacitor connection terminal 33 are formed integrally with the bus bar 23 and constitute a part of the bus bar module 20.
  • the bus bar module 20 is arranged on the opposite side to the side on which the base plate 11 is arranged with respect to the plurality of switching elements 14 in the orthogonal direction Z. That is, these components are arranged along the orthogonal direction Z in the order of the base plate 11, the switching element 14, and the bus bar module 20.
  • connection support 21 is a structure that integrally supports a plurality of bus bars 23.
  • the connection support body 21 is formed of a molded body of an insulating material that holds a plurality of bus bars 23 inside.
  • the connection support 21 is directly fixed to the case 5.
  • the connection support 21 may be fixed to the case 5 by being fixed to the element arrangement surface 11 a side of the base plate 11 by a fastening member such as a bolt and the base plate 11 being fixed to the case 5.
  • the bus bar module 20 includes five bus bars 23 including a first bus bar 23a, a second bus bar 23b, a third bus bar 23c, a fourth bus bar 23d, and a fifth bus bar 23e.
  • Each bus bar 23 is made of a conductive material (for example, a metal material such as copper or aluminum), and is bent into a predetermined shape using a flat plate member in this example.
  • the first bus bar 23a, the second bus bar 23b, and the third bus bar 23c are connected to the rotating electrical machine and the switching element 14 and the diode element 15 of the upper arm via the first electrode member 17, respectively.
  • An electrical connection member that electrically connects the terminal 25 and electrically connects the switching element 14 and the diode element 15 of the lower arm and the rotating electrical machine connection terminal 25 via the second electrode member 18. It is.
  • the bus bars 23a, 23b, and 23c include an inter-arm connection portion that extends along the element arrangement direction Y to connect the upper arm and the lower arm in each leg, and the inter-arm connection portion and the first of each arm.
  • the fourth bus bar 23d is electrically connected via the second electrode member 18 between the switching element 14 and the diode element 15 of the upper arm and the positive power terminal 34a which is the positive power terminal 34 on the positive P side. It is a connection member.
  • the fifth bus bar 23e is electrically connected via the first electrode member 17 between the switching element 14 and the diode element 15 of the lower arm and the negative power terminal 34b which is the negative power terminal 34 on the negative N side. It is a connection member.
  • the bus bars 23d and 23e are connected to each other between the first electrode member 17 or the second electrode member 18 of each leg, the inter-leg connection portion extending along the element arrangement direction Y, the inter-leg connection portion, An electrode connection portion extending along the direction orthogonal to the arrangement X in order to connect the first electrode member 17 or the second electrode member 18 of the leg.
  • each bus bar 23 and the first electrode member 17 and the second electrode member 18 is formed integrally with each bus bar 23 and is connected to the connection support 21.
  • the plurality of supported joints 24 are realized by being joined to the upper surface of the first electrode member 17 and the upper surface of the second electrode member 18 while being pressed.
  • each bus bar 23 and the first electrode member 17 and the second electrode member 18 are joined by laser welding using a YAG laser, a CO2 laser, a semiconductor laser, or the like.
  • the rotating electrical machine connection terminal 25 is a terminal for inputting / outputting AC power to / from the rotating electrical machine 3 as a driving force source of the vehicle.
  • three-phase rotary electric machine connection terminals 25a, 25b, and 25c are provided as such rotary electric machine connection terminals 25.
  • the U-phase rotating electrical machine connection terminal 25a is formed integrally with the first bus bar 23a at the end of the first bus bar 23a on the array orthogonal first direction X1 side.
  • the V-phase rotating electrical machine connection terminal 25b is formed integrally with the second bus bar 23b at the end of the second bus bar 23b on the side in the first direction X1.
  • the three bus bars 23c are formed integrally with the third bus bar 23c at the end portion on the arrangement orthogonal first direction X1 side.
  • These three rotating electrical machine connection terminals 25a, 25b, and 25c are arranged in order along a direction parallel to the element arrangement direction Y according to the arrangement of the three legs constituting the inverter circuit 7.
  • the rotating electrical machine connection terminals 25a, 25b, and 25c are connected to the coils 3b of the respective phases of the rotating electrical machine 3 through the connection member 120.
  • connection support 21 is provided with a module fixing portion 27, and the module fixing portion 27 is fixed to the case 5 by a fastening member such as a bolt. Further, the connection support body 21 is provided with a control device support portion 26, and the control device 41 is fixed to the control device support portion 26 by a fastening member such as a bolt. That is, the control device 41 is fixed to the case 5 through the connection support 21.
  • Capacitor 31 As shown in FIG. 2, the capacitor 31 is provided in parallel between the high voltage battery 2 and the inverter circuit 7, and smoothes the DC power between them. In this example, two capacitor elements 31b are provided. A resistor 38 is connected between the terminals of one capacitor element 31b. As shown in FIG. 3, the capacitor 31 includes a case portion 31a and a capacitor element 31b.
  • the case portion 31a is formed in a bathtub shape that is formed in a rectangular shape when viewed from the orthogonal direction Z and is formed so as to cover both sides of the array orthogonal direction X, both sides of the element array direction Y, and one side of the orthogonal direction Z. ing.
  • the case portion 31a includes a power supply terminal 34 that inputs / outputs DC power to / from the high-voltage battery 2 and a DC terminal 35 that inputs / outputs DC power to / from the switching element 14 with respect to the case portion 31a.
  • a power supply terminal 34 that inputs / outputs DC power to / from the high-voltage battery 2
  • a DC terminal 35 that inputs / outputs DC power to / from the switching element 14 with respect to the case portion 31a.
  • These members are fixed to the case portion 31a by being filled with resin in the case portion 31a in a state where the members are arranged at predetermined positions of the case portion 31a.
  • the DC terminal 35 and the power supply terminal 34 are electrically connected as shown in FIG.
  • the control device 41 mainly has a function for controlling the operation of each switching element 14 in order to control the rotating electrical machine 3.
  • the control device 41 includes a drive circuit unit 43 for individually driving the plurality of switching elements 14 and an arithmetic processing unit that generates a control signal for on / off control of the plurality of switching elements 14. 45 is provided.
  • the control device 41 includes a sensor connection unit 46 to which one or more sensors for controlling the rotating electrical machine 3 are connected, and a voltage conversion unit 47 that converts a power supply voltage to a voltage supplied to each unit of the control device 41.
  • a command input unit 48 and the like for inputting a command to the inverter circuit 7 are also provided.
  • the command input unit 48 receives a command torque from an ECU (electronic control unit) (not shown) that is provided outside the control device 41 and controls the operation of the vehicle via an in-vehicle network such as a CAN (controller area network).
  • a command to the rotating electrical machine 3 or the inverter device 1 such as a command rotation speed and a shutdown command of the inverter circuit 7 is input.
  • the command input unit 48 includes a communication circuit corresponding to a communication standard such as CAN, and extracts information related to a command to the rotating electrical machine 3 from the input communication signal and transmits the information to the arithmetic processing unit 45.
  • the sensor connection unit 46 is connected to one or more sensors such as a rotation sensor, a current sensor 91, a voltage sensor, and a temperature sensor of the rotating electrical machine 3.
  • the sensor connection unit 46 is provided with a control circuit for each sensor and a signal processing circuit for processing an output signal of each sensor. Then, the sensor connection unit 46 transmits information on the output signal of each sensor to the arithmetic processing unit 45.
  • a resolver is used as the rotation sensor.
  • the sensor connection unit 46 includes a resolver signal conversion circuit.
  • the resolver signal conversion circuit outputs an excitation voltage to the resolver, converts the output signal of the resolver into a signal that can be recognized by the microcomputer, and outputs the signal to the arithmetic processing unit 45.
  • the arithmetic processing unit 45 is configured with a logical operation circuit such as a microcomputer as a core.
  • the arithmetic processing unit 45 detects the operating state of the rotating electrical machine 3 based on the output signal of each sensor transmitted from the sensor connection unit 46. Specifically, the arithmetic processing unit 45 detects the magnetic pole position of the rotating electrical machine 3 based on the output signal of the rotation sensor, detects the current flowing through the rotating electrical machine 3 based on the output signal of the current sensor 91, and the voltage sensor The DC voltage applied to the inverter circuit 7 is detected based on the output signal.
  • the arithmetic processing unit 45 generates a drive signal for driving the switching element 14 of each arm of the inverter circuit 7 based on the command to the rotating electrical machine 3 transmitted from the command input unit 48 and the operating state of the rotating electrical machine 3. Generate and control the rotating electrical machine 3.
  • the drive signal is referred to as a gate drive signal.
  • a DC voltage of about 12 volts is supplied to the voltage converter 47 from a low voltage battery as a low voltage power source.
  • the low-voltage power source is not limited to the low-voltage battery, and may be configured by a DC-DC converter that steps down the voltage of the high-voltage battery 2.
  • the voltage conversion unit 47 converts the low voltage supplied from the low voltage battery into a voltage and supplies it to each unit of the control device 41.
  • the voltage conversion unit 47 supplies a voltage converted into a predetermined voltage (for example, 5 V) to each general electronic circuit such as a microcomputer of the arithmetic processing unit 45.
  • the voltage conversion unit 47 supplies the sensor connection unit 46 with a voltage converted into a predetermined voltage (for example, 18 V) for the operation of each sensor such as the rotation sensor and the current sensor 91.
  • the drive circuit unit 43 includes a switching element that applies or does not apply a gate drive voltage to the gate terminal (control terminal) of the switching element 14 in accordance with the on or off gate drive signal transmitted from the arithmetic processing unit 45. ing.
  • a gate drive voltage is applied to the gate terminal to turn on the switching element.
  • the gate drive signal is off, the switching element is turned off without applying the gate drive voltage to the gate terminal.
  • the gate drive voltage is, for example, 15V, and is supplied from the voltage conversion unit 47 via a transformer.
  • the switching element 14 of this embodiment is a composite element provided with an abnormality detection sensor for detecting element abnormality such as element temperature and overcurrent.
  • the drive circuit unit 43 is provided with an abnormality detection circuit corresponding to the abnormality detection sensor, and is configured to detect an abnormality of the switching element and output an abnormality signal.
  • the high-voltage power supply voltage of the high-voltage battery 2 supplied to the inverter circuit 7 is, for example, a high voltage of about 100 V to 300 V when the rotating electrical machine 3 is a vehicle driving device, and the collector terminal and the emitter terminal of the switching element 14. In the meantime, the high voltage is applied.
  • the drive circuit unit 43 of the control device 41 is connected to the gate terminal of the switching element 14 to which such a high voltage is applied. Therefore, a high voltage may be applied to the drive circuit unit 43 for some reason.
  • the arithmetic processing unit 45, the sensor connection unit 46, the voltage conversion unit 47, and the command input unit 48 of the control device 41 operate at a voltage much lower than the high-voltage power supply voltage of the inverter circuit 7.
  • the arithmetic processing unit An electronic circuit such as a microcomputer provided in 45 operates at 5V.
  • a high voltage circuit area 71 and a low voltage circuit area 72 are set in the control device 41, the drive circuit unit 43 is provided in the high voltage circuit area 71, the arithmetic processing unit 45, the sensor in the low voltage circuit area 72.
  • a connection unit 46, a voltage conversion unit 47, and a command input unit 48 are provided.
  • An insulating region is set between the high voltage circuit region 71 and the low voltage circuit region 72. Electrical energy can be transmitted between the high voltage circuit region 71 and the low voltage circuit region 72 in an electrically insulated state by an insulating connection part 96 configured by an insulating circuit such as a photocoupler or a transformer. .
  • an insulating circuit such as a photocoupler or a transformer has a primary side (input side) terminal and a secondary side (output side) terminal that are insulated from each other, and one terminal is connected to the low voltage circuit region 72 side. The other terminal is connected to the high voltage circuit region 71 side.
  • the photocoupler transmits information from the primary side terminal to the secondary side terminal by light.
  • the transformer magnetically supplies voltage from the primary side terminal to the secondary side terminal.
  • the gate drive signal output from the arithmetic processing unit 45 is transmitted to the drive circuit unit 43 via a photocoupler that is an insulating circuit.
  • the abnormal signal related to the switching element 14 output from the drive circuit unit 43 is transmitted to the arithmetic processing unit 45 through a photocoupler that is an insulating circuit. Further, the voltage output from the voltage conversion unit 47 is supplied to the drive circuit unit 43 through a transformer which is an insulating circuit.
  • the control device 41 includes a substrate body 70 and electronic components mounted on the substrate body 70.
  • the board body 70 is a plate-like printed board having a circuit pattern formed on at least one of its surface and inside.
  • the substrate main body 70 includes an intermediate insulating region 80 set so as to extend along the element arrangement direction Y, and a high-voltage circuit region 71 set on one side across the intermediate insulating region 80.
  • a low voltage circuit region 72 set on the other side across the intermediate insulating region 80 is set.
  • the insulating region of the substrate body 70 is not provided with a conductive member such as a circuit pattern.
  • a drive circuit unit 43 for driving the plurality of switching elements 14 is provided in the high voltage circuit area 71, and the first low voltage area 72 a and the second low voltage area 72 a are sequentially arranged in the low voltage circuit area 72 along the element arrangement direction Y.
  • a voltage region 72b and a third low voltage region 72c are set.
  • a voltage conversion unit 47 that converts the power supply voltage into a voltage that is supplied to at least the second low voltage region 72b and the third low voltage region 72c, and a command to which at least a command to the rotating electrical machine 3 is input to the first low voltage region 72a
  • An input unit 48 is provided.
  • the second low voltage region 72b is provided with an arithmetic processing unit 45 that generates a control signal for performing on / off control of the plurality of switching elements 14.
  • a sensor connection portion 46 to which one or more sensors for controlling the rotating electrical machine 3 are connected is provided in the third low voltage region 72c.
  • the intermediate insulating region 80 is a range in which the high voltage circuit region 71 is arranged in the element arrangement direction Y around the center of the substrate body 70 in the arrangement orthogonal direction X. It is set so that it may extend over the whole.
  • the high-voltage circuit region 71 is set on the array orthogonal first direction X1 side with respect to the intermediate insulating region 80.
  • the low-voltage circuit region 72 is set on the array orthogonal second direction X2 side with respect to the intermediate insulating region 80.
  • the drive circuit unit 43 includes a plurality of drive units 43a, 43b, 43c, 43d, 43e, and 43f corresponding to the plurality of switching elements 14a, 14b, 14c, 14d, 14e, and 14f, respectively. Configured. That is, the same number of driving units as the switching elements are provided.
  • the plurality of drive units 43a to 43f are arranged in a line along the element arrangement direction Y in the high voltage circuit region 71, and an inter-drive unit insulating region 81 is provided between adjacent drive units. Is provided.
  • Each of the plurality of driving units 43a to 43f drives and controls one corresponding switching element 14 among the plurality of switching elements 14a to 14f.
  • each of the plurality of drive units 43a to 43f is arranged at a position overlapping with the position where the corresponding one switching element 14 is arranged.
  • each of the plurality of driving units 43a to 43f is arranged so as to overlap with one corresponding switching element 14 among the plurality of switching elements 14a to 14f in the orthogonal direction Z, and the element array Six are arranged in a line along the direction Y.
  • a configuration in which a plurality of switching elements are connected in parallel a configuration in which the plurality of switching elements are driven by a single drive unit may be employed.
  • the U-phase upper stage drive unit 43a and the U-phase lower stage switching element corresponding to the U-phase upper stage switching element 14a are sequentially arranged along the element arrangement direction Y from the element arrangement second direction Y2 side.
  • a W-phase upper stage drive unit 43c corresponding to the W-phase upper stage switching element 14c and a W-phase lower stage drive unit 43f corresponding to the W-phase lower stage switching element 14f are arranged.
  • a drive circuit and an abnormality detection circuit corresponding to each of the switching elements 14a to 14f are provided on the surface of each of the drive units 43a to 43f on the orthogonal first direction Z1 side.
  • Connection terminals 95a to 95f to which flexible printed circuit boards 19a to 19f corresponding to the respective switching elements 14a to 14f are connected are provided on the surfaces in the orthogonal second direction Z2 side of the drive units 43a to 43f.
  • the drive units 43a to 43f are connected to the switching elements 14a to 14f via the flexible printed boards 19a to 19f.
  • an insulating region 81a between the first drive units is provided, and the U-phase lower stage drive unit 43d and the V-phase upper stage drive unit 43b. Is provided with an insulating region 81b between the second drive units, and a third drive unit insulating region 81c is provided between the V-phase upper stage drive unit 43b and the V-phase lower stage drive unit 43e.
  • a fourth inter-drive-part insulating region 81d is provided between the phase lower stage drive unit 43e and the W phase upper stage drive unit 43c, and the W phase upper stage drive unit 43c and the W phase lower stage drive unit 43f
  • a fifth inter-drive portion insulating region 81e is provided between the two.
  • Each drive unit 43a to 43f is set in a rectangular shape when viewed in the orthogonal direction Z, and is arranged in such a direction that its short side direction is parallel to the element arrangement direction Y, and its long side is parallel to each other.
  • the inter-driving unit insulating regions 81a to 81e are set so as to extend along the array orthogonal direction X.
  • a supported portion 82 which is a portion supported by the support member in the substrate body 70 is provided in the inter-drive portion insulating region 81.
  • a supported portion 82 is provided in the insulating region 81 between the drive units between the upper and lower drive units for each phase.
  • the first supported portion 82a is provided in the second inter-drive portion insulating region 81b
  • the second supported portion 82b is provided in the fourth inter-drive portion insulating region 81d.
  • a third supported portion 82c is provided at the outer edge of the substrate body 70 on the element arrangement second direction Y2 side with respect to the high voltage circuit region 71, and the element arrangement first direction Y1 with respect to the high voltage circuit region 71.
  • a fourth supported portion 82 d is provided on the outer edge portion of the side substrate body 70.
  • five supported portions 82e, 82f, 82g, 82h, and 82i are provided in the low voltage circuit region 72.
  • each of the supported portions 82a to 82i is a portion supported by the control device support portion 26 provided in the connection support body 21 of the bus bar module 20, as shown in FIG.
  • the supported portions 82a to 82i of the substrate body 70 are fixed to the control device support portion 26 provided in the connection support body 21 by fastening fastening members such as bolts from the orthogonal first direction Z1 side. Therefore, the surface on the orthogonal second direction Z2 side of each of the supported portions 82a to 82i is in contact with the connection support 21, and the surface on the orthogonal first direction Z1 side is in contact with a fastening member such as a bolt.
  • a current sensor 91 that detects a current flowing through the bus bars 23a, 23b, and 23c is provided on a surface on the side in the second orthogonal direction Z2 in the inter-drive portion insulating region 81 where the supported portion 82 is not provided.
  • the supported portion 82 is provided in the inter-drive portion insulating region 81 where the current sensor 91 is not provided.
  • the first current sensor 91a is attached to the surface on the orthogonal second direction Z2 side of the first inter-drive portion insulating region 81a, and the surface on the orthogonal second direction Z2 side of the third inter-drive portion insulating region 81c.
  • the second current sensor 91b is attached, and the third current sensor 91c is attached to the surface on the orthogonal second direction Z2 side of the fifth inter-drive-part insulating region 81e.
  • the first current sensor 91a is arranged to face the first bus bar 23a with a predetermined interval in the orthogonal direction Z and to overlap the first bus bar 23a in the orthogonal direction Z view.
  • the second current sensor 91b is arranged to face the second bus bar 23b with a predetermined interval in the orthogonal direction Z and to overlap the second bus bar 23b in the orthogonal direction Z.
  • the third current sensor 91c is disposed to face the third bus bar 23c with a predetermined interval in the orthogonal direction Z and overlap the third bus bar 23c in the orthogonal direction Z view.
  • each of the current sensors 91a to 91c is provided on both sides of the element arrangement direction Y across one drive portion. These are fixed by supported portions 82a to 82d. Therefore, it is possible to reduce the deflection in the orthogonal direction Z of the portion of the substrate body 70 to which the current sensors 91a to 91c are attached.
  • the portions of the substrate main body 70 to which the supported portions 82a to 82d and the current sensors 91a to 91c are attached are arranged so as to overlap in the element arrangement direction Y, the deflection of the portion of the substrate main body 70 is reduced. It can be effectively reduced.
  • the plurality of supported portions 82a to 82d are arranged at equal intervals, and each of the plurality of current sensors 91a to 91c is adjacent to each other. It is arranged in the middle of the supported portion 82.
  • all the plurality of current sensors 91a to 91c are configured to generate a deflection having the same magnitude. As a result, it is possible to reduce variations in detected values among the plurality of current sensors 91a to 91c.
  • supported portions 82a to 82d are provided adjacent to the drive units 43a to 43f on the element array first direction Y1 side or the element array second direction Y2 side. Further, the supported portions 82a to 82d and the portion of the substrate body 70 to which the connection terminals 95a to 95f of the flexible printed circuit board are attached are arranged so as to overlap in the element arrangement direction Y view. Therefore, the deflection of the portion of the substrate body 70 can be effectively reduced. Therefore, it is possible to suppress the connection terminals 95a to 95f of the flexible printed circuit board from vibrating in the orthogonal direction Z, and it is possible to suppress loosening of the connection between the flexible printed circuit boards 19a to 19f and the connection terminals 95a to 95f.
  • Low voltage circuit area 72 In the present embodiment, the low voltage circuit region 72 is disposed on the array orthogonal second direction X2 side with respect to the intermediate insulating region 80. In the low voltage circuit area 72, a first low voltage area 72a, a second low voltage area 72b, and a third low voltage area 72c are set in order from the element arrangement first direction Y1 side in the element arrangement direction Y. Yes. That is, the second low voltage region 72b is set in a region near the center of the element arrangement direction Y in the low voltage circuit region 72, and the first low voltage region 72b is located in the first element arrangement direction Y1 side of the second low voltage region 72b.
  • a low voltage region 72a is set, and a third low voltage region 72c is set in a region on the element array second direction Y2 side with respect to the second low voltage region 72b. Further, as described above, the voltage conversion unit 47 and the command input unit 48 are provided in the first low voltage region 72a, the arithmetic processing unit 45 is provided in the second low voltage region 72b, and the sensor is provided in the third low voltage region 72c. A connection 46 is provided.
  • the high-voltage circuit region 71 is long in the element arrangement direction Y.
  • the low voltage circuit region 72 set on the array orthogonal second direction X2 side across the intermediate insulating region 80 with respect to the high voltage circuit region 71 is also elongated in the element array direction Y.
  • the low voltage circuit region 72 that is long in the element array direction Y is divided into a first low voltage region 72a, a second low voltage region 72b, and a third low voltage region 72c in this order in the element array second direction Y2.
  • the width in the element arrangement direction Y and the width in the arrangement orthogonal direction X of each of the low voltage regions 72a, 72b, and 72c are set with good balance.
  • the first low voltage region 72a provided with the voltage conversion unit 47 and the command input unit 48 is set on the element array first direction Y1 side with respect to the second low voltage region 72b provided with the arithmetic processing unit 45. Since the third low voltage region 72c in which the sensor connection portion 46 is provided on the element array second direction Y2 side is set, wiring from the voltage conversion portion 47 and the command input portion 48 to the arithmetic processing portion 45, and the sensor Both the wiring from the connection unit 46 to the arithmetic processing unit 45 can be shortened.
  • a voltage conversion unit 47 and a command are provided in an edge region 85 (hereinafter referred to as an input edge region 85) on the first low voltage region 72a side (element arrangement first direction Y1 side) in the element arrangement direction Y of the substrate body 70.
  • An input connection portion 83 for connecting the input portion 48 and the outside is disposed.
  • the input connection portion 83 is further arranged on the element arrangement first direction Y1 side with respect to the first low voltage area 72a set on the element arrangement first direction Y1 side of the low voltage circuit area 72, The wiring between the input connection portion 83 and the first low voltage region 72a can be shortened.
  • the input edge region 85 protrudes toward the element array first direction Y1.
  • region for providing the input connection part 83 can be provided in the outer side (element arrangement
  • FIG. an insulation distance between the input connection portion 83 and the high voltage circuit region 71 can be ensured.
  • the sensor connector 46 is connected to an edge region 86 (hereinafter referred to as a sensor edge region 86) on the third low voltage region 72c side (element arrangement second direction Y2 side) in the element arrangement direction Y of the substrate body 70.
  • a sensor connecting portion 84 for connecting the outside and the outside is disposed.
  • the sensor connection portion 84 is further arranged on the element arrangement second direction Y2 side with respect to the third low voltage area 72c set on the element arrangement second direction Y2 side of the low voltage circuit area 72, sensor connection The wiring between the portion 84 and the third low voltage region 72c can be shortened.
  • the sensor edge region 86 protrudes toward the element array second direction Y2. Thereby, the area
  • the positive voltage detection terminal 36 is connected to the fourth bus bar 23 d connected to the positive electrode P side of the high voltage battery 2, and the second bus bar 23 d is connected to the negative electrode N side of the high voltage battery 2.
  • a negative voltage detection terminal 37 is connected to the five bus bars 23e.
  • the positive voltage detection terminal 36 and the negative voltage detection terminal 37 are rod-shaped conductive members extending from the bus bars 23d, 23e to the orthogonal first direction Z1 side. The tip of the voltage detection terminal 37 protrudes from the connection support body 21 toward the orthogonal first direction Z1.
  • the positive voltage detection terminal 36 and the negative voltage detection terminal 37 are arranged at a position overlapping the third low voltage region 72 c of the substrate body 70 in the orthogonal direction Z. As shown in FIGS. 1 and 4, a positive electrode connection terminal 87 and a negative electrode connection terminal 88 are provided in the third low voltage region 72 c of the substrate body 70. In the present embodiment, the positive electrode connection terminal 87 and the negative electrode connection terminal 88 are through holes that penetrate the substrate body 70 in the orthogonal direction Z.
  • the rod-like positive voltage detection terminal 36 is solder-welded to the positive electrode connection terminal 87, the rod-like negative voltage detection terminal 37 is solder-welded to the negative electrode connection terminal 88, and the sensor connection portion 46 provided in the third low voltage region 72c is attached.
  • the voltage of the high voltage battery 2 is input. Then, a signal relating to the voltage of the high voltage battery 2 is generated by the voltage detection circuit provided in the sensor connection unit 46 and output to the arithmetic processing unit 45.
  • the voltage detection terminals 36 and 37 and the connection terminals 87 and 88 allow the voltage of the high voltage battery 2 to be input from the bus bars 23d and 23e to the sensor connection unit 46 at the shortest distance.
  • the low voltage circuit region 72 and the high voltage circuit region 71 are electrically insulated by an insulating connection portion 96 arranged across the orthogonal first direction Z1 side of the intermediate insulating region 80. It is possible to transmit electric energy in the state.
  • the insulation connection unit 96 is configured by an insulation connection circuit such as a photocoupler or a transformer.
  • insulating connection portions 96a to 96f are provided corresponding to the drive portions 43a to 43f.
  • the gate drive signals of the switching elements 14a to 14f generated in the arithmetic processing unit 45 are wirelessly transmitted to the drive units 43a to 43f via the photocouplers provided in the insulation connection units 96a to 96f.
  • Abnormal signals related to the switching elements 14a to 14f generated in the driving units 43a to 43f are wirelessly transmitted to the arithmetic processing unit 45 via the photocouplers provided in the insulating connection units 96a to 96f. Further, the voltage generated by the voltage conversion unit 47 is wirelessly supplied to the drive units 43a to 43f via transformers provided in the insulation connection units 96a to 96f.
  • the first low voltage region 72a, the second low voltage region 72b, and the third low voltage circuit region 72 are arranged in the element arrangement direction Y along the element arrangement direction Y from the element arrangement first direction Y1 side.
  • the case where the low voltage region 72c is set has been described as an example.
  • the embodiment of the present invention is not limited to this.
  • the low voltage circuit region 72 only needs to have the first low voltage region 72a, the second low voltage region 72b, and the third low voltage region 72c set in order along the element arrangement direction Y.
  • a first low voltage region 72a, a second low voltage region 72b, and a third low voltage region 72c may be set in order from the element array second direction Y2 side.
  • the input edge region 85 and the input connection portion 83 are provided on the element array second direction Y2 side with respect to the first low voltage region 72a, and the sensor edge region 86 and the sensor connection portion 84 are provided in the third direction. It is provided on the element arrangement first direction Y1 side with respect to the low voltage region 72c.
  • the plurality of drive units 43a to 43f are arranged in a line along the element arrangement direction Y in the high-voltage circuit region 71, and each between the drive units adjacent to each other.
  • the case where the inter-drive part insulating region 81 is provided has been described as an example.
  • the embodiment of the present invention is not limited to this. That is, the plurality of drive units 43a to 43f may not be arranged in a line along the element arrangement direction Y in the high voltage circuit region 71.
  • the plurality of drive units 43a to 43f are arranged in a plurality of rows. They may be arranged separately.
  • the embodiment of the present invention is not limited to this. That is, the supported portion 82 only needs to be provided in the inter-drive portion insulating region 81, and may be provided in any one or more of the inter-drive portion insulating regions 81a to 81e. Further, the supported portion 82 may be provided in the inter-drive portion insulating region 81 where the current sensor 91 is provided. Alternatively, the supported portion 82 may be provided in the region of the drive portions 43a to 43f while ensuring electrical insulation.
  • the input connection portion 83 is disposed in the edge region 85 on the element array first direction Y1 side in the substrate body 70, and the sensor is disposed in the edge region 86 on the element array second direction Y2 side.
  • positioned was demonstrated as an example.
  • the embodiment of the present invention is not limited to this. That is, one or both of the input connection portion 83 and the sensor connection portion 84 may be disposed in the edge region on the substrate orthogonal main body 70 on the array orthogonal second direction X2 side.
  • the present invention can be suitably used for an inverter circuit control device for controlling a rotating electrical machine.
  • Inverter device 2 High voltage battery 3: Rotating electrical machine 3b: Coil 5 of rotating electrical machine: Inverter case (case) 6: Inverter module 7: Inverter circuit 11: Base plate 11a: Element arrangement surface 11b: Radiation fin 12: Insulating member 13: Element substrate 14, 14a-14f: Switching element 15: Diode element 17: First electrode member 18: Second Electrode members 19, 19a to 19f: flexible printed circuit board 20: bus bar module 21: connection support 23, 23a to 23e: bus bar 25, 25a to 25c: rotating electrical machine connection terminal 26: controller support portion 27: module fixing portion 31: Capacitor 31a: Case portion 31b: Capacitor element 33: Capacitor connection terminal 34: Power supply terminal 34a: Positive power supply terminal 34b: Negative power supply terminal 35: DC terminal 36: Positive voltage detection terminal 37: Negative voltage detection terminal 38: Resistance Unit 41: Control device 43: Drive circuit units 43a to 43f: Drive unit 45: Operation processing unit 46: Sensor connection unit 47: Voltage conversion unit 48:

Landscapes

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  • Control Of Ac Motors In General (AREA)

Abstract

　スイッチング素子が、素子配列方向に沿って一列に並んで配置されている場合に、高電圧及び低電圧回路領域を効率的に設定し、装置を小型化できる制御装置を実現する。基板本体に、素子配列方向に沿って延びる中間絶縁領域と、中間絶縁領域を挟んだ一方側の高電圧回路領域と、他方側の低電圧回路領域と、が設定され、高電圧回路領域に駆動回路部が設けられ、低電圧回路領域に素子配列方向に沿って順に第一、第二、第三低電圧領域が設定され、第一低電圧領域に電圧変換部及び指令入力部が設けられ、第二低電圧領域に演算処理部が設けられ、第三低電圧領域にセンサ接続部が設けられている。

Description

インバータ回路の制御装置
　本発明は、回転電機を制御するためのインバータ回路の制御装置に関する。
　上記のような制御装置に関して、例えば下記の特許文献１に記載された技術が既に知られている。特許文献１に記載されている技術では、インバータ回路を構成する複数のスイッチング素子の配置に対応して、ＵＶＷ相各相の上段側スイッチング素子に対応する駆動回路は、制御装置の基板本体に、第一配列線に沿って一列に並んで配置され、各相の下段側スイッチング素子は、第一配列線と平行な第二配列線に沿って一列に並んで配置されている。ここで、上段側スイッチング素子は、高圧電源の正極側に接続されるスイッチング素子であり、下段側スイッチング素子は、高圧電源の負極側に接続されるスイッチング素子である。
　そして、特許文献１の技術では、上段側の三つの駆動回路が配置された高電圧回路領域と、下段側の三つの駆動回路が配置された高電圧回路領域との間の領域に、絶縁領域を隔てて低電圧回路領域が配置されている。
　しかしながら、特許文献１の技術は、各相の上段側及び下段側の複数のスイッチング素子が、所定の素子配列方向に沿って一列に並んで配置されている場合における、各スイッチング素子に対応する駆動回路の配置には対応できないものであった。
特開２００９－１３０９６７号公報
　そこで、インバータ回路を構成する複数のスイッチング素子が、所定の素子配置面上に所定の素子配列方向に沿って一列に並んで配置されている場合において、基板本体に高電圧回路領域及び低電圧回路領域を効率的に設定し、装置を小型化し得るインバータ回路の制御装置が求められる。
　本発明に係る、回転電機を制御するためのインバータ回路の制御装置の特徴構成は、前記インバータ回路を構成する複数のスイッチング素子が、所定の素子配置面上に所定の素子配列方向に沿って一列に並んで配置されており、前記素子配置面に対向して配置される基板本体を備え、前記基板本体には、前記素子配列方向に沿って延びるように設定された中間絶縁領域と、前記中間絶縁領域を挟んだ一方側に設定された高電圧回路領域と、前記中間絶縁領域を挟んだ他方側に設定された低電圧回路領域と、が設定され、前記高電圧回路領域に、前記複数のスイッチング素子を駆動するための駆動回路部が設けられ、前記低電圧回路領域に、前記素子配列方向に沿って順に第一低電圧領域、第二低電圧領域、及び第三低電圧領域が設定され、前記第一低電圧領域に、電源電圧を前記第二低電圧領域及び前記第三低電圧領域に供給する電圧に変換する電圧変換部と、前記回転電機への指令が入力される指令入力部とが設けられ、前記第二低電圧領域に、前記複数のスイッチング素子をオンオフ制御するための制御信号を生成する演算処理部が設けられ、前記第三低電圧領域に、前記回転電機を制御するための一又は二以上のセンサが接続されるセンサ接続部が設けられている点にある。
　インバータ回路を構成する複数のスイッチング素子が所定の素子配列方向に沿って一列に並んで配置されている場合は、複数のスイッチング素子を駆動するための駆動回路部が設けられる高電圧回路領域も素子配列方向に長くなりやすい。このため、高電圧回路領域に対して、素子配列方向に直交する方向（配列直交方向）の一方側又は他方側の基板本体に空き領域が生じやすくなる。上記の特徴構成によれば、中間絶縁領域が、素子配列方向に沿って延びるように設定され、中間絶縁領域を挟んだ一方側に高電圧回路領域が設定され、中間絶縁領域を挟んだ他方側に低電圧回路領域が設定されるので、素子配列方向に長くなった高電圧回路領域に対して、配列直交方向の一方側又は他方側に生じる空き領域を有効利用して、低電圧回路領域及び中間絶縁領域を設定することができる。また、高電圧回路領域と低電圧回路領域の間に設定される絶縁領域が、素子配列方向に延びる中間絶縁領域にまとめられているので、基板本体に設定される絶縁領域を減少させることができる。よって、基板本体の表面積の低減が容易になり、インバータ回路の制御装置の小型化が容易になる。
　素子配列方向に長くなりやすい高電圧回路領域に対応して設定される低電圧回路領域も素子配列方向に長くなりやすい。上記の特徴構成によれば、低電圧回路領域に、素子配列方向に沿って順に第一低電圧領域、第二低電圧領域、及び第三低電圧領域が設定されるので、素子配列方向に長くなった低電圧回路領域を、素子配列方向にバランスよく分割して、演算処理部、電圧変換部及び指令入力部、並びにセンサ接続部の配置を容易化することができる。
　また、演算処理部が設けられる第二低電圧領域に対して、素子配列方向の一方側に電圧変換部及び指令入力部が設けられる第一低電圧領域が設定され、素子配列方向の他方側にセンサ接続部が設けられる第三低電圧領域が設定されている。よって、電圧変換部及び指令入力部から演算処理部への配線と、センサ接続部から演算処理部への配線と、を双方ともに短くすることができる。その結果、配線のために必要となる低電圧回路領域を減少させることができ、インバータ回路の制御装置の小型化が容易になる。
　ここで、前記駆動回路部は、前記複数のスイッチング素子のそれぞれに対応する複数の駆動部を有して構成され、前記複数の駆動部は、前記高電圧回路領域内において前記素子配列方向に沿って一列に並んで配置され、互いに隣接する前記駆動部の間のそれぞれに、駆動部間絶縁領域が設けられていると好適である。
　複数のスイッチング素子のそれぞれに対応する複数の駆動部の間にも、信頼性の向上のために、絶縁領域が設定されることが望ましい。
　上記の構成によれば、複数の駆動部は、高電圧回路領域内において素子配列方向に沿って一列に並んで配置され、互いに隣接する駆動部の間のそれぞれには、駆動部間絶縁領域が設けられている。よって、駆動部の間に設定される絶縁領域を最小限まで減少させることができ、インバータ回路の制御装置の小型化が容易になる。
　ここで、前記基板本体における支持部材によって支持される部分である被支持部が、前記駆動部間絶縁領域に設けられていると好適である。
　この構成によれば、被支持部が、素子配列方向に沿って並んで配置される駆動部間絶縁領域に設けられるので、素子配置方向に長くなった高電圧回路領域のたわみ及び振動を低減することができる。これにより、駆動部とインバータ回路との間の電気的な接続の信頼性を向上させたり、基板本体に設けられる電流センサなどのセンサの検出精度の悪化を抑制したりすることができる。
　ここで、前記基板本体における前記素子配列方向の前記第一低電圧領域側の端縁領域に、前記電圧変換部及び前記指令入力部と外部とを接続するための入力接続部が配置されていると好適である。
　この構成によれば、低電圧回路領域の素子配列方向の一方側に設定された第一低電圧領域に対して、更に素子配列方向の一方側に入力接続部が配置されるので、入力接続部と第一低電圧領域との間の配線を短くすることができる。
インバータ回路の制御装置における配置構成を示す模式図である。 インバータ回路の構成を示す模式図である。 インバータ装置の分解斜視図である。 インバータモジュールの分解斜視図である。 バスバーモジュールを素子配置面に直交する方向から見た平面図である。 インバータ装置の断面図である。
　本発明の実施形態について図面に基づいて説明する。制御装置４１は、回転電機３を制御するためのインバータ回路７（図２参照）の制御装置である。インバータ回路７を構成する複数のスイッチング素子１４は、図４に示すように、所定の素子配置面１１ａ上に所定の素子配列方向Ｙに沿って一列に並んで配置されている。そして、制御装置４１は、素子配置面１１ａに対向して配置される基板本体７０を備えている。
　図１に示すように、基板本体７０には、素子配列方向Ｙに沿って延びるように設定された中間絶縁領域８０と、中間絶縁領域８０を挟んだ一方側に設定された高電圧回路領域７１と、中間絶縁領域８０を挟んだ他方側に設定された低電圧回路領域７２とが設定されている。
　高電圧回路領域７１には、複数のスイッチング素子１４を駆動するための駆動回路部４３が設けられ、低電圧回路領域７２には、素子配列方向Ｙに沿って順に第一低電圧領域７２ａ、第二低電圧領域７２ｂ、及び第三低電圧領域７２ｃが設定されている。
　そして、第一低電圧領域７２ａに、電源電圧を第二低電圧領域７２ｂ及び第三低電圧領域７２ｃに供給する電圧に変換する電圧変換部４７と、回転電機３への指令が入力される指令入力部４８とが設けられている。
　第二低電圧領域７２ｂに、複数のスイッチング素子１４をオンオフ制御するための制御信号を生成する演算処理部４５が設けられている。
　第三低電圧領域７２ｃに、回転電機３を制御するための一又は二以上のセンサが接続されるセンサ接続部４６が設けられている。
　なお、素子配置面１１ａに沿って、複数のスイッチング素子１４が一列に並んで配置されている方向を素子配列方向Ｙと設定する。素子配置面１１ａ又は基板本体７０に沿って、素子配列方向Ｙに直交する方向を配列直交方向Ｘと設定する。また、素子配置面１１ａ又は基板本体７０に直交する方向を直交方向Ｚと設定する。
　また、素子配列方向Ｙにおいて、第二低電圧領域７２ｂから第一低電圧領域７２ａに向かう方向を素子配列第一方向Ｙ１に設定し、その反対方向である第二低電圧領域７２ｂから第三低電圧領域７２ｃに向かう方向を素子配列第二方向Ｙ２に設定している。配列直交方向Ｘにおいて、中間絶縁領域８０から高電圧回路領域７１に向かう方向を配列直交第一方向Ｘ１に設定し、その反対方向である中間絶縁領域８０から低電圧回路領域７２に向かう方向を配列直交第二方向Ｘ２に設定している。直交方向Ｚにおいて、素子配置面１１ａから制御装置４１に向かう方向を直交第一方向Ｚ１に設定し、その反対方向を直交第二方向Ｚ２に設定している。
　以下で、本実施形態に係る制御装置４１及びインバータ回路７について、詳細に説明する。
１．インバータ回路７の構成
　まず、インバータ回路７の構成について説明する。本実施形態に係るインバータ回路７は、複数（本例では６つ）のスイッチング素子１４を用いて構成されている。スイッチング素子１４は、直流電力と交流電力との間の電力変換を行うための電子素子であり、インバータ回路７及びインバータ装置１の中核をなしている。図２に示すように、インバータ回路７は、ブリッジ回路により構成されており、高圧直流電源としての高圧バッテリ２の正極Ｐ側と高圧バッテリ２の負極Ｎ側（例えばグランド側）との間に２つのスイッチング素子１４が直列に接続され、この直列回路が３回線並列に接続されている。すなわち、インバータ回路７は、正極Ｐ側に接続される上段アームを構成するスイッチング素子１４と負極Ｎ側に接続される下段アームを構成するスイッチング素子１４とを有するレッグを３つ有する３レッグ構成とされている。各レッグは、回転電機３のコイル（ステータコイル）３ｂの三相（Ｕ相、Ｖ相、Ｗ相）のそれぞれに対応している。
　図２において、符号１４ａはＵ相用上段側スイッチング素子であり、符号１４ｂはＶ相用上段側スイッチング素子であり、符号１４ｃはＷ相用上段側スイッチング素子である。また、符号１４ｄはＵ相用下段側スイッチング素子であり、符号１４ｅはＶ相用下段側スイッチング素子であり、符号１４ｆはＷ相用下段側スイッチング素子である。ここで、「上段側」は正極Ｐ側のアームであることを表し、「下段側」は負極Ｎ側のアームであることを表す。
　各相の上段側スイッチング素子１４ａ，１４ｂ，１４ｃのコレクタは第四バスバー２３ｄを介して正極Ｐ側に接続され、エミッタはバスバー２３ａ，２３ｂ，２３ｃを介して各相の下段側スイッチング素子１４ｄ，１４ｅ，１４ｆのコレクタに接続されている。また、各相の下段側スイッチング素子１４ｄ，１４ｅ，１４ｆのエミッタは第五バスバー２３ｅを介して負極Ｎ側に接続されている。各スイッチング素子１４のエミッタ－コレクタ間には、ダイオード素子１５が並列接続されている。ダイオード素子１５は、アノードがスイッチング素子１４のエミッタに接続され、カソードがスイッチング素子１４のコレクタに接続されている。ダイオード素子１５はＦＷＤ（Free Wheel Diode）として用いられている。
　対となるスイッチング素子（１４ａ，１４ｄ）、（１４ｂ，１４ｅ）、（１４ｃ，１４ｆ）と、それぞれ対応するバスバー２３ａ，２３ｂ，２３ｃとを含んで構成される各アームは、回転電機接続端子２５ａ，２５ｂ，２５ｃを介して回転電機３の各相のコイル３ｂに接続されている。そして、各スイッチング素子１４の制御端子（ゲート端子）は、フレキシブルプリント基板１９を介して、制御装置４１に接続されており（図４参照）、それぞれ個別にスイッチング制御される。
　このようなインバータ回路７を含むインバータ装置１は、回転電機３に指令される指令回転速度や指令トルクに基づいて各スイッチング素子１４をオンオフ制御（例えば、パルス幅変調制御等）することで、高圧バッテリ２からの直流電力を三相交流電力に変換して回転電機３に供給する。これにより、回転電機３が指令回転速度及び指令トルクに応じて力行する。一方、回転電機３が発電機として機能し、回転電機３側から電力の供給を受ける場合には、インバータ装置１は、各スイッチング素子１４をオンオフ制御することで、発電された三相交流電力を直流電力に変換して高圧バッテリ２に充電させる。
２．インバータ装置１の全体構成
　次に、インバータ装置１の全体構成について説明する。インバータ装置１は、図３に示すように、インバータモジュール６とコンデンサ３１と制御装置４１とを備えている。これらは直方体状に形成されたインバータケース５（以下、単に「ケース５」と略称する）内に収容されている。インバータモジュール６は、上述したインバータ回路７のスイッチング素子１４が実装されたモジュールであり、高圧バッテリ２と回転電機３との間に介挿されている。高圧バッテリ２とインバータモジュール６との間には、コンデンサ３１が更に介挿されている（図２参照）。
２－１．インバータモジュール６
　図３及び図４に示すように、インバータモジュール６は、複数のスイッチング素子１４と、これら複数のスイッチング素子１４が配置される素子配置面１１ａを有するベースプレート１１と、複数のバスバー２３を有するバスバーモジュール２０とを主要な構成部品として備えている。ここで、スイッチング素子１４は、直流電力と交流電力との間の電力変換を行うための部材であり、バスバー２３は、複数のスイッチング素子１４を電気的に接続してインバータ回路７を形成するための部材である。
　ベースプレート１１は、スイッチング素子１４を載置するためのベースとなる板状の部材である。ベースプレート１１は、銅やアルミニウム等の金属材料で構成されている。図４等に示すように、ベースプレート１１の素子配置面１１ａには、絶縁部材１２及び素子基板１３が互いに平行或いは略平行な状態で積層されている。この積層方向は直交方向Ｚに一致している。
　絶縁部材１２は、電気的絶縁性及び熱伝導性の双方を備えるシート状部材で構成され、本例では樹脂製のシート部材とされている。素子基板１３は、導電性の材料（例えば、銅やアルミニウム等の金属材料）で構成され、絶縁部材１２を介して熱圧着によりベースプレート１１に接着固定されている。この素子基板１３は、ヒートスプレッダとしても機能する。図４に示すように、本実施形態ではベースプレート１１の素子配置面１１ａ上に１つの絶縁部材１２が配置され、絶縁部材１２上に６つの素子基板１３が配置されている。これら６つの素子基板１３は、素子配列方向Ｙに沿って一列に６つ並ぶように配置されている。この際、複数の素子基板１３は、各素子基板１３の短辺方向が、素子配列方向Ｙと平行になる向きで配置されており、複数の素子基板１３の長辺が互いに平行になる向きで配列されている。
　各素子基板１３の上面には、スイッチング素子１４及びダイオード素子１５がそれぞれ１つずつ載置されている。これにより、本例では、ベースプレート１１の素子配置面１１ａに、絶縁部材１２及び素子基板１３を介して６つのスイッチング素子１４と６つのダイオード素子１５とが設けられる。そして、これらのスイッチング素子１４及びダイオード素子１５を含んでインバータ回路７が構成される。スイッチング素子１４として、本実施形態ではＩＧＢＴ（insulated gate bipolar transistor）を用いている。なお、スイッチング素子１４として、ＭＯＳＦＥＴ（metal oxide semiconductor field effect transistor）等を用いることも可能である。また、本例では、同一の素子基板１３に載置されたスイッチング素子１４とダイオード素子１５とは、配列直交方向Ｘに沿って並ぶように互いに隣接して配置されている。なお、本実施形態において、上面は、直交第一方向Ｚ１側の面を指し、下面は、直交第二方向Ｚ２側の面を指すものとする。
　スイッチング素子１４の上面（エミッタ電極）とダイオード素子１５の上面（アノード電極）とを電気的に接続する状態で、第一電極部材１７が配置されている。第一電極部材１７は、本例では一定幅の帯状部材（板状部材）を用いて屈曲成形されている。また、素子基板１３の上面に第二電極部材１８が載置されている。第二電極部材１８は、素子基板１３を介してスイッチング素子１４の下面（コレクタ電極）とダイオード素子１５の下面（カソード電極）とを電気的に接続する。第二電極部材１８は、本例ではブロック状部材とされている。第一電極部材１７及び第二電極部材１８の双方は、導電性の材料（例えば、銅やアルミニウム等の金属材料）で構成される。
　本実施形態では、図２に示すように、対となるスイッチング素子（１４ａ，１４ｄ）、（１４ｂ，１４ｅ）、（１４ｃ，１４ｆ）と、それぞれ対応するダイオード素子１５、第一電極部材１７、第二電極部材１８、及びバスバー２３ａ，２３ｂ，２３ｃ（以下、単に「ダイオード素子１５等」と略称する場合がある）とにより、インバータ回路７の各レッグが構成される。このうち、スイッチング素子１４ａ，１４ｂ，１４ｃと、それぞれ対応するダイオード素子１５等とにより、インバータ回路７の各上段アームが構成される。また、スイッチング素子１４ｄ，１４ｅ，１４ｆと、それぞれ対応するダイオード素子１５等とにより、インバータ回路７の各下段アームが構成される。
　本例では、図４に示すように、各レッグにおける上段アームと下段アームとが、素子配列方向Ｙに隣接して配置されている。
　また本例では、各アームを構成するスイッチング素子１４とダイオード素子１５とは、配列直交方向Ｘに隣接して配置されている。そして、スイッチング素子１４とダイオード素子１５とを接続する帯状の第一電極部材１７も、それに応じて配列直交方向Ｘに延在するように配設されている。このように、各アームは全体として配列直交方向Ｘに沿って延びるように構成されている。言い換えれば、各レッグにおける上段アーム及び下段アームは、それぞれの長手方向が配列直交方向Ｘに沿った方向となり、それぞれの短手方向が素子配列方向Ｙに沿った方向になるように配置されている。そして、上段アームと下段アームが、短手方向である素子配列方向Ｙに沿って一列に並べられている。本例では、各レッグを構成する上段アーム及び下段アームがそれぞれ配列直交方向Ｘで占める範囲は完全に一致している。
　図６に示すように、ベースプレート１１の素子配置面１１ａとは反対側には、放熱フィン１１ｂが設けられている。本例では、放熱フィン１１ｂはベースプレート１１と一体的に形成されている。この放熱フィン１１ｂは、素子基板１３及び絶縁部材１２を介してベースプレート１１に伝達されるスイッチング素子１４の熱（スイッチング動作に伴って発生する熱）をその表面から放熱させる。このような放熱フィン１１ｂは、ベースプレート１１の素子配置面１１ａとは反対側の面から直交方向Ｚに向って立設するフィンからなる。具体的には、放熱フィン１１ｂは、直交方向Ｚに向かって、複数の棒状部材が立設して構成されるピンフィンである。ただし、放熱フィン１１ｂは、直交方向Ｚに突出するとともに、素子配列方向Ｙに沿って延びる平板状に形成してもよい。
　本実施形態では、ベースプレート１１は、ケース５内に設けられた冷却路構成部材１１０に接するように配置される。冷却路構成部材１１０は、ベースプレート１１の素子配置面１１ａに平行な面に沿って延在する部材であり、ケース５と一体的に形成されている。ただし、冷却路構成部材１１０を、ケース５と別体として形成し、ケース５の内壁に固定しても構わない。そして、冷却路構成部材１１０は、ベースプレート１１が接する側の面に凹部１１１を備えている。凹部１１１は、冷却路構成部材１１０にベースプレート１１が取り付けられた状態で、冷却水の流通経路となる。そのため、凹部１１１は、ベースプレート１１の放熱フィン１１ｂが収容可能な空間を有するように形成されている。凹部１１１には、ケース５外からの冷却水流通管路１１２ａ、１１２ｂが接続されている。そして、これらの冷却水流通管路１１２ａ、１１２ｂの一方から凹部１１１内に冷却水が導入されるとともに、他方からケース５外に冷却水が排出される。このような構成により、ベースプレート１１を冷却水により冷却できる。
＜バスバーモジュール２０＞
　図４～図６に示すように、インバータ装置１の構成部品であるバスバーモジュール２０は、複数のバスバー２３と、当該複数のバスバー２３を一体保持する接続支持体２１と、を主要な構成部品として備え、さらにスイッチング素子１４と回転電機３とを電気的に接続する回転電機接続端子２５、及び少なくともコンデンサ３１とスイッチング素子１４とを電気的に接続するコンデンサ接続端子３３を備えている。回転電機接続端子２５及びコンデンサ接続端子３３は、バスバー２３と一体的に形成されており、バスバーモジュール２０の一部を構成している。
　バスバーモジュール２０は、直交方向Ｚにおける、複数のスイッチング素子１４に対してベースプレート１１が配置されている側とは反対側に配置されている。すなわち、これらの構成部品は、直交方向Ｚに沿って、ベースプレート１１、スイッチング素子１４、バスバーモジュール２０の順に配置される。
　接続支持体２１は、複数のバスバー２３を一体的に支持する構造体である。本実施形態では、接続支持体２１は、複数のバスバー２３を内部に保持する絶縁材料の成形体で構成されている。そして、接続支持体２１は、ケース５に直接固定されている。ただし、この接続支持体２１は、ボルト等の締結部材によりベースプレート１１の素子配置面１１ａ側に固定され、当該ベースプレート１１がケース５に固定されることで、ケース５に対して固定されてもよい。本実施形態では、バスバーモジュール２０は、第一バスバー２３ａ、第二バスバー２３ｂ、第三バスバー２３ｃ、第四バスバー２３ｄ、及び第五バスバー２３ｅの５つのバスバー２３を備えている。各バスバー２３は、導電性の材料（例えば、銅やアルミニウム等の金属材料）で構成され、本例では平板状部材を用いて所定形状に屈曲形成されている。
　図２及び図５に示すように、第一バスバー２３ａ、第二バスバー２３ｂ、及び第三バスバー２３ｃは、それぞれ第一電極部材１７を介して上段アームのスイッチング素子１４及びダイオード素子１５と回転電機接続端子２５との間を電気的に接続するとともに、第二電極部材１８を介して下段アームのスイッチング素子１４及びダイオード素子１５と回転電機接続端子２５との間を電気的に接続する電気的接続部材である。バスバー２３ａ，２３ｂ，２３ｃは、各レッグにおいて上段アーム及び下段アームの間を接続するために素子配列方向Ｙに沿って延在するアーム間接続部と、当該アーム間接続部と各アームの第一電極部材１７又は第二電極部材１８との間を接続するために配列直交方向Ｘに沿って延在する電極接続部と、当該アーム間接続部と回転電機接続端子２５との間を接続するために配列直交方向Ｘに沿って延在する回転電機接続部と、を備えている。第四バスバー２３ｄは、第二電極部材１８を介して上段アームのスイッチング素子１４及びダイオード素子１５と正極Ｐ側の電源端子３４である正極側電源端子３４ａとの間を電気的に接続する電気的接続部材である。第五バスバー２３ｅは、第一電極部材１７を介して下段アームのスイッチング素子１４及びダイオード素子１５と負極Ｎ側の電源端子３４である負極側電源端子３４ｂとの間を電気的に接続する電気的接続部材である。バスバー２３ｄ，２３ｅは、各レッグの第一電極部材１７又は第二電極部材１８の間を接続するために素子配列方向Ｙに沿って延在するレッグ間接続部と、当該レッグ間接続部と各レッグの第一電極部材１７又は第二電極部材１８との間を接続するために配列直交方向Ｘに沿って延在する電極接続部と、を備えている。
　本例では、図４に示すように、各バスバー２３と第一電極部材１７及び第二電極部材１８との間の電気的な接続は、各バスバー２３と一体的に形成され接続支持体２１に支持された複数の接合部２４が、第一電極部材１７の上面及び第二電極部材１８の上面に対して押圧された状態で接合されることによって実現される。本例では、各バスバー２３と第一電極部材１７及び第二電極部材１８とは、ＹＡＧレーザ、ＣＯ２レーザ、半導体レーザ等を利用したレーザ溶接により接合される。
　回転電機接続端子２５は、車両の駆動力源としての回転電機３との間で交流電力の入出力を行うための端子である。本実施形態では、このような回転電機接続端子２５として、三相用の回転電機接続端子２５ａ，２５ｂ，２５ｃを備えている。本例では、Ｕ相用回転電機接続端子２５ａは、第一バスバー２３ａの配列直交第一方向Ｘ１側の端部において当該第一バスバー２３ａと一体的に形成されている。同様に、Ｖ相用回転電機接続端子２５ｂは第二バスバー２３ｂの配列直交第一方向Ｘ１側の端部において当該第二バスバー２３ｂと一体的に形成され、Ｗ相用回転電機接続端子２５ｃは第三バスバー２３ｃの配列直交第一方向Ｘ１側の端部において当該第三バスバー２３ｃと一体的に形成されている。これら３つの回転電機接続端子２５ａ，２５ｂ，２５ｃは、インバータ回路７を構成する３つのレッグの配列に応じて素子配列方向Ｙに平行な方向に沿って順に配列されている。回転電機接続端子２５ａ，２５ｂ，２５ｃは、接続部材１２０を介して回転電機３の各相のコイル３ｂに接続される。
　接続支持体２１には、モジュール固定部２７が備えられており、モジュール固定部２７が、ボルト等の締結部材によりケース５に固定される。また、接続支持体２１には、制御装置支持部２６が備えられており、制御装置４１がボルト等の締結部材により、制御装置支持部２６に固定される。すなわち、制御装置４１は、接続支持体２１を介して、ケース５に固定される。
２－２．コンデンサ３１
　コンデンサ３１は、図２に示すように、高圧バッテリ２とインバータ回路７との間に並列に設けられ、これらの間の直流電力を平滑する。本例では、コンデンサ素子３１ｂは２つ設けられている。また、一方のコンデンサ素子３１ｂの端子間には抵抗器３８が接続されている。コンデンサ３１は、図３に示すように、ケース部３１ａとコンデンサ素子３１ｂとにより構成されている。ケース部３１ａは、配列直交方向Ｘの両側、素子配列方向Ｙの両側、及び直交方向Ｚの一方側を覆うように形成された、直交方向Ｚから見て、長方形状となるバスタブ状に形成されている。ケース部３１ａには、高圧バッテリ２との間で直流電力の入出力を行う電源端子３４と、スイッチング素子１４との間で直流電力の入出力を行う直流端子３５と、がケース部３１ａに対して所定位置に配置されている。これらの部材は、ケース部３１ａの所定位置に配置された状態で、ケース部３１ａ内に樹脂が充填されることで、ケース部３１ａに固定されている。これらの直流端子３５と電源端子３４との間は、図２に示すように電気的に接続されている。
２－３．制御装置４１
　次に、制御装置４１の構成について説明する。制御装置４１は、回転電機３を制御するために、主に各スイッチング素子１４の動作を制御するための機能を有する。図１に示すように、制御装置４１には、複数のスイッチング素子１４を個別に駆動するための駆動回路部４３、及び複数のスイッチング素子１４をオンオフ制御するための制御信号を生成する演算処理部４５が設けられている。また、制御装置４１には、回転電機３を制御するための一又は二以上のセンサが接続されるセンサ接続部４６、電源電圧を制御装置４１の各部に供給する電圧に変換する電圧変換部４７、インバータ回路７への指令が入力される指令入力部４８等も設けられている。
＜指令入力部４８＞
　指令入力部４８には、制御装置４１の外部に備えられた、車両の運行を制御する不図示のＥＣＵ（electronic control unit）などからＣＡＮ（controller area network）などの車内ネットワークを介して、指令トルクや指令回転速度やインバータ回路７のシャットダウン指令などの回転電機３又はインバータ装置１への指令が入力される。指令入力部４８には、ＣＡＮなど通信規格に対応した通信回路が備えられており、入力された通信信号から回転電機３への指令に係わる情報を抽出して、演算処理部４５に伝達する。
＜センサ接続部４６＞
　センサ接続部４６は、回転センサ、電流センサ９１、電圧センサ、回転電機３の温度センサなどの一又は二以上のセンサに接続されている。また、センサ接続部４６には、各センサの制御回路や各センサの出力信号を処理する信号処理回路が備えられている。そして、センサ接続部４６は、各センサの出力信号の情報を、演算処理部４５に伝達する。
　回転センサには、例えばレゾルバが用いられる。センサ接続部４６は、レゾルバ信号変換回路を備えている。レゾルバ信号変換回路は、レゾルバへ励磁電圧を出力すると共に、レゾルバの出力信号をマイクロコンピュータが認識できる信号に変換して、演算処理部４５に出力する。
＜演算処理部４５＞
　演算処理部４５は、マイクロコンピュータなどの論理演算回路を中核として構成される。演算処理部４５は、センサ接続部４６から伝達された各センサの出力信号に基づいて回転電機３の動作状態を検出する。具体的には、演算処理部４５は、回転センサの出力信号に基づいて回転電機３の磁極位置を検出し、電流センサ９１の出力信号に基づいて回転電機３を流れる電流を検出し、電圧センサの出力信号に基づいてインバータ回路７に印加される直流電圧を検出する。そして、演算処理部４５は、指令入力部４８から伝達された回転電機３への指令、及び回転電機３の動作状態に基づいて、インバータ回路７の各アームのスイッチング素子１４を駆動する駆動信号を生成して、回転電機３を制御する。本実施形態では、スイッチング素子１４がＩＧＢＴであり、ＩＧＢＴの制御端子はゲート端子であるので、駆動信号をゲート駆動信号と称する。
＜電圧変換部４７＞
　電圧変換部４７へは、低圧電源としての低圧バッテリから、例えば１２ボルト程度の直流電圧が供給される。なお、低圧電源は、低圧バッテリに限らず、高圧バッテリ２の電圧を降圧するＤＣ－ＤＣコンバータなどによって構成されてもよい。
　電圧変換部４７は、低圧バッテリから供給された低電圧を電圧変換して、制御装置４１の各部に供給する。電圧変換部４７は、演算処理部４５のマイクロコンピュータなどの各一般電子回路に、所定電圧（例えば、５Ｖ）に変換した電圧を供給する。また、電圧変換部４７は、センサ接続部４６に、回転センサ、電流センサ９１などの各センサの動作のために、所定電圧（例えば、１８Ｖ）に変換した電圧を供給する。
＜駆動回路部４３＞
　駆動回路部４３は、演算処理部４５から伝達されたオン又はオフのゲート駆動信号に応じて、スイッチング素子１４のゲート端子（制御端子）にゲート駆動電圧の印加又は非印加を行うスイッチング素子を備えている。ゲート駆動信号がオンの場合は、ゲート端子にゲート駆動電圧が印加されて、スイッチング素子がオンされる。一方、ゲート駆動信号がオフの場合は、ゲート端子にゲート駆動電圧が印加されずに、スイッチング素子がオフされる。ゲート駆動電圧は、例えば１５Ｖであり、電圧変換部４７からトランスを介して供給される。
　本実施形態のスイッチング素子１４は、素子温度や過電流などの素子異常を検出するための異常検出センサが設けられた複合素子である。そして、駆動回路部４３には、異常検出センサに対応する異常検出回路が設けられており、スイッチング素子の異常を検出して、異常信号を出力できるように構成されている。
＜高電圧回路領域７１、低電圧回路領域７２＞
　インバータ回路７に供給される高圧バッテリ２の高圧電源電圧は、回転電機３が車両の駆動装置である場合などでは、例えば１００Ｖ～３００Ｖ程度の高電圧であり、スイッチング素子１４のコレクタ端子及びエミッタ端子の間には、当該高電圧が印加されている。このような高電圧が印加されているスイッチング素子１４のゲート端子に制御装置４１の駆動回路部４３が接続されている。そのため、何らかの要因により駆動回路部４３に高電圧が印加される恐れがある。一方、制御装置４１の演算処理部４５、センサ接続部４６、電圧変換部４７、及び指令入力部４８は、インバータ回路７の高圧電源電圧よりも遥かに低電圧で動作し、例えば、演算処理部４５に備えられたマイクロコンピュータなどの電子回路は５Ｖで動作する。
　よって、制御装置４１には、高電圧回路領域７１と低電圧回路領域７２とが設定され、高電圧回路領域７１に駆動回路部４３が設けられ、低電圧回路領域７２に演算処理部４５、センサ接続部４６、電圧変換部４７、及び指令入力部４８が設けられる。そして、高電圧回路領域７１と低電圧回路領域７２との間には、絶縁領域が設定される。高電圧回路領域７１と低電圧回路領域７２との間は、フォトカプラやトランスなどの絶縁回路により構成される絶縁接続部９６により、電気的に絶縁された状態で電気エネルギを伝達可能とされる。すなわち、フォトカプラやトランスなどの絶縁回路は、互いに絶縁された１次側（入力側）端子及び２次側（出力側）端子を有し、一方の端子が低電圧回路領域７２側に接続され、他方の端子が高電圧回路領域７１側に接続される。フォトカプラは、１次側端子から２次側端子への情報伝達を光により行う。トランスは、１次側端子から２次側端子への電圧供給を磁気により行う。
　具体的には、演算処理部４５から出力されたゲート駆動信号は絶縁回路であるフォトカプラを介して駆動回路部４３へ伝達される。駆動回路部４３から出力されたスイッチング素子１４に係わる異常信号は絶縁回路であるフォトカプラを介して演算処理部４５に伝達される。また、電圧変換部４７から出力された電圧は絶縁回路であるトランスを介して駆動回路部４３へ供給される。
３．制御装置４１の配置構成
　次に、制御装置４１の配置構成について説明する。制御装置４１は、基板本体７０と、基板本体７０に実装される電子部品などを備えている。
　基板本体７０は、その表面及び内部の少なくとも一方に回路パターンが形成された板状のプリント基板である。
　図１に示すように、基板本体７０には、素子配列方向Ｙに沿って延びるように設定された中間絶縁領域８０と、中間絶縁領域８０を挟んだ一方側に設定された高電圧回路領域７１と、中間絶縁領域８０を挟んだ他方側に設定された低電圧回路領域７２とが設定されている。ここで、基板本体７０の絶縁領域には、回路パターンなどの導電性の部材が設けられていない。
　高電圧回路領域７１に、複数のスイッチング素子１４を駆動するための駆動回路部４３が設けられ、低電圧回路領域７２に、素子配列方向Ｙに沿って順に第一低電圧領域７２ａ、第二低電圧領域７２ｂ、及び第三低電圧領域７２ｃが設定されている。
　第一低電圧領域７２ａに、電源電圧を少なくとも第二低電圧領域７２ｂ及び第三低電圧領域７２ｃに供給する電圧に変換する電圧変換部４７と、少なくとも回転電機３への指令が入力される指令入力部４８が設けられている。
　第二低電圧領域７２ｂに、複数のスイッチング素子１４をオンオフ制御するための制御信号を生成する演算処理部４５が設けられている。
　第三低電圧領域７２ｃに、回転電機３を制御するための一又は二以上のセンサが接続されるセンサ接続部４６が設けられている。
　本実施形態では、図１に示すように、中間絶縁領域８０は、配列直交方向Ｘにおける基板本体７０の中央付近を、素子配列方向Ｙに沿って、高電圧回路領域７１が配置されている範囲の全体に亘り、延びるように設定されている。高電圧回路領域７１は、中間絶縁領域８０に対して、配列直交第一方向Ｘ１側に設定されている。そして、低電圧回路領域７２は、中間絶縁領域８０に対して配列直交第二方向Ｘ２側に設定されている。
３－１．高電圧回路領域７１
　また、本実施形態では、駆動回路部４３は、複数のスイッチング素子１４ａ、１４ｂ、１４ｃ、１４ｄ、１４ｅ、１４ｆのそれぞれに対応する複数の駆動部４３ａ、４３ｂ、４３ｃ、４３ｄ、４３ｅ、４３ｆを有して構成されている。すなわち、駆動部は、スイッチング素子と同数設けられている。そして、複数の駆動部４３ａ～４３ｆは、高電圧回路領域７１内において素子配列方向Ｙに沿って一列に並んで配置され、互いに隣接する駆動部の間のそれぞれに、駆動部間絶縁領域８１が設けられている。
　複数の駆動部４３ａ～４３ｆのそれぞれは、複数のスイッチング素子１４ａ～１４ｆのうち、対応する１つのスイッチング素子１４を駆動制御する。素子配列方向Ｙの位置について、複数の駆動部４３ａ～４３ｆのそれぞれは、対応する１つのスイッチング素子１４が配置されている位置と重複する位置に配置されている。本実施形態では、複数の駆動部４３ａ～４３ｆのそれぞれは、複数のスイッチング素子１４ａ～１４ｆのうち、対応する１つのスイッチング素子１４と直交方向Ｚ視で重複するように配置されており、素子配列方向Ｙに沿って一列に６つ並ぶように配置されている。なお、複数のスイッチング素子が並列に接続された構成などでは、１つの駆動部により複数のスイッチング素子を駆動する構成としてもよい。
　本実施形態では、素子配列方向Ｙに沿って、素子配列第二方向Ｙ２側から順に、Ｕ相用上段側スイッチング素子１４ａに対応したＵ相用上段側駆動部４３ａ、Ｕ相用下段側スイッチング素子１４ｄに対応したＵ相用下段側駆動部４３ｄ、Ｖ相用上段側スイッチング素子１４ｂに対応したＶ相用上段側駆動部４３ｂ、Ｖ相用下段側スイッチング素子１４ｅに対応したＶ相用下段側駆動部４３ｅ、Ｗ相用上段側スイッチング素子１４ｃに対応したＷ相用上段側駆動部４３ｃ、Ｗ相用下段側スイッチング素子１４ｆに対応したＷ相用下段側駆動部４３ｆが配置されている。
　各駆動部４３ａ～４３ｆの直交第一方向Ｚ１側の面には、各スイッチング素子１４ａ～１４ｆに対応する駆動回路及び異常検出回路が設けられている。
　各駆動部４３ａ～４３ｆの直交第二方向Ｚ２側の面には、各スイッチング素子１４ａ～１４ｆに対応するフレキシブルプリント基板１９ａ～１９ｆが接続される接続端子９５ａ～９５ｆが設けられている。そして、各駆動部４３ａ～４３ｆは、フレキシブルプリント基板１９ａ～１９ｆを介して、各スイッチング素子１４ａ～１４ｆに接続される。
　Ｕ相用上段側駆動部４３ａとＵ相用下段側駆動部４３ｄとの間に第一駆動部間絶縁領域８１ａが設けられ、Ｕ相用下段側駆動部４３ｄとＶ相用上段側駆動部４３ｂとの間に第二駆動部間絶縁領域８１ｂが設けられ、Ｖ相用上段側駆動部４３ｂとＶ相用下段側駆動部４３ｅとの間に第三駆動部間絶縁領域８１ｃが設けられ、Ｖ相用下段側駆動部４３ｅとＷ相用上段側駆動部４３ｃとの間に第四駆動部間絶縁領域８１ｄが設けられ、Ｗ相用上段側駆動部４３ｃとＷ相用下段側駆動部４３ｆとの間に第五駆動部間絶縁領域８１ｅが設けられている。
　各駆動部４３ａ～４３ｆは、直交方向Ｚ視で長方形状に設定されており、その短辺方向が素子配列方向Ｙと平行になる向きで配置されており、その長辺が互いに平行になる向きで配列されている。そして、各駆動部間絶縁領域８１ａ～８１ｅは、配列直交方向Ｘに沿って延びるように設定されている。
＜被支持部８２、電流センサ９１、及びフレキシブルプリント基板の接続端子９５の配置＞
　また、基板本体７０における支持部材によって支持される部分である被支持部８２が、駆動部間絶縁領域８１に設けられている。本実施形態では、各相用の上段側及び下段側駆動部の間の駆動部間絶縁領域８１に、被支持部８２が設けられている。具体的には、第二駆動部間絶縁領域８１ｂに第一被支持部８２ａが設けられ、第四駆動部間絶縁領域８１ｄに第二被支持部８２ｂが設けられている。
　また、高電圧回路領域７１に対して素子配列第二方向Ｙ２側の基板本体７０の外縁部には第三被支持部８２ｃが設けられ、高電圧回路領域７１に対して素子配列第一方向Ｙ１側の基板本体７０の外縁部には第四被支持部８２ｄが設けられている。低電圧回路領域７２には、５つの被支持部８２ｅ、８２ｆ、８２ｇ、８２ｈ、８２ｉが設けられている。
　本実施形態では、各被支持部８２ａ～８２ｉは、図４に示すように、バスバーモジュール２０の接続支持体２１に備えられた制御装置支持部２６によって支持される部分である。基板本体７０の各被支持部８２ａ～８２ｉは、ボルト等の締結部材が直交第一方向Ｚ１側から螺合されて、接続支持体２１に備えられた制御装置支持部２６に固定される。よって、各被支持部８２ａ～８２ｉの直交第二方向Ｚ２側の面は、接続支持体２１に当接し、直交第一方向Ｚ１側の面は、ボルト等の締結部材に当接する。
　また、被支持部８２が設けられていない駆動部間絶縁領域８１における直交第二方向Ｚ２側の面にバスバー２３ａ、２３ｂ、２３ｃを流れる電流を検出する電流センサ９１が設けられている。逆に言えば、電流センサ９１が設けられていない駆動部間絶縁領域８１に被支持部８２が設けられている。
　本実施形態では、第一駆動部間絶縁領域８１ａの直交第二方向Ｚ２側の面に第一電流センサ９１ａが取り付けられ、第三駆動部間絶縁領域８１ｃの直交第二方向Ｚ２側の面に第二電流センサ９１ｂが取り付けられ、第五駆動部間絶縁領域８１ｅの直交第二方向Ｚ２側の面に第三電流センサ９１ｃが取り付けられている。
　第一電流センサ９１ａは、第一バスバー２３ａに対して直交方向Ｚに所定間隔を空けて対向し、第一バスバー２３ａと直交方向Ｚ視で重複するように配置されている。第二電流センサ９１ｂは、第二バスバー２３ｂに対して直交方向Ｚに所定間隔を空けて対向し、第二バスバー２３ｂと直交方向Ｚ視で重複するように配置されている。第三電流センサ９１ｃは、第三バスバー２３ｃに対して直交方向Ｚに所定間隔を空けて対向し、第三バスバー２３ｃと直交方向Ｚ視で重複するように配置されている。
　電流センサ９１ａ～９１ｃとバスバー２３ａ～２３ｃとの間隔が変動すると、バスバー２３ａ～２３ｃを流れる電流に対する電流センサ９１ａ～９１ｃの出力信号の感度が変化し、電流の検出誤差が生じる。上記のように、被支持部８２ａ、８２ｂが、駆動部間絶縁領域８１ｂ、８１ｄに設けられているので、各電流センサ９１ａ～９１ｃは、１つの駆動部を隔てた素子配列方向Ｙの両側で、被支持部８２ａ～８２ｄにより固定されている。そのため、各電流センサ９１ａ～９１ｃが取り付けられた基板本体７０の部分の直交方向Ｚのたわみを低減することができる。よって、電流センサ９１ａ～９１ｃとバスバー２３ａ～２３ｃとの間隔が変動することを抑制でき、電流の検出誤差が生じることを抑制できる。更に、被支持部８２ａ～８２ｄ、及び電流センサ９１ａ～９１ｃが取り付けられる基板本体７０の部分が、素子配列方向Ｙ視で重複するように配置されているので、当該基板本体７０の部分のたわみを効果的に低減することができる。また、図１から明らかなように、本実施形態の構成では、複数の被支持部８２ａ～８２ｄが均等な間隔で配置されていると共に、複数の電流センサ９１ａ～９１ｃのそれぞれが隣接する２つの被支持部８２の中間に配置されている。これにより、車両の振動等によって基板本体７０にたわみが発生した場合にも、複数の電流センサ９１ａ～９１ｃの全てについて同程度の大きさのたわみが発生するような構成となっている。これにより、複数の電流センサ９１ａ～９１ｃの間での検出値のばらつきを低減することが可能となっている。
　また、各駆動部４３ａ～４３ｆに対して素子配列第一方向Ｙ１側又は素子配列第二方向Ｙ２側に隣接して被支持部８２ａ～８２ｄが設けられている。更に、被支持部８２ａ～８２ｄと、フレキシブルプリント基板の接続端子９５ａ～９５ｆが取り付けられる基板本体７０の部分とが、素子配列方向Ｙ視で重複するように配置されている。そのため、当該基板本体７０の部分のたわみを効果的に低減することができる。よって、フレキシブルプリント基板の接続端子９５ａ～９５ｆが直交方向Ｚに振動することを抑制でき、フレキシブルプリント基板１９ａ～１９ｆと接続端子９５ａ～９５ｆとの間の接続が緩むことを抑制できる。
３－２．低電圧回路領域７２
　本実施形態では、低電圧回路領域７２は、中間絶縁領域８０に対して配列直交第二方向Ｘ２側に配置されている。低電圧回路領域７２には、素子配列方向Ｙに沿って、素子配列第一方向Ｙ１側から順に第一低電圧領域７２ａ、第二低電圧領域７２ｂ、及び第三低電圧領域７２ｃが設定されている。すなわち、低電圧回路領域７２内における素子配列方向Ｙの中央付近の領域に第二低電圧領域７２ｂが設定され、第二低電圧領域７２ｂに対して素子配列第一方向Ｙ１側の領域に第一低電圧領域７２ａが設定され、第二低電圧領域７２ｂに対して素子配列第二方向Ｙ２側の領域に第三低電圧領域７２ｃが設定されている。
　また、上記のように、第一低電圧領域７２ａに電圧変換部４７及び指令入力部４８が設けられ、第二低電圧領域７２ｂに演算処理部４５が設けられ、第三低電圧領域７２ｃにセンサ接続部４６が設けられている。
　スイッチング素子１４は、素子配列方向Ｙに沿って一列に６つ並ぶように配置されているので、高電圧回路領域７１は素子配列方向Ｙに長くなっている。高電圧回路領域７１に対して中間絶縁領域８０を挟んだ配列直交第二方向Ｘ２側に設定された低電圧回路領域７２も、素子配列方向Ｙに長くなっている。素子配列方向Ｙに長い低電圧回路領域７２が、素子配列第二方向Ｙ２に向かって順に、第一低電圧領域７２ａ、第二低電圧領域７２ｂ、及び第三低電圧領域７２ｃに分割されているので、各低電圧領域７２ａ、７２ｂ、７２ｃの素子配列方向Ｙの幅及び配列直交方向Ｘの幅がバランスよく設定されている。
　また、演算処理部４５が設けられた第二低電圧領域７２ｂに対して、素子配列第一方向Ｙ１側に電圧変換部４７及び指令入力部４８が設けられた第一低電圧領域７２ａが設定され、素子配列第二方向Ｙ２側にセンサ接続部４６が設けられた第三低電圧領域７２ｃが設定されているので、電圧変換部４７及び指令入力部４８から演算処理部４５への配線と、センサ接続部４６から演算処理部４５への配線と、を双方ともに短くすることができる。
＜入力接続部８３＞
　基板本体７０における素子配列方向Ｙの第一低電圧領域７２ａ側（素子配列第一方向Ｙ１側）の端縁領域８５（以下、入力端縁領域８５と称す。）に、電圧変換部４７及び指令入力部４８と外部とを接続するための入力接続部８３が配置されている。
　このように、低電圧回路領域７２の素子配列第一方向Ｙ１側に設定された第一低電圧領域７２ａに対して、更に素子配列第一方向Ｙ１側に入力接続部８３が配置されるので、入力接続部８３と第一低電圧領域７２ａとの間の配線を短くすることができる。
　入力端縁領域８５は、素子配列第一方向Ｙ１側に突出されている。これにより、入力接続部８３を設けるための領域を、被支持部８２よりも外側（素子配列第一方向Ｙ１側）に設けることができる。また、入力接続部８３と、高電圧回路領域７１との間の絶縁距離を確保することができる。
　また、基板本体７０における素子配列方向Ｙの第三低電圧領域７２ｃ側（素子配列第二方向Ｙ２側）の端縁領域８６（以下、センサ端縁領域８６と称す。）に、センサ接続部４６と外部とを接続するためのセンサ接続部８４が配置されている。また、低電圧回路領域７２の素子配列第二方向Ｙ２側に設定された第三低電圧領域７２ｃに対して、更に素子配列第二方向Ｙ２側にセンサ接続部８４が配置されるので、センサ接続部８４と第三低電圧領域７２ｃとの間の配線を短くすることができる。
　センサ端縁領域８６は、素子配列第二方向Ｙ２側に突出されている。これにより、センサ接続部８４を設けるための領域を設けることができる。また、センサ接続部８４と、高電圧回路領域７１との間の絶縁距離を確保することができる。
＜電圧センサ＞
　図２、図４、図５に示すように、高圧バッテリ２の正極Ｐ側に接続される第四バスバー２３ｄに正極電圧検出端子３６が接続され、高圧バッテリ２の負極Ｎ側に接続される第五バスバー２３ｅに負極電圧検出端子３７が接続されている。図４に示すように、正極電圧検出端子３６及び負極電圧検出端子３７は、バスバー２３ｄ、２３ｅから直交第一方向Ｚ１側に延出している棒状の導電部材であり、正極電圧検出端子３６及び負極電圧検出端子３７の先端は、接続支持体２１よりも直交第一方向Ｚ１側に突出している。正極電圧検出端子３６及び負極電圧検出端子３７は、基板本体７０の第三低電圧領域７２ｃと直交方向Ｚ視で重複する位置に配置されている。
　図１及び図４に示すように、基板本体７０における第三低電圧領域７２ｃに正極接続端子８７及び負極接続端子８８が設けられている。本実施形態では、正極接続端子８７及び負極接続端子８８は、基板本体７０を直交方向Ｚに貫通するスルーホールとされている。正極接続端子８７に棒状の正極電圧検出端子３６が半田溶接され、負極接続端子８８に棒状の負極電圧検出端子３７が半田溶接されて、第三低電圧領域７２ｃに設けられたセンサ接続部４６に高圧バッテリ２の電圧が入力される。そして、センサ接続部４６に設けられた電圧検出回路により、高圧バッテリ２の電圧に係わる信号が生成され、演算処理部４５に出力される。
　このように、電圧検出端子３６、３７及び接続端子８７、８８により、高圧バッテリ２の電圧を、バスバー２３ｄ、２３ｅからセンサ接続部４６に最短距離で入力することができる。
＜絶縁接続部９６＞
　図１に示すように、低電圧回路領域７２と高電圧回路領域７１との間は、中間絶縁領域８０の直交第一方向Ｚ１側を跨いで配置された絶縁接続部９６により電気的に絶縁された状態で電気エネルギを伝達可能とされている。絶縁接続部９６は、フォトカプラやトランスなどの絶縁接続回路により構成される。
　本実施形態では、各駆動部４３ａ～４３ｆに対応して絶縁接続部９６ａ～９６ｆが設けられている。演算処理部４５において生成された各スイッチング素子１４ａ～１４ｆのゲート駆動信号は、各絶縁接続部９６ａ～９６ｆに備えられたフォトカプラを介して、ワイヤレスで各駆動部４３ａ～４３ｆに伝達される。各駆動部４３ａ～４３ｆにおいて生成された各スイッチング素子１４ａ～１４ｆに係わる異常信号は、各絶縁接続部９６ａ～９６ｆに備えられたフォトカプラを介して、ワイヤレスで演算処理部４５に伝達される。また、電圧変換部４７で生成された電圧は、各絶縁接続部９６ａ～９６ｆに備えられたトランスを介して、ワイヤレスで各駆動部４３ａ～４３ｆに供給される。
〔その他の実施形態〕
　最後に、本発明のその他の実施形態について説明する。なお、以下に説明する各実施形態の構成は、それぞれ単独で適用されるものに限られず、矛盾が生じない限り、他の実施形態の構成と組み合わせて適用することも可能である。
（１）上記の実施形態において、低電圧回路領域７２に、素子配列方向Ｙに沿って、素子配列第一方向Ｙ１側から順に第一低電圧領域７２ａ、第二低電圧領域７２ｂ、及び第三低電圧領域７２ｃが設定されている場合を例として説明した。しかし、本発明の実施形態はこれに限定されない。すなわち、低電圧回路領域７２に、素子配列方向Ｙに沿って順に第一低電圧領域７２ａ、第二低電圧領域７２ｂ、及び第三低電圧領域７２ｃが設定されていればよく、低電圧回路領域７２に、素子配列第二方向Ｙ２側から順に第一低電圧領域７２ａ、第二低電圧領域７２ｂ、及び第三低電圧領域７２ｃが設定されていてもよい。この場合は、入力端縁領域８５及び入力接続部８３は、第一低電圧領域７２ａに対して素子配列第二方向Ｙ２側に備えられ、センサ端縁領域８６及びセンサ接続部８４は、第三低電圧領域７２ｃに対して素子配列第一方向Ｙ１側に備えられる。
（２）上記の実施形態において、複数の駆動部４３ａ～４３ｆが、高電圧回路領域７１内において素子配列方向Ｙに沿って一列に並んで配置され、互いに隣接する駆動部の間のそれぞれに、駆動部間絶縁領域８１が設けられている場合を例として説明した。しかし、本発明の実施形態はこれに限定されない。すなわち、複数の駆動部４３ａ～４３ｆは、高電圧回路領域７１内において素子配列方向Ｙに沿って一列に並んで配置されていなくてもよく、例えば、複数の駆動部４３ａ～４３ｆが複数列に分かれて配置されてもよい。
（３）上記の実施形態において、被支持部８２が、第二駆動部間絶縁領域８１ｂ及び第四駆動部間絶縁領域８１ｄに設けられている場合を例として説明した。しかし、本発明の実施形態はこれに限定されない。すなわち、被支持部８２が、駆動部間絶縁領域８１に設けられていればよく、駆動部間絶縁領域８１ａ～８１ｅのいずれか１つ以上に設けられていてもよい。また、被支持部８２は、電流センサ９１が設けられている駆動部間絶縁領域８１に設けられてもよい。
　或いは、被支持部８２は、電気的絶縁性を確保した上で、駆動部４３ａ～４３ｆの領域内に設けられていてもよい。
（４）上記の実施形態において、基板本体７０における素子配列第一方向Ｙ１側の端縁領域８５に、入力接続部８３が配置され、素子配列第二方向Ｙ２側の端縁領域８６に、センサ接続部８４が配置されている場合を例として説明した。しかし、本発明の実施形態はこれに限定されない。すなわち、入力接続部８３及びセンサ接続部８４の一方又は双方が、基板本体７０における配列直交第二方向Ｘ２側の端縁領域に配置されてもよい。
　本発明は、回転電機を制御するためのインバータ回路の制御装置に好適に利用することができる。
１　　　　：インバータ装置
２　　　　：高圧バッテリ
３　　　　：回転電機
３ｂ　　　：回転電機のコイル
５　　　　：インバータケース（ケース）
６　　　　：インバータモジュール
７　　　　：インバータ回路
１１　　　：ベースプレート
１１ａ　　：素子配置面
１１ｂ　　：放熱フィン
１２　　　：絶縁部材
１３　　　：素子基板
１４、１４ａ～１４ｆ：スイッチング素子
１５　　　：ダイオード素子
１７　　　：第一電極部材
１８　　　：第二電極部材
１９、１９ａ～１９ｆ：フレキシブルプリント基板
２０　　　：バスバーモジュール
２１　　　：接続支持体
２３、２３ａ～２３ｅ：バスバー
２５、２５ａ～２５ｃ：回転電機接続端子
２６　　　：制御装置支持部
２７　　　：モジュール固定部
３１　　　：コンデンサ
３１ａ　　：ケース部
３１ｂ　　：コンデンサ素子
３３　　　：コンデンサ接続端子
３４　　　：電源端子
３４ａ　　：正極側電源端子
３４ｂ　　：負極側電源端子
３５　　　：直流端子
３６　　　：正極電圧検出端子
３７　　　：負極電圧検出端子
３８　　　：抵抗器
４１　　　：制御装置
４３　　　：駆動回路部
４３ａ～４３ｆ：駆動部
４５　　　：演算処理部
４６　　　：センサ接続部
４７　　　：電圧変換部
４８　　　：指令入力部
７０　　　：基板本体
７１　　　：高電圧回路領域
７２　　　：低電圧回路領域
７２ａ　　：第一低電圧領域
７２ｂ　　：第二低電圧領域
７２ｃ　　：第三低電圧領域
８０　　　：中間絶縁領域
８１、８１ａ～８１ｅ：駆動部間絶縁領域
８２、８２ａ～８２ｅ：被支持部
８３　　　：入力接続部
８４　　　：センサ接続部
８５　　　：入力端縁領域（端縁領域）
８６　　　：センサ端縁領域
８７　　　：正極接続端子
８８　　　：負極接続端子
９１、９１ａ～９１ｃ：電流センサ
９５、９５ａ～９５ｆ：フレキシブルプリント基板の接続端子
９５ａ　　：接続端子
９６、９６ａ～９６ｆ：絶縁接続部
Ｎ　　　　：高圧バッテリの負極
Ｐ　　　　：高圧バッテリの正極
Ｘ　　　　：配列直交方向
Ｘ１　　　：配列直交第一方向
Ｘ２　　　：配列直交第二方向
Ｙ　　　　：素子配列方向
Ｙ１　　　：素子配列第一方向
Ｙ２　　　：素子配列第二方向
Ｚ　　　　：直交方向
Ｚ１　　　：直交第一方向
Ｚ２　　　：直交第二方向

Claims (4)

  1. 　回転電機を制御するためのインバータ回路の制御装置であって、
    　前記インバータ回路を構成する複数のスイッチング素子が、所定の素子配置面上に所定の素子配列方向に沿って一列に並んで配置されており、
    　前記素子配置面に対向して配置される基板本体を備え、
    　前記基板本体には、前記素子配列方向に沿って延びるように設定された中間絶縁領域と、前記中間絶縁領域を挟んだ一方側に設定された高電圧回路領域と、前記中間絶縁領域を挟んだ他方側に設定された低電圧回路領域と、が設定され、
    　前記高電圧回路領域に、前記複数のスイッチング素子を駆動するための駆動回路部が設けられ、
    　前記低電圧回路領域に、前記素子配列方向に沿って順に第一低電圧領域、第二低電圧領域、及び第三低電圧領域が設定され、
    　前記第一低電圧領域に、電源電圧を前記第二低電圧領域及び前記第三低電圧領域に供給する電圧に変換する電圧変換部と、前記回転電機への指令が入力される指令入力部とが設けられ、
    　前記第二低電圧領域に、前記複数のスイッチング素子をオンオフ制御するための制御信号を生成する演算処理部が設けられ、
    　前記第三低電圧領域に、前記回転電機を制御するための一又は二以上のセンサが接続されるセンサ接続部が設けられているインバータ回路の制御装置。
  2. 　前記駆動回路部は、前記複数のスイッチング素子のそれぞれに対応する複数の駆動部を有して構成され、
    　前記複数の駆動部は、前記高電圧回路領域内において前記素子配列方向に沿って一列に並んで配置され、
    　互いに隣接する前記駆動部の間のそれぞれに、駆動部間絶縁領域が設けられている請求項１に記載のインバータ回路の制御装置。
  3. 　前記基板本体における支持部材によって支持される部分である被支持部が、前記駆動部間絶縁領域に設けられている請求項２に記載のインバータ回路の制御装置。
  4. 　前記基板本体における前記素子配列方向の前記第一低電圧領域側の端縁領域に、前記電圧変換部及び前記指令入力部と外部とを接続するための入力接続部が配置されている請求項１から３のいずれか一項に記載のインバータ回路の制御装置。
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