WO2024034242A1 - 電子制御装置 - Google Patents
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- H02M7/00—Conversion of ac power input into dc power output; Conversion of dc power input into ac power output
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- H02M7/48—Conversion of dc power input into ac power output without possibility of reversal by static converters using discharge tubes with control electrode or semiconductor devices with control electrode
Definitions
- the present invention relates to an electronic control device.
- Patent Document 1 As an example of a conventional electronic control device, one described in Patent Document 1 below is known, for example.
- this electronic control device constitutes a so-called redundant system (dual system), and the smoothing capacitor that constitutes one power module of the dual system is arranged so as to overlap the control board. It is placed on the outer surface of the bus bar holder.
- the present invention was devised in view of the technical problems of the conventional electronic control device, and an object of the present invention is to provide an electronic control device that can be miniaturized.
- a capacitor is mounted on the second side surface of the connector base facing the power conversion circuit module or the power conversion circuit board.
- FIG. 1 is a longitudinal cross-sectional view of an electronic control device according to a first embodiment of the present invention.
- FIG. 2 is an enlarged view of the main part of FIG. 1.
- FIG. FIG. 2 is a diagram corresponding to FIG. 2 showing another example of the first embodiment of the present embodiment.
- FIG. 2 is a cross-sectional view taken along line AA in FIG. 1.
- 2 is a sectional view taken along line BB in FIG. 1.
- FIG. 2 is a sectional view taken along the line CC in FIG. 1.
- FIG. FIG. 3 is a longitudinal cross-sectional view of an electronic control device according to a second embodiment of the present invention.
- 8 is a sectional view taken along the line DD in FIG. 7.
- FIG. 8 is a sectional view taken along the line EE in FIG. 7.
- FIG. 8 is a sectional view taken along line FF in FIG. 7.
- FIG. FIG. 9 is a diagram corresponding to FIG. 9 showing a first modification of the second embodiment of the present invention.
- FIG. 9 is a diagram corresponding to FIG. 9 showing a second modification of the second embodiment of the present invention.
- the electronic control device according to the present invention is an electric power steering device for an automobile, and in particular, a motor unit installed in a power steering device having a redundant system (in this embodiment, a dual system).
- a redundant system in this embodiment, a dual system.
- An example of application is shown below.
- most of the electronic components constituting the redundant system will be explained with "m” and "s" added to the end of the reference numerals.
- FIG. 1 shows an electronic control device E1 according to a first embodiment of the present invention.
- a vertical cross-sectional view of the motor unit MU is shown.
- the side in the axial direction where the motor M is disposed is referred to as the "first end side Z1”
- the side where the electronic control device E1 is disposed is referred to as the "second end side Z2”. It will be explained as follows.
- the electronic control device E1 is arranged in series on the second end side Z2 of the motor M to be controlled, and is integrated with the motor M as a so-called mechanical and electrical unit. It is configured.
- the motor unit MU which includes the electronic control device E1 and the motor M, is installed in a power steering device (not shown) to generate assist torque in accordance with input torque input from a steering wheel (not shown). , assisting the driver with steering operations.
- the motor M is, for example, a three-phase AC brushless motor, and includes a motor housing 10 formed in a generally cylindrical shape, a motor element (not shown) housed inside the motor housing 10, and rotationally driven by the motor element. A motor rotation shaft 11 is provided. Power and drive control signals are supplied to the motor M via an electronic control device E1 attached to the motor M, and the motor M is controlled based on the power and drive control signals supplied via the electronic control device E1. Drive controlled.
- the motor housing 10 is formed into a generally cylindrical shape from a metal material with relatively excellent heat dissipation properties, such as an aluminum alloy material, and has an accommodation space therein whose cross section extending along the axial direction is approximately circular. Further, the motor housing 10 is provided with an ECU connecting portion 101 having a diameter reduced in a step shape toward the first end side Z1 at the end facing the electronic control device E1. A first housing 21 of an ECU housing 20, which will be described later, is fitted into and fixed to the ECU connection portion 101.
- a stator is formed by winding phase windings, and is rotatably housed on the inner circumference of the stator through a predetermined gap, and has a plurality of permanent magnets on the outer circumference so that the magnetic poles change alternately in the circumferential direction.
- a cylindrical rotor provided in the cylindrical rotor.
- the motor rotating shaft 11 has one end (first end side Z1) in the axial direction connected to a steering shaft, a rack shaft, etc. of the power steering device (not shown) via a deceleration mechanism (for example, a worm gear) not shown. be done.
- a well-known sensor magnet MG is attached to the other end side (second end side Z2) of the motor rotation shaft 11, and the rotational position ( rotation angle).
- the electronic control device E1 is formed into a generally cylindrical shape having an outer diameter that is approximately the same as the motor M, and is connected to the second end side Z2 of the motor M. Specifically, the electronic control device E1 is housed in an ECU housing 20 as a casing attached to the end of the second end side Z2 of the motor housing 10, and a housing space S formed within the ECU housing 20.
- a connector module 4 is connected to the circuit module 3 and supplies power to a power conversion circuit (not shown), which will be described later.
- a mode is illustrated in which a power conversion circuit not shown and a control circuit not shown in the drawings are provided on a single circuit board 30 in a single circuit module 3, but the power conversion circuit is It may be formed on a power conversion circuit board (not shown) provided separately (independently) from the control board on which the control circuit (not shown) is formed.
- the ECU housing 20 is fitted with a first housing 21 which is a mounting base that is fitted and fixed to the end of the second end side Z2 of the motor housing 10, and is fitted into the second end side Z2 of the first housing 21. and a second housing 22, which is a cover that is attached as a cover.
- the first housing 21 is formed of a metal material and has a generally disc shape, and functions as a mounting base for the circuit board 30 and as a heat sink that dissipates heat generated by electronic components mounted on the circuit board 30.
- an annular first sealing member S1 such as an O-ring is interposed between the first housing 21 and the second housing 22, and the first sealing member S1 seals the outer peripheral surface of the first housing 21 and the second housing. 22 is liquid-tightly sealed.
- the second housing 22 is made of a metal material or a synthetic resin material, and is open at one end (first end side Z1) in the axial direction and closed at the other end (second end side Z2). It is formed into a cylindrical shape. Specifically, the second housing 22 includes an opening 23 that opens to the first end side Z1, a bottom wall 24 that closes the second end side Z2, and a wall that rises approximately perpendicularly from the outer peripheral edge of the bottom wall 24. It has a cylindrical side wall 25 extending toward the first end side Z1.
- the bottom wall 24 of the second housing 22 is penetrated by a first connector port 421 and a second connector port 422, which will be described later, of the connector module 4, so that the first connector port 421 and the second connector port 422 are exposed to the outside.
- the connector insertion hole 26 is opened.
- annular second sealing member S2 such as an O-ring, is interposed in an area on the outer peripheral side of the connector insertion hole 26. That is, the second seal member S2 prevents foreign matter from entering the second housing 22 from the outside of the second housing 22 through the connector insertion hole 26.
- the circuit module 3 is composed of a circuit board 30 that is a single multilayer printed circuit board having a generally disk shape, and has a power conversion circuit (not shown), for example, on a first surface B1 of the circuit board 30 facing the connector module 4.
- An inverter circuit is configured, and various electronic components such as a plurality of switching elements 31 configuring the inverter circuit and a pre-driver 32 as a drive circuit component that drives and controls the switching elements 31 can drive the motor M.
- a drive system is implemented for each of the three-phase windings of the motor M.
- a motor control circuit (not shown) is configured, and the microcomputer (hereinafter abbreviated as "microcomputer") controls the drive of the motor M. ) 33, a power relay 34 for supplying power, a signal relay 35 for inputting external signals, a rotation angle sensor 36 for detecting the rotation angle of the motor rotation shaft 11, and the like are mounted.
- the motor control circuit (not shown) formed on the second surface B2 of the circuit board 30 includes a U-phase connection terminal that is a U-phase, V-phase, and W-phase connection terminal (winding terminal) connected to the motor M. 12u, a V-phase connection terminal 12v, and a W-phase connection terminal 12w are connected.
- the connector module 4 includes a generally disk-shaped connector base 41 housed inside the second housing 22 , and a first side surface 411 (second end side) of the connector base 41 facing the bottom wall 24 of the second housing 22 . It has a first connector port 421 and a second connector port 422, which are a plurality of connector ports protruding from the end surface of Z2.
- the connector base 41, the first connector port 421, and the second connector port 422 are integrally formed of a synthetic resin material.
- the connector base 41 has a part of the power line 61, the CAN communication line 62, and the sensor signal line 63 exposed to the outside of the second housing 22 through the first connector port 421 and the second connector port 422 buried therein. These are introduced into the accommodation space S within the ECU housing 20.
- the connector base 41 is fixed to the first housing 21 together with the circuit board 30 by co-tightening, for example, via a not-illustrated fastening member such as a screw.
- a plurality of switching elements 51, a plurality of noise filter coils 52, a plurality of noise filter capacitors 53, and a plurality of smoothing capacitors 54 are provided on the second side surface 412 of the connector base 41 facing the circuit board 30, a plurality of switching elements 51, a plurality of noise filter coils 52, a plurality of noise filter capacitors 53, and a plurality of smoothing capacitors 54 are provided. Placed. Although not shown, the smoothing capacitor 54 may be held by a well-known capacitor holder.
- the first connector port 421 and the second connector port 422 are exposed to the outside of the second housing 22 and are used for connection to a power source and various communication lines (not shown).
- the first connector port 421 has a rectangular tube shape with a relatively large opening, and connects the flat power terminal 611 of the power line 61 connected to the circuit board 30 and the CAN communication terminal of the CAN communication line 62. 621 is inserted.
- the second connector port 422 has a rectangular tube shape with a relatively small opening, and various sensor signal lines 63 such as a steering angle sensor and a torque sensor (not shown) are inserted therethrough.
- the power supply line 61 is constituted by a pair of metal bus bars, and includes a P-side bus bar 61p and an N-side bus bar 61n.
- the P-side bus bar 61p and the N-side bus bar 61n have a relatively wide P-side first plane part 61p1 and an N-side first plane part 61n1, and a relatively narrow P-side second plane part 61p2 and an N-side first plane part 61p2, respectively. It has a flat shape with two plane parts 61n2 and is arranged parallel to each other.
- the P-side bus bar 61p and the N-side bus bar 61n are mainly composed of three parts by bending the middle part, and include a P-side connector connection terminal 611p, an N-side connector connection terminal 611n, a P-side buried part 612p, and an N-side It has a buried part 612n, a P-side board connection part 613p, and an N-side board connection part 613n.
- the P-side connector connection terminal 611p and the N-side connector connection terminal 611n extend linearly on the first side surface 411 side of the connector base 41 in a direction orthogonal to the connector base 41, and are exposed to the outside from the first connector opening 421. do.
- the P-side buried portion 612p and the N-side buried portion 612n are bent approximately at right angles to the P-side connector connection terminal 611p and the N-side connector connection terminal 611n, and extend inside the connector base 41 in a straight line parallel to the connector base 41. It extends and is embedded inside the connector base 41 .
- the P-side board connecting portion 613p and the N-side board connecting portion 613n are bent approximately at right angles to the P-side buried portion 612p and the N-side buried portion 612n, and are bent orthogonally to the connector base 41 from the second side surface 412 side of the connector base 41. It extends linearly in the direction shown in FIG. 3 and is connected to the circuit board 30.
- the P-side bus bar 61p and the N-side bus bar 61n have relatively wide planar portions, that is, the P-side first planar portion 61p1 and the N-side first planar portion 61n1 are configured to face each other.
- the planar portions having relatively narrow widths that is, the P-side second planar portion 61p2 and the N-side second planar portion 61n2 are configured to face each other. There is.
- the first region Q1 where the P-side first plane portion 61p1 and the N-side first plane portion 61n1 face each other is the P-side second plane portion 61p2.
- the N-side second plane portion 61n2 is longer than the opposing second region Q2.
- FIG. 2 shows an enlarged view of the main parts of FIG. 1, showing the vicinity of the P-side board connection part 613p and the N-side board connection part 613n in FIG. 1.
- FIG. 3 shows another example of an enlarged view of the main part of FIG. 1 shown in FIG.
- a smoothing capacitor 54 is arranged on the second side surface 412 of the connector base 41, and a switching element is arranged on the first surface B1 of the circuit board 30. 31 are arranged close to each other and facing each other. Further, in a region adjacent to the smoothing capacitor 54 and the switching element 31, the P-side substrate connection portion 613p and the N-side substrate connection portion 613n are arranged close to each other and facing each other.
- the smoothing capacitor 54 disposed on the connector base 41 and the switching element 31 disposed on the circuit board 30 are disposed with as narrow a distance as possible from each other, and the P-side board connection portion 613p and the N-side board connection portion 613n are arranged in close proximity to the smoothing capacitor 54 and the switching element 31 with the interval between them as narrow as possible.
- the distance between the smoothing capacitor 54 and the switching element 31 is shortened as much as possible by shortening the wiring length X of the P-side board connection part 613p and the N-side board connection part 613n as much as possible. has been done. Thereby, the switching time of each switching element 31 is shortened, and it is possible to reduce the heat generated due to switching of each switching element 31.
- the smoothing capacitor 54 is placed vertically (the longitudinal direction is aligned with the rotation axis of the motor M), as shown in FIG.
- the smoothing capacitor 54 may be arranged horizontally (with the longitudinal direction perpendicular to the rotational axis Z of the motor M, that is, parallel to the connector base 41) as shown in FIG. .
- the distance between the connector base 41 and the circuit board 30 can be further narrowed, and the wiring length X of the P-side board connection part 613p and the N-side board connection part 613n can be further reduced. It has the advantage of being shortened.
- FIG. 4 is a sectional view taken along the line AA in FIG.
- the connector module 4 has a plurality of noises (a pair) on the second side surface 412 of the connector base 41 in an area to the left of the rotation axis Z of the motor M (motor rotation shaft 11) in FIG.
- Filter coils 52m, 52s and a plurality (pair) of noise filter capacitors 53m, 53s are mounted.
- a plurality of (four in this embodiment) switching elements 51m, 51s are located on the right side of the rotational axis Z of the motor M (motor rotational shaft 11) in FIG. It is located. Further, on the second side surface 412 of the connector base 41 , a plurality of (four in this embodiment) smoothing capacitors 54m, 54s are arranged on the outside of the switching element 51, and more than the smoothing capacitors 54m, 54s.
- a plurality of P-side bus bar insertion holes 45p into which the P-side board connection portions 613p are inserted, and a pair of N-side bus bar insertion holes 45n into which the N-side board connection portions 613n are inserted are arranged on the outside.
- the P side bus bar insertion hole 45p and the N side bus bar insertion hole 45n are arranged to face each other along the radial direction of the second side surface 412 of the connector base 41, and are arranged close to the smoothing capacitor 54. ing.
- the P-side bus bar insertion hole 45p and the N-side bus bar insertion hole 45n are connected to the wide P-side first plane part 61p1 of the P-side board connection part 613p and the wide N-side first plane part of the N-side board connection part 613n.
- the portions 61n1 are arranged to face each other, and the P-side first plane portion 61p1 and the N-side first plane portion 61n1 are arranged close to each other.
- the P-side bus bar insertion hole 45p and the N-side bus bar insertion hole 45n are connected to the P-side first plane portion 61p1 and N, which are relatively wide among the P-side board connection portion 613p and the N-side board connection portion 613n. From the width W1 of the side first plane part 61n1, or the width W2 of the P side second plane part 61p2 and the N side second plane part 61n2, which are relatively narrow among the P side board connection part 613p and the N side board connection part 613n. are also arranged close to each other with a small interval.
- FIG. 5 is a cross-sectional view taken along the line BB in FIG. 1, and shows a cross-sectional view of the electronic control device E1 viewed from the first surface B1 side of the circuit board 30.
- a plurality (pair) of predrivers 32m, 32s are provided in an area to the left of the rotation axis Z of the motor M (motor rotation shaft 11) in FIG. are arranged along the radial direction.
- the circuit board 30 has a plurality of CAN communication line insertion holes 391, into which the plurality of CAN communication lines 62 are inserted, and a plurality of CAN communication line insertion holes 391, into which the plurality of sensor signal lines 63 are inserted, on the outside of the pair of pre-drivers 52m and 52s.
- a sensor signal line insertion hole 392 penetrates along the axial direction.
- an inverter circuit for controlling the drive of the three-phase motor M is configured in an area on the right side of the rotation axis Z of the motor M (motor rotation shaft 11) in FIG.
- the first switching elements 31u1, 31v1, 31w1 and the second switching elements 31u2, 31v2, 31w2 that form a pair are such that the first switching elements 31u1, 31v1, 31w1 are on the inside, and the second switching elements 31u2, 31v2, The switching elements related to each phase are arranged to face each other so that 31w2 is on the outside.
- FIG. 6 is a cross-sectional view taken along the line CC in FIG. 1, and shows a cross-sectional view of the electronic control device E1 viewed from the second surface B2 side of the circuit board 30.
- a plurality of microcomputers 33m and 33s are installed in an area to the left of the rotation axis Z of the motor M (motor rotation shaft 11) in FIG. , are arranged vertically symmetrically across the rotation axis Z of the motor M (motor rotation shaft 11). Further, in the center of the second surface B2 of the circuit board 30, there is a rotation angle sensor RE that detects the rotational phase and rotation speed of the motor rotation shaft 11 in cooperation with the sensor magnet MG provided on the motor rotation shaft 11. It is located.
- a power relay 34 and a signal relay 35 are arranged adjacent to each other along the radial direction in a region on the right side of the rotation axis Z of the motor M (motor rotation shaft 11) in FIG. 6 on the second surface B2 of the circuit board 30. has been done.
- This empty space BS is used to cool the inverter circuit (not shown) formed on the second surface B2 of the circuit board 30 by bringing the inverter circuit (not shown) into contact with the first housing 21 that functions as a heat sink. It can also be used as a mounting space for other electronic components (not shown).
- the problems of the conventional electronic control device can be solved by achieving the following effects.
- the electronic control device E1 is an electronic control device having a power conversion system that converts power from a power source into driving power for driving a rotating electric machine (motor M in this embodiment), and includes a power conversion system that configures the power conversion system.
- a power conversion circuit module or a power conversion circuit board in this embodiment, the circuit board 30) in which a circuit is formed, and a casing (in this embodiment, the ECU housing 20) having an accommodation space S therein and accommodating the circuit board 30. ), a connector base 41 accommodated in the accommodation space S together with the circuit board 30, and a connector port (in this embodiment, a first connector port) that is formed protruding from the first side surface 411 of the connector base 41 and faces the outside of the ECU housing 20.
- a capacitor in this embodiment, noise filter capacitors 53m, 53s and smoothing capacitors 54m, 54s is used for power smoothing or noise removal of the power supply line 61 connected from the first connector port 421 (in this embodiment, the first connector port 421 corresponds to the power conversion circuit) to the power conversion circuit. applicable) and.
- the noise filter capacitors 53m, 53s and the smoothing capacitors 54m, 54s which are capacitors occupying a relatively large mounting area, are mounted not on the circuit board 30 but on the second side surface 412 of the connector base 41. It is located in This makes it possible to reduce the mounting area of the circuit board 30 by the noise filter capacitors 53m, 53s and the smoothing capacitors 54m, 54s arranged on the connector base 41, thereby reducing the size of the electronic control device E1. be able to.
- the power supply line 61 is constituted by a conductive bus bar (in this embodiment, the P-side bus bar 61p and the N-side bus bar 61n correspond to the P-side bus bar 61p and the N-side bus bar 61n). It is provided so that it passes through the inside of the connector module 4 from the connector port (corresponding to the first connector port 421 in this embodiment) and faces the accommodation space S of the ECU housing 20 from the second side surface 412 of the connector base 41, and is connected to the circuit board 30.
- the second side surface 412 of the connector module 4 has capacitors (noise filter capacitors 53m, 53s and smoothing capacitors 54m, 54s in this embodiment) as well as other electronic components (in this embodiment, switching elements 51m, 51s and noise filter coils 52m, 52s) are mounted on the second side surface 412 of the connector module 4. (In this embodiment, the smoothing capacitors 54m and 54s correspond to this) are arranged closer to each other than the other electronic components.
- the smoothing capacitors 54m, 54s are closer to the P-side bus bar 61p and the N-side bus bar 61n than the switching elements 51m, 51s and the noise filter coils 52m, 52s, which are other electronic components. It is arranged as follows. As a result, the inductance L between the P-side bus bar 61p and the N-side bus bar 61n is reduced, the mounting area of the smoothing capacitors 54m and 54s on the second side surface 412 of the connector base 41 can be reduced, and the electronic control device E1 For further downsizing.
- the power supply line 61 is constituted by a conductive bus bar (in this embodiment, a P-side bus bar 61p and an N-side bus bar 61n), and the P-side bus bar 61p and the N-side bus bar 61n are connected to a connector port. It is provided so as to pass through the inside of the connector module 4 from the first connector port 421 (in this embodiment) and face the accommodation space S of the ECU housing 20 from the second side surface 412 of the connector base 41, and is connected to the circuit board 30.
- the power conversion circuit has a plurality of switching elements
- the circuit board 30 has a plurality of switching elements (in this embodiment, first switching elements 31u1, 31v1, 31w1 and second switching elements 31u2, 31v2, 31w2 correspond).
- other electronic components in this embodiment, a plurality of pre-drivers 32m and 32s
- the P-side bus bar 61p and the N-side bus bar 61n facing the accommodation space S are mounted.
- At least one of the first switching elements 31u1, 31v1, 31w1 and the second switching elements 31u2, 31v2, 31w2 is connected to the exposed wiring part (in this embodiment, the P-side board connection part 613p and the N-side board connection part 613n correspond). are arranged closer to each other than the other electronic components.
- At least one of the first switching elements 31u1, 31v1, 31w1 and the second switching elements 31u2, 31v2, 31w2 is connected to other electronic components with respect to the P-side bus bar 61p and the N-side bus bar 61n.
- the predrivers 32m and 32s are arranged closer to each other than the predrivers 32m and 32s. Thereby, it becomes possible to shorten the wiring length X between the first switching elements 31u1, 31v1, 31w1 and the second switching elements 31u2, 31v2, 31w2 and the smoothing capacitors 54m, 54s, and the P-side bus bar 61p and N
- the inductance L between the side bus bars 61n can be reduced.
- the switching time of the first switching elements 31u1, 31v1, 31w1 and the second switching elements 31u2, 31v2, 31w2 can be shortened. This reduces heat generation in the first switching elements 31u1, 31v1, 31w1 and the second switching elements 31u2, 31v2, 31w2, and cools the first switching elements 31u1, 31v1, 31w1 and the second switching elements 31u2, 31v2, 31w2.
- the cooling structure can be simplified. In this way, by reducing the inductance L of the P-side bus bar 61p and the N-side bus bar 61n and shortening the switching time, the electronic control device E1 can be further miniaturized.
- the power supply line 61 has a P-side bus bar 61p and an N-side bus bar 61n, and the P-side bus bar 61p and the N-side bus bar 61n have an exposed wiring portion facing the accommodation space S (in this embodiment
- the P-side board connecting portion 613p and the N-side board connecting portion 613n are arranged to face each other.
- the P-side bus bar 61p and the N-side bus bar 61n are arranged to face each other. Thereby, it is possible to shorten the distance d between the P-side bus bar 61p and the N-side bus bar 61n, and it is possible to reduce the inductance L between the P-side bus bar 61p and the N-side bus bar 61n. As a result, the smoothing capacitors 54m and 54s can be downsized, and the electronic control device E1 can be downsized more effectively.
- the P-side bus bar 61p and the N-side bus bar 61n are wiring formed in a wide flat plate shape, and the wide side surfaces (in this embodiment, the P-side first flat portion 61p1 and the N-side (corresponding to the first plane portion 61n1) are arranged to face each other.
- the P-side bus bar 61p and the N-side bus bar 61n are constituted by wiring formed in a wide flat plate shape, and the P-side first plane portion 61p1, which is the wide side surface, and the N-side first The flat portions 61n1 are arranged to face each other. This reduces the inductance L between the P-side bus bar 61p and the N-side bus bar 61n, allowing the smoothing capacitors 54m and 54s to be made smaller. As a result, the electronic control device E1 can be more effectively miniaturized.
- the P-side bus bar 61p and the N-side bus bar 61n have the width direction dimensions of the P-side bus bar 61p and the N-side bus bar 61n (in this embodiment, the P-side first plane portion 61p1 and the N-side first plane portion 61n1) or the thickness dimension (in this embodiment, the width W2 of the P-side second plane part 61p2 and the N-side second plane part 61n2 corresponds).
- the P-side bus bar 61p and the N-side bus bar 61n are connected to each other by the width W1 of the P-side first plane part 61p1 and the N-side first plane part 61n1, or the width W1 of the P-side first plane part 61p2 and the N-side first plane part 61p2 and They face each other at a distance closer than the width W2 of the second side flat portion 61n2.
- the inductance L between the P-side bus bar 61p and the N-side bus bar 61n is effectively reduced, and the smoothing capacitors 54m and 54s can be further miniaturized.
- the electronic control device E1 can be further effectively downsized.
- the P-side bus bar 61p and the N-side bus bar 61n are arranged in sections where the wide side surfaces face each other (in the present embodiment, the P-side first plane part 61p1 and the N-side first plane part 61n1 face each other).
- the distance X1 of the first region Q1 (which corresponds to It's also long.
- the distance X1 of the first region Q1 where the P-side first plane part 61p1 and the N-side first plane part 61n1 face each other is such that the distance between the P-side second plane part 61p2 and the N-side second plane part 61n1 is 61n2 is configured to be longer than the distance X2 of the opposing second region Q2.
- the P-side second plane part 61p2 To reduce the inductance L between the P-side bus bar 61p and the N-side bus bar 61n, compared to the case where the distance X2 of the second region Q2 where the N-side second plane portion 61n2 faces is set to be relatively long. Can be done.
- [Second embodiment] 7 to 10 show a second embodiment of the electronic control device according to the present invention, and the configuration of the power line 61 of the electronic control device E1 according to the first embodiment, that is, the P-side bus bar 61p and the N-side bus bar 61n.
- This is a modified version of .
- the basic configuration other than such changes is the same as that of the first embodiment, so the same reference numerals are given to the same configurations as those of the first embodiment, and the explanation thereof will be omitted. .
- FIG. 7 shows an electronic control device E2 according to a second embodiment of the present invention, in which a motor unit MU formed by integrally configuring the electronic control device E2 and a motor M is arranged along the rotational axis Z direction of the motor M.
- a vertical cross-sectional view of the motor unit MU is shown.
- FIG. 8 is a cross-sectional view taken along line DD in FIG. 7, and shows a cross-sectional view of the electronic control device E2 viewed from the second side surface 412 side of the connector base 41.
- FIG. 9 is a cross-sectional view taken along the line EE in FIG. 7, and shows a cross-sectional view of the electronic control device E2 viewed from the first surface B1 side of the circuit board 30.
- FIG. 10 is a cross-sectional view taken along the line FF in FIG. 7, and shows a cross-sectional view of the electronic control device E2 viewed from the second surface B2 side of the circuit board 30.
- the P-side bus bar 61p has a plurality of P-side branch portions 613px at the P-side board connection portion 613p, and N
- the side bus bar 61n has a plurality of N-side branch parts 613nx at the N-side board connection part 613n.
- the P side branch part 613px and the N side branch part 613nx have relatively wide plane parts, that is, the P side first plane part 61p1 and the N side first plane part. 61n1 are arranged to face each other.
- the P-side bus bar insertion holes 45p into which the P-side branch portions 613px of the P-side board connection portion 613p are inserted, and N A plurality of N-side bus bar insertion holes 45n are arranged, through which the N-side branch portion 613nx of the side board connection portion 613n is inserted.
- the P-side bus bar insertion holes 45p and the N-side bus bar insertion holes 45n are provided in alternating pairs along the outer peripheral edge of the circuit board 30.
- the P-side branch portion 613px and the N-side branch portion 613nx which are branched into a plurality, are divided into a group of P-side branch portions 613px and a group of N-side branch portions 613nx, respectively, for each P-side branch portion 613px.
- N-side branch portions 613nx are not arranged together, but are arranged alternately so that a pair of P-side branch portions 613px and N-side branch portions 613nx are adjacent to each other.
- portion 613nx is the relatively wide P-side first plane portion 61p1 and N-side of the P-side board connection portion 613p (P-side branch portion 613px) and the N-side board connection portion 613n (N-side branch portion 613nx).
- the P-side second plane part is relatively narrower than the width W1 of the first plane part 61n1, or the P-side board connection part 613p (P-side branch part 613px) and the N-side board connection part 613n (N-side branch part 613nx). 61p2 and the N-side second plane portion 61n2 are arranged close to each other with an interval smaller than the width W2.
- the first switching elements 31u1, 31v1, 31w1 are arranged such that the first switching elements 31u1, 31v1, 31w1 are on the inside and the second switching elements 31u2, 31v2, 31w2 are on the outside. and second switching elements 31u2, 31v2, and 31w2 are arranged in a so-called staggered pattern. Further, on the outside of each of the second switching elements 31u2, 31v2, 31w2, there is a U-phase connection terminal 12u and a V-phase connection terminal, which are connection terminals (winding terminals) of the U phase, V phase, and W phase connected to the motor M, respectively.
- a U-phase terminal insertion hole 37u, a V-phase terminal insertion hole 37v, and a W-phase terminal insertion hole 37w, through which the 12v and W-phase connection terminals 12w are inserted, are each formed in a penetrating state.
- the outer periphery is lower than the first switching elements 31u1, 31v1, 31w1 and the second switching elements 31u2, 31v2, 31w2 with respect to the rotational axis Z of the motor M (motor rotational shaft 11).
- a plurality of P-side bus bar insertion holes through which the P-side branch portion 613px and the N-side branch portion 613nx are inserted are provided at positions corresponding to the P-side bus bar insertion hole 45p and the N-side bus bar insertion hole 45n in the connector base 41.
- a pair of N-side bus bar insertion holes 38p and 38n of N-side bus bar insertion holes are formed along the outer peripheral edge of the circuit board 30 in a penetrating state.
- the P-side branch portion 613px and the N-side branch portion 613nx which are branched into a plurality, are divided into a group of P-side branch portions 613px and a group of N-side branch portions 613nx, respectively, for each P-side branch portion 613px.
- N-side branch portions 613nx are not arranged together, but are arranged alternately so that the pair of P-side branch portions 613px and N-side branch portions 613nx are adjacent to each other.
- the power supply line 61 has a P-side bus bar 61p and an N-side bus bar 61n, and the P-side bus bar 61p has an exposed wiring portion facing the accommodation space S (in this embodiment, the The N-side bus bar 61n has a plurality of P-side branch parts (613px) in the side board connection part 613p (corresponding to the side board connection part 613p), and the N-side bus bar 61n has an exposed wiring part facing the accommodation space S (in this embodiment, the N-side board connection part 613n is (corresponding) has an N-side branch part 613nx branched into a plurality of parts, and the P-side branch part 613px and the N-side branch part 613nx are arranged alternately.
- the P-side bus bar 61p and the N-side bus bar 61n are provided with a P-side branch part 613px and an N-side branch part 613nx which branch into a plurality of parts, respectively, and the P-side branch part 613px and the N-side branch part 613px and the N-side The branch portions 613nx are arranged alternately.
- the opposing area of the P-side bus bar 61p and the N-side bus bar 61n increases, and the inductance L between the P-side bus bar 61p and the N-side bus bar 61n can be reduced.
- the smoothing capacitors 54m and 54s can be downsized, and the electronic control device E1 can be downsized more effectively.
- the P-side board connecting portion 613p and the N-side board connecting portion 613n are branched into eight P-side branching portions 613px and eight N-side branching portions 613nx, respectively, and the eight P-side branching portions 613px and N-side
- the side branch portions 613nx are arranged in an arc shape along the outer periphery of the connector base 41 and the circuit board 30, respectively.
- the aspect of the P side branch part 613px and the N side branch part 613nx is not limited to the above-mentioned eight branch aspects or the arc-shaped arrangement along the outer periphery. As shown, any number of branches and any arrangement may be adopted depending on the specifications of the electronic control device E2.
- FIG. 11 shows a first modification of the second embodiment of the present invention, and shows a cross-sectional view of the electronic control device E21 corresponding to the cross section taken along the line EE in FIG.
- the P-side branch portion 613px and the N-side branch portion 613nx may be linearly arranged in the center of the circuit board 30 along the radial direction.
- FIG. 12 shows a second modification of the second embodiment of the present invention, and shows a cross-sectional view of the electronic control device E22 corresponding to the cross section taken along line EE in FIG.
- the P-side board connection section 613p and the N-side board connection section 613n are composed of, for example, two P-side branch sections 613px and an N-side branch section, which are fewer than the eight branching modes according to the second embodiment. 613nx. Further, in this case, the P-side branch portion 613px and the N-side branch portion 613nx are arranged as a pair so as to face each other, and the P-side branch portion 613px and the N-side branch portion 613nx They may be arranged in a so-called V-shape along the .
- the present invention is not limited to the configurations and aspects exemplified in the above-described embodiments, etc., and may be applied to specifications and aspects of an electronic control device to which the present invention is applied, as long as the above-described effects of the present invention can be achieved. It can be freely changed depending on cost etc.
- a capacitor that requires a relatively large mounting area compared to other electronic components only needs to be placed on the connector module side, and other electronic components can be arbitrarily placed on the connector module or circuit board. can be placed.
- the shapes of the P-side bus bar 61p and the N-side bus bar 61n that constitute the power supply line 61 can be arbitrarily changed depending on the power conversion circuit configured on the circuit board.
- the inverter circuit which is the power conversion circuit, is formed on the power conversion circuit board (circuit board 30), but the inverter circuit includes other functional elements together with the power conversion functional elements. It may also be formed into a so-called power conversion circuit module that is packaged with the power conversion circuit.
- the electronic control device is constituted by a conductive bus bar
- the bus bar is provided so as to pass through the inside of the connector module from the connector port and face the accommodation space of the housing from the second side surface of the connector base, and is connected to the power conversion circuit module
- the power conversion circuit module is an electronic component packaged including a power conversion functional element and other functional elements, On the second side surface of the connector module, the power conversion functional element in the package is arranged closer to the exposed wiring part of the bus bar facing the accommodation space than the other functional elements.
- An electronic control device characterized by: (b) The electronic control device according to claim 1,
- the power conversion system includes the power conversion circuit module, a control board on which a microcomputer that controls the power conversion circuit module or a drive circuit component that outputs a drive signal to the power conversion circuit module is mounted;
- the power line is constituted by a conductive bus bar,
- the bus bar is provided so as to pass through the inside of the connector module from the connector port and face the housing space of the housing from the second side surface of the connector base, and is connected to the power conversion circuit module and the control board.
- the power conversion circuit module is arranged closer to the exposed wiring portion of the bus bar facing the accommodation space than the electronic components mounted on the control board.
- An electronic control device characterized by: (c) The electronic control device according to claim 1, On the second side surface of the connector module, together with the capacitor for power smoothing, a capacitor and coil components for noise removal are mounted, forming a noise filter circuit.
- An electronic control device characterized by: (d) The electronic control device according to claim 1,
- the rotating electric machine has at least a plurality of windings,
- the power conversion circuit system is a power conversion system that supplies driving power for each winding,
- the connector port, the capacitor, and the power conversion circuit are configured as a power supply system for each winding,
- the rotating electrical machine can be driven by at least one power supply system by energizing the corresponding winding.
- An electronic control device characterized by: (e) The electronic control device according to claim 1,
- the power supply line is constituted by a conductive bus bar made of aluminum, and a first end of the bus bar is located inside the connector opening; an intermediate portion of the bus bar passes through the interior of the connector module; The second end of the bus bar faces the housing space of the housing from the second side surface of the connector base, and is located in the housing space.
- An electronic control device characterized by: (f) The electronic control device according to claim 1,
- the rotating electric machine has at least a plurality of windings
- the power conversion circuit system is a power conversion system that supplies driving power for each winding
- the connector port, the capacitor, and the power conversion circuit are configured as a power supply system for each winding
- the power conversion circuit is formed on the power conversion circuit board
- the power conversion circuit board is a board on which a control circuit component including a microcomputer and a drive circuit component that outputs a drive support signal based on the arithmetic processing result of the microcomputer to the power conversion circuit,
- the power conversion circuit component, the control circuit component, and the drive circuit component of the power conversion circuit are provided for each winding on the board as a drive system capable of driving the rotating electrical machine for each winding, At least the power conversion component, the microcomputer, and some of the drive circuit components are arranged symmetrically on the substrate between the drive systems in terms of geometric structure;
- An electronic control device characterized by: (g)
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Abstract
本発明に係る電子制御装置(E1)は、その一態様として、実装面積の占有率が比較的大きいコンデンサである、例えばノイズフィルタコンデンサ(53m)(53s)及び平滑用コンデンサ(54m)(54s)が、回路基板(30)ではなく、コネクタ基部(41)の第2側面(412)に配置されている。これにより、コネクタ基部(41)に配置されたノイズフィルタコンデンサ(53m)(53s)及び平滑用コンデンサ(54m)(54s)の分だけ、回路基板(30)の実装面積を削減することが可能となり、電子制御装置(E1)の小型化を図ることができる。
Description
本発明は、電子制御装置に関する。
従来の電子制御装置の一例として、例えば以下の特許文献1に記載されたものが知られている。
概略を説明すれば、この電子制御装置は、いわゆる冗長系(二重系)を構成し、当該二重系のうち一方のパワーモジュールを構成する平滑コンデンサが、制御基板と重なるように配置されたバスバーホルダの外側面に配置されている。
しかしながら、前記従来の電子制御装置では、前記冗長系の構成に伴うコネクタ口が増加する一方、前記平滑コンデンサ等のいわゆるフィルタ部品の搭載によってコネクタの配置領域が減少してしまう。これにより、装置の小型化の弊害となってしまう点で、改善の余地を残していた。
そこで、本発明は、前記従来の電子制御装置の技術的課題に鑑みて案出されたものであり、装置の小型化を図ることができる電子制御装置を提供することを目的としている。
本発明は、その一態様として、コンデンサが、電力変換回路モジュール又は電力変換回路基板と向かい合う、コネクタ基部の第2側面に実装されている。
本発明によれば、電子制御装置の小型化を図ることができる。
以下、本発明に係る電子制御装置の実施形態について、図面に基づいて詳述する。なお、本実施形態においては、本発明に係る電子制御装置を、自動車の電動パワーステアリング装置であって、とりわけ冗長系(本実施形態では二重系)を有するパワーステアリング装置に搭載されるモータユニットに適用した例を示す。また、冗長系を構成する大概の電子部品については、符号の末尾に「m」、「s」を付して説明する。
[第1実施形態]
(電子制御装置の構成)
図1は、本発明の第1実施形態に係る電子制御装置E1を示しており、電子制御装置E1とモータMを一体に構成してなるモータユニットMUをモータMの回転軸線Z方向に沿って切断した、モータユニットMUの縦断面図を示している。なお、図1の説明では、便宜上、軸方向のうち、モータMが配置される側を「第1端部側Z1」、電子制御装置E1が配置される側を「第2端部側Z2」として説明する。
(電子制御装置の構成)
図1は、本発明の第1実施形態に係る電子制御装置E1を示しており、電子制御装置E1とモータMを一体に構成してなるモータユニットMUをモータMの回転軸線Z方向に沿って切断した、モータユニットMUの縦断面図を示している。なお、図1の説明では、便宜上、軸方向のうち、モータMが配置される側を「第1端部側Z1」、電子制御装置E1が配置される側を「第2端部側Z2」として説明する。
例えば図1に示すように、本実施形態に係る電子制御装置E1は、制御対象であるモータMの第2端部側Z2に直列に配置されていて、いわゆる機電一体として、モータMと一体に構成されている。そして、この電子制御装置E1とモータMとからなるモータユニットMUは、図示外のパワーステアリング装置に搭載されることにより、図示外のステアリングホイールから入力される入力トルクに応じたアシストトルクを生成し、運転者の操舵操作をアシストする。
モータMは、例えば三相交流型ブラシレスモータであって、概ね円筒状に形成されたモータハウジング10と、モータハウジング10の内部に収容された図示外のモータ要素と、当該モータ要素によって回転駆動されるモータ回転軸11と、を備える。モータMには、当該モータMに付設される電子制御装置E1を介して電源及び駆動制御信号が供給され、当該電子制御装置E1を介して供給される電源及び駆動制御信号に基づいてモータMが駆動制御される。
モータハウジング10は、比較的放熱性に優れた金属材料、例えばアルミニウム合金材料によって概ね円筒状に形成されており、内部に、軸方向に沿って延びる断面がほぼ円形状となる収容空間を有する。また、モータハウジング10は、電子制御装置E1と対向する端部に、第1端部側Z1に向かって段差状に縮径形成されたECU接続部101が設けられている。ECU接続部101には、後述するECUハウジング20の第1ハウジング21が嵌合することにより固定される。
なお、モータハウジング10に収容される前記図示外のモータ要素は、周知の構成であることから具体的な図示は省略するが、鉄心(ティース)にコイル(U相、V相、W相の三相巻線)が巻回されてなるステータと、このステータの内周側に所定の隙間を介して回転可能に収容され、外周側に複数の永久磁石を周方向において交互に磁極が変化するように設けられた円筒状のロータと、を有する。
モータ回転軸11は、軸方向の一端側(第1端部側Z1)が、図示外の減速機構(例えばウォームギヤ)を介して、前記図示外のパワーステアリング装置の操舵軸やラック軸等に接続される。一方、モータ回転軸11の他端側(第2端部側Z2)の端部には、周知のセンサマグネットMGが取り付けられていて、このセンサマグネットMGを介してモータ回転軸11の回転位置(回転角)を検出する。
電子制御装置E1は、モータMとほぼ同径の外径を有する概ね円筒状に形成されていて、モータMの第2端部側Z2に接続される。具体的には、電子制御装置E1は、モータハウジング10の第2端部側Z2の端部に取り付けられる筐体としてのECUハウジング20と、ECUハウジング20内に形成される収容空間Sに収容される回路モジュール3と、回路モジュール3に接続され、後述する電力変換回路(図示外)に電源を供給するコネクタモジュール4と、を有する。
なお、本実施形態では、単一の回路モジュール3において図示外の電力変換回路と図示外の制御回路とが単一の回路基板30に設けられた態様を例示するが、当該電力変換回路は、前記図示外の制御回路が形成された制御基板とは分離して(独立して)設けられた図示外の電力変換回路基板に形成されていてもよい。
ECUハウジング20は、モータハウジング10の第2端部側Z2の端部に嵌合して固定される取付基体である第1ハウジング21と、第1ハウジング21の第2端部側Z2に嵌合して取り付けられるカバーである第2ハウジング22と、を有する。
第1ハウジング21は、金属材料によって概ね円盤状に形成され、回路基板30の取付ベースとして機能すると共に、回路基板30に実装される電子部品が発生する熱を放散するヒートシンクとして機能する。なお、第1ハウジング21と第2ハウジング22の間には、例えばOリングなど円環状の第1シール部材S1が介在し、当該第1シール部材S1によって第1ハウジング21の外周面と第2ハウジング22の内周面との間が液密にシールされている。
第2ハウジング22は、金属材料又は合成樹脂材料からなり、軸方向の一端側(第1端部側Z1)が開口し、かつ他端側(第2端部側Z2)が閉塞された有底円筒状に形成されている。具体的には、第2ハウジング22は、第1端部側Z1に開口する開口部23と、第2端部側Z2を閉塞する底壁24と、底壁24の外周縁から概ね垂直に立ち上がり第1端部側Z1へ延びる円筒状の側壁25を有する。また、第2ハウジング22の底壁24は、コネクタモジュール4の後述する第1コネクタ口421及び第2コネクタ口422が貫通して当該第1コネクタ口421及び第2コネクタ口422を外部へと臨ませるコネクタ挿通孔26が開口する。
なお、第2ハウジング22とコネクタモジュール4の後述するコネクタ基部41との間には、コネクタ挿通孔26の外周側の領域に、例えばOリングなど、環状の第2シール部材S2が介在する。すなわち、当該第2シール部材S2により、コネクタ挿通孔26を介して第2ハウジング22の外部から第2ハウジング22の内部に異物が侵入することが抑制されている。
回路モジュール3は、概ね円板状をなす単一の多層プリント基板である回路基板30からなり、回路基板30のコネクタモジュール4と対向する第1表面B1に、例えば前記図示外の電力変換回路であるインバータ回路が構成されていて、当該インバータ回路を構成する複数のスイッチング素子31や、スイッチング素子31を駆動制御する駆動回路部品としてのプリドライバ32など、種々の電子部品が、モータMを駆動可能な駆動系統としてモータMの前記三相巻線ごとに実装される。他方、回路基板30のモータMと対向する第2表面B2には、例えば前記図示外のモータ制御回路が構成されていて、モータMの駆動制御を司るマイクロコンピュータ(以下「マイコン」と略称する。)33が設けられると共に、電源の供給に供する電源リレー34や、外部信号の入力に供する信号リレー35、モータ回転軸11の回転角の検出に供する回転角センサ36などが実装される。また、回路基板30の第2表面B2に形成された前記図示外のモータ制御回路には、モータMに繋がるU相、V相、W相の接続端子(巻線端子)であるU相接続端子12u、V相接続端子12v及びW相接続端子12wが接続される。
コネクタモジュール4は、第2ハウジング22の内側に収容される概ね円板状のコネクタ基部41と、第2ハウジング22の底壁24と対向するコネクタ基部41の第1側面411(第2端部側Z2の端面)から突出する複数のコネクタ口である第1コネクタ口421及び第2コネクタ口422と、を有する。コネクタ基部41と、第1コネクタ口421及び第2コネクタ口422とは、合成樹脂材料によって一体に形成されている。
コネクタ基部41は、第1コネクタ口421及び第2コネクタ口422を介して第2ハウジング22の外部に露出した電源ライン61、CAN通信線62及びセンサ信号線63の一部を内部に埋設し、これらをECUハウジング20内の収容空間Sへ導入する。なお、コネクタ基部41は、例えばスクリュなどの図示外の締結部材を介して、回路基板30と共に第1ハウジング21に対して共締めにより固定される。また、コネクタ基部41の回路基板30と対向する第2側面412には、複数のスイッチング素子51と、複数のノイズフィルタコイル52と、複数のノイズフィルタコンデンサ53と、複数の平滑用コンデンサ54とが配置される。なお、図示は省略するが、平滑用コンデンサ54については、周知のコンデンサホルダによって保持される構成としてもよい。
第1コネクタ口421及び第2コネクタ口422は、第2ハウジング22の外部に露出し、図示外の電源や種々の通信線との接続に供する。具体的には、第1コネクタ口421は、比較的大きく開口する角筒状を呈し、回路基板30に接続される電源ライン61の偏平状の電源端子611と、CAN通信線62のCAN通信端子621とが挿通している。他方、第2コネクタ口422は、比較的小さく開口する角筒状を呈し、図示外の舵角センサやトルクセンサなどの種々のセンサ信号線63が挿通している。
ここで、電源ライン61は、金属製の一対のバスバーにより構成され、P側バスバー61pと、N側バスバー61nとを有する。P側バスバー61p及びN側バスバー61nは、それぞれ比較的幅の広いP側第1平面部61p1及びN側第1平面部61n1と、比較的幅の狭いP側第2平面部61p2及びN側第2平面部61n2と、を有する偏平状を呈し、互いに平行に配置される。そして、P側バスバー61p及びN側バスバー61nは、中間部が折れ曲がることによって主として3つのパートで構成され、P側コネクタ接続端子611p及びN側コネクタ接続端子611nと、P側埋設部612p及びN側埋設部612nと、P側基板接続部613p及びN側基板接続部613nと、を有する。
P側コネクタ接続端子611p及びN側コネクタ接続端子611nは、コネクタ基部41の第1側面411側にコネクタ基部41に対して直交する方向へ直線状に延びて、第1コネクタ口421から外部に露出する。P側埋設部612p及びN側埋設部612nは、P側コネクタ接続端子611p及びN側コネクタ接続端子611nに対して概ね直角に折れ曲がりコネクタ基部41の内部をコネクタ基部41に対して平行に直線状に延びて、コネクタ基部41の内部に埋設される。P側基板接続部613p及びN側基板接続部613nは、P側埋設部612p及びN側埋設部612nに対して概ね直角に折れ曲がりコネクタ基部41の第2側面412側からコネクタ基部41に対して直交する方向へ直線状に延びて、回路基板30に接続される。
ここで、P側バスバー61p及びN側バスバー61nは、それぞれ比較的幅が広い平面部同士、すなわちP側第1平面部61p1とN側第1平面部61n1が対向する構成となっている。一方、P側埋設部612p及びN側埋設部612nについては、互いに比較的幅が狭い平面部同士、すなわちP側第2平面部61p2とN側第2平面部61n2とが対向する構成となっている。また、本実施形態では、P側バスバー61p及びN側バスバー61nは、P側第1平面部61p1とN側第1平面部61n1とが対向する第1領域Q1がP側第2平面部61p2とN側第2平面部61n2とが対向する第2領域Q2よりも長いものとなっている。
図2は、図1のP側基板接続部613p及びN側基板接続部613nの近傍を拡大表示した図1の要部拡大図を示している。また、図3は、図2に示す図1の要部拡大図の他例を示している。
図2に示すように、本実施形態に係る電子制御装置E1では、コネクタ基部41の第2側面412に配置される平滑用コンデンサ54と、回路基板30の第1表面B1に配置されるスイッチング素子31とが、互いに近接するかたちで対向して配置される。さらに、平滑用コンデンサ54及びスイッチング素子31と近接する領域において、P側基板接続部613pとN側基板接続部613nとが、互いに近接するかたちで対向して配置される。このように、本実施形態では、コネクタ基部41に配置される平滑用コンデンサ54と、回路基板30に配置されるスイッチング素子31とが互いに間隔を極力狭めて配置され、かつP側基板接続部613p及びN側基板接続部613nが平滑用コンデンサ54及びスイッチング素子31と近接する位置に互いに間隔を極力狭めて配置されている。
換言すれば、本実施形態では、P側基板接続部613p及びN側基板接続部613nの配線長Xが極力短縮化されることで、平滑用コンデンサ54とスイッチング素子31との距離が極力短縮化されている。これにより、各スイッチング素子31のスイッチング時間が短縮され、各スイッチング素子31のスイッチングに伴う発熱を低減することが可能となっている。
なお、本実施形態では、コネクタ基部41における平滑用コンデンサ54の実装面積の低減化を考慮して、図2に示すように、平滑用コンデンサ54を縦置きに(長手方向がモータMの回転軸線Zと平行、すなわちコネクタ基部41に直交するように)配置した態様を例示したが、当該態様に限定されるものではない。換言すれば、平滑用コンデンサ54は、例えば図3に示すような横置きに(長手方向がモータMの回転軸線Zに直交、すなわちコネクタ基部41に平行となるように)配置されていてもよい。この場合、他の電子部品との関係によっては、コネクタ基部41と回路基板30との間隔をさらに狭めることが可能となり、P側基板接続部613p及びN側基板接続部613nの配線長Xをさらに短縮化できるメリットがある。
図4は、図1のA-A線に沿って切断した断面図であって、コネクタ基部41の第2側面412側から見た電子制御装置E1の横断面図を示している。
図4に示すように、コネクタモジュール4は、コネクタ基部41の第2側面412において、モータM(モータ回転軸11)の回転軸線Zよりも図4の左側の領域に、複数(一対)のノイズフィルタコイル52m、52sと、複数(一対)のノイズフィルタコンデンサ53m,53sと、が実装されている。また、一対のノイズフィルタコイル52m、52sよりも外側に、複数のCAN通信線62が挿通する複数のCAN通信線挿通孔43と、複数のセンサ信号線63が挿通する複数のセンサ信号線挿通孔44とが、軸方向に沿って貫通している。
また、コネクタ基部41の第2側面412において、モータM(モータ回転軸11)の回転軸線Zよりも図4の右側の領域に、複数(本実施形態では4つ)のスイッチング素子51m,51sが配置されている。さらに、コネクタ基部41の第2側面412には、スイッチング素子51よりも外側に、複数(本実施形態では4つ)の平滑用コンデンサ54m,54sが配置され、当該平滑用コンデンサ54m,54sよりも外側に、P側基板接続部613pが挿通する複数のP側バスバー挿通孔45p、及びN側基板接続部613nが挿通する一対のN側バスバー挿通孔45nが配置されている。
ここで、P側バスバー挿通孔45p及びN側バスバー挿通孔45nは、コネクタ基部41の第2側面412の径方向に沿って対向して配置されると共に、平滑用コンデンサ54に近接して配置されている。この際、P側バスバー挿通孔45p及びN側バスバー挿通孔45nは、P側基板接続部613pの幅広のP側第1平面部61p1と、N側基板接続部613nの幅広のN側第1平面部61n1とが対向すると共に、P側第1平面部61p1とN側第1平面部61n1同士が近接するように配置されている。
より具体的には、P側バスバー挿通孔45pとN側バスバー挿通孔45nは、P側基板接続部613p及びN側基板接続部613nのうち比較的幅が広いP側第1平面部61p1及びN側第1平面部61n1の幅W1、又はP側基板接続部613p及びN側基板接続部613nのうち比較的幅が狭いP側第2平面部61p2とN側第2平面部61n2の幅W2よりも小さい間隔をもって近接するように配置されている。
図5は、図1のB-B線に沿って切断した断面図であって、回路基板30の第1表面B1側から見た電子制御装置E1の横断面図を示している。
図5に示すように、回路基板30の第1表面B1には、モータM(モータ回転軸11)の回転軸線Zよりも図5の左側の領域に、複数(一対)のプリドライバ32m,32sが径方向に沿って配置されている。また、回路基板30には、一対のプリドライバ52m,52sよりも外側に、複数のCAN通信線62が挿通する複数のCAN通信線挿通孔391と、複数のセンサ信号線63が挿通する複数のセンサ信号線挿通孔392とが、軸方向に沿って貫通している。
一方、回路基板30の第1表面B1には、モータM(モータ回転軸11)の回転軸線Zよりも図5の右側の領域に、3相のモータMの駆動制御に供するインバータ回路を構成する第1スイッチング素子31u1,31v1,31w1と第2スイッチング素子31u2,31v2,31w2が、モータM(モータ回転軸11)の回転軸線Zを挟んで上下に、コネクタ基部41に配置される平滑用コンデンサ54と対向するかたちでそれぞれ対をなして配置されている。具体的には、対をなす第1スイッチング素子31u1,31v1,31w1と第2スイッチング素子31u2,31v2,31w2とは、第1スイッチング素子31u1,31v1,31w1が内側、第2スイッチング素子31u2,31v2,31w2が外側となるように、各相に係るスイッチング素子同士が対向するように配置されている。
また、回路基板30には、第1スイッチング素子31u1,31v1,31w1の並列方向において、各第1スイッチング素子31u1,31v1,31w1の外側には、それぞれモータM側から延びる3相(U相、V相、W相)の接続端子(巻線端子)であるU相接続端子12u、V相接続端子12v及びW相接続端子12wが挿通する、U相端子挿通孔37u、V相端子挿通孔37v及びW相端子挿通孔37wが、それぞれ貫通状態に形成されている。
また、回路基板30の第1表面B1には、モータM(モータ回転軸11)の回転軸線Zに対し、第2スイッチング素子31u2,31v2,31w2よりも外周側の領域であって、コネクタ基部41におけるP側バスバー挿通孔45p及びN側バスバー挿通孔45nと対応する位置に、P側基板接続部613p及びN側基板接続部613nが挿通する一対のP側バスバー挿通孔38p及びN側バスバー挿通孔38nが、コネクタ基部41のP側バスバー挿通孔45p及びN側バスバー挿通孔45nと同様に、互いに近接して対向するように貫通形成されている。
図6は、図1のC-C線に沿って切断した断面図であって、回路基板30の第2表面B2側から見た電子制御装置E1の横断面図を示している。
図6に示すように、回路基板30の第2表面B2には、モータM(モータ回転軸11)の回転軸線Zよりも図6の左側の領域に、複数(一対)のマイコン33m,33sが、モータM(モータ回転軸11)の回転軸線Zを挟んで上下に対称に配置されている。さらに、回路基板30の第2表面B2の中央部には、モータ回転軸11に設けられたセンサマグネットMGと協働してモータ回転軸11の回転位相や回転数を検出する回転角センサREが配置されている。また、回路基板30の第2表面B2におけるモータM(モータ回転軸11)の回転軸線Zよりも図6の右側の領域に、電源リレー34及び信号リレー35が径方向に沿って隣接して配置されている。
なお、回路基板30の第2表面B2には、モータM(モータ回転軸11)の回転軸線Zよりも図6の左側の領域に、電源リレー34及び信号リレー35を挟んで両側に、空きスペースBSを有する。この空きスペースBSについては、回路基板30の第2表面B2に形成されるインバータ回路(図示外)をヒートシンクとして機能する第1ハウジング21に当接させることによって当該インバータ回路(図示外)の冷却に供してもよく、また、他の電子部品(図示外)の実装スペースとして利用することも可能である。
(本実施形態の作用効果)
前記従来の電子制御装置は、冗長系の構成に伴いコネクタ口が増加する一方、平滑用コンデンサ等のいわゆるフィルタ部品が回路基板に搭載されているため、コネクタ口を配置可能な領域が減少してしまう。特に、冗長系を構成する場合には、系統数の倍数分だけ電子部品が実装されることになるため、より大きな実装面積の確保が必要となる。このため、前記従来の電子制御装置のように、占有面積が比較的大きな平滑用コンデンサ等のフィルタ部品が回路基板に実装されていることより、電子制御装置の小型化の弊害を招来してしまっていた点で、改善の余地を残していた。
前記従来の電子制御装置は、冗長系の構成に伴いコネクタ口が増加する一方、平滑用コンデンサ等のいわゆるフィルタ部品が回路基板に搭載されているため、コネクタ口を配置可能な領域が減少してしまう。特に、冗長系を構成する場合には、系統数の倍数分だけ電子部品が実装されることになるため、より大きな実装面積の確保が必要となる。このため、前記従来の電子制御装置のように、占有面積が比較的大きな平滑用コンデンサ等のフィルタ部品が回路基板に実装されていることより、電子制御装置の小型化の弊害を招来してしまっていた点で、改善の余地を残していた。
これに対して、本実施形態に係る電子制御装置E1によれば、以下の効果が奏せられることで、前記従来の電子制御装置の課題を解決することができる。
前記電子制御装置E1は、電源電力を、回転電機(本実施形態ではモータM)を駆動する駆動電力に変換する電力変換システムを有する電子制御装置であって、前記電力変換システムを構成する電力変換回路が形成された電力変換回路モジュール又は電力変換回路基板(本実施形態では回路基板30)と、内部に収容空間Sを有し、回路基板30を収容する筐体(本実施形態ではECUハウジング20)と、回路基板30と共に収容空間Sに収容されるコネクタ基部41と、コネクタ基部41の第1側面411に突出形成され、ECUハウジング20の外部に臨むコネクタ口(本実施形態では第1コネクタ口421及び第2コネクタ口422が該当)と、を有するコネクタモジュール4と、回路基板30と向かい合う、第1側面411の反対側に有するコネクタ基部41の第2側面412に実装され、コネクタ口(本実施形態では第1コネクタ口421が該当)から前記電力変換回路に繋がる電源ライン61の電力平滑化又はノイズ除去に供するコンデンサ(本実施形態ではノイズフィルタコンデンサ53m,53s及び平滑用コンデンサ54m,54sが該当)と、を備えている。
このように、本実施形態では、実装面積の占有率が比較的大きいコンデンサであるノイズフィルタコンデンサ53m,53s及び平滑用コンデンサ54m,54sが、回路基板30ではなく、コネクタ基部41の第2側面412に配置されている。これにより、当該コネクタ基部41に配置されたノイズフィルタコンデンサ53m,53s及び平滑用コンデンサ54m,54sの分だけ回路基板30の実装面積を削減することが可能となり、電子制御装置E1の小型化を図ることができる。
また、本実施形態では、電源ライン61は、導通可能なバスバー(本実施形態ではP側バスバー61pとN側バスバー61nが該当)によって構成されていて、P側バスバー61pとN側バスバー61nは、コネクタ口(本実施形態では第1コネクタ口421が該当)からコネクタモジュール4の内部を通りコネクタ基部41の第2側面412からECUハウジング20の収容空間Sに臨むように設けられ、回路基板30に接続されており、コネクタモジュール4の第2側面412には、コンデンサ(本実施形態ではノイズフィルタコンデンサ53m,53s及び平滑用コンデンサ54m,54sが該当)に加えて他の電子部品(本実施形態ではスイッチング素子51m、51s及びノイズフィルタコイル52m、52sが該当)が実装されていて、コネクタモジュール4の第2側面412では、収容空間Sに臨むP側バスバー61p及びN側バスバー61nに対して、コンデンサ(本実施形態では平滑用コンデンサ54m,54sが該当)が前記他の電子部品よりも近接して配置されている。
ここで、平行な平板導体間のインダクタンスLは、「L(インダクタンス)=μ(透磁率)×d(平板の対向距離)/W(対向する平板の幅)」なる計算式に基づいて求められる。すなわち、当該計算式によれば、平板導体間の対向距離dが小さいほどインダクタンスLは小さく、また、対向する平板導体の幅Wが大きいほどインダクタンスLは小さいものとなる。さらに、平板導体の配線長、すなわち平板導体によって接続されるスイッチング素子とフィルタ部品(コンデンサ)との間の距離が小さいほど、インダクタンスLは小さいものとなる。
そこで、本実施形態では、P側バスバー61p及びN側バスバー61nに対して、平滑用コンデンサ54m,54sが、他の電子部品であるスイッチング素子51m、51s及びノイズフィルタコイル52m、52sよりも近接して配置されている。これにより、P側バスバー61pとN側バスバー61nの間のインダクタンスLが低減され、コネクタ基部41の第2側面412において平滑用コンデンサ54m,54sの実装面積を低減することができ、電子制御装置E1のさらなる小型化に供する。
また、本実施形態では、電源ライン61は、導通可能なバスバー(本実施形態ではP側バスバー61pとN側バスバー61n)によって構成されていて、P側バスバー61pとN側バスバー61nは、コネクタ口(本実施形態では第1コネクタ口421)からコネクタモジュール4の内部を通りコネクタ基部41の第2側面412からECUハウジング20の収容空間Sに臨むように設けられ、回路基板30に接続されており、前記電力変換回路は、複数のスイッチング素子を有し、回路基板30は、複数のスイッチング素子(本実施形態では第1スイッチング素子31u1,31v1,31w1と第2スイッチング素子31u2,31v2,31w2が該当)と共に他の電子部品(本実施形態では複数のプリドライバ32m,32sが該当)が実装され、コネクタモジュール4の第2側面412では、収容空間Sに臨むP側バスバー61pとN側バスバー61nの露出配線部(本実施形態ではP側基板接続部613pとN側基板接続部613nが該当)に対して、第1スイッチング素子31u1,31v1,31w1と第2スイッチング素子31u2,31v2,31w2の少なくとも1つが前記他の電子部品よりも近接して配置されている。
このように、本実施形態では、P側バスバー61p及びN側バスバー61nに対して、第1スイッチング素子31u1,31v1,31w1及び第2スイッチング素子31u2,31v2,31w2の少なくとも1つが、他の電子部品であるプリドライバ32m,32sよりも近接して配置されている。これにより、第1スイッチング素子31u1,31v1,31w1及び第2スイッチング素子31u2,31v2,31w2と平滑用コンデンサ54m,54sとの間の配線長Xを短縮することが可能となり、P側バスバー61pとN側バスバー61nの間のインダクタンスLを低減することができる。
また、P側バスバー61p及びN側バスバー61nのインダクタンスLの低減に伴い第1スイッチング素子31u1,31v1,31w1及び第2スイッチング素子31u2,31v2,31w2によるスイッチング時間の短縮化を図ることができる。これにより、第1スイッチング素子31u1,31v1,31w1及び第2スイッチング素子31u2,31v2,31w2における発熱が低減され、第1スイッチング素子31u1,31v1,31w1及び第2スイッチング素子31u2,31v2,31w2を冷却する冷却構造を簡素化することができる。このように、P側バスバー61p及びN側バスバー61nのインダクタンスLの低減と、スイッチング時間の短縮とによって、電子制御装置E1のさらなる小型化に供する。
また、本実施形態では、電源ライン61は、P側バスバー61pとN側バスバー61nとを有し、P側バスバー61pとN側バスバー61nは、収容空間Sに臨んだ露出配線部(本実施形態ではP側基板接続部613pとN側基板接続部613nが該当)が互いに対向して配置されている。
このように、本実施形態では、P側バスバー61pとN側バスバー61nが互いに対向して配置されている。これにより、P側バスバー61pとN側バスバー61nとの間の距離dを短縮することが可能となり、P側バスバー61pとN側バスバー61nの間のインダクタンスLを低減することができる。その結果、平滑用コンデンサ54m,54sの小型化が図れ、電子制御装置E1をより効果的に小型化することができる。
また、本実施形態では、P側バスバー61pとN側バスバー61nは、幅広の平板状に形成された配線であって、前記幅広の側面(本実施形態ではP側第1平面部61p1とN側第1平面部61n1が該当)が互いに対向するように配置されている。
このように、本実施形態では、P側バスバー61p及びN側バスバー61nが幅広の平板状に形成された配線により構成され、前記幅広の側面であるP側第1平面部61p1とN側第1平面部61n1が互いに対向するように配置されている。これにより、P側バスバー61pとN側バスバー61nの間のインダクタンスLが低減され、平滑用コンデンサ54m,54sの小型化に供する。その結果、電子制御装置E1をより効果的に小型化することができる。
また、本実施形態では、P側バスバー61pとN側バスバー61nは、P側バスバー61pとN側バスバー61nの幅方向寸法(本実施形態ではP側第1平面部61p1及びN側第1平面部61n1の幅W1が該当)又は厚さ寸法(本実施形態ではP側第2平面部61p2及びN側第2平面部61n2の幅W2が該当)よりも近い距離で対向している。
このように、本実施形態では、P側バスバー61pとN側バスバー61n同士が、P側第1平面部61p1及びN側第1平面部61n1の幅W1、又はP側第2平面部61p2及びN側第2平面部61n2の幅W2よりも近い距離で対向している。これにより、P側バスバー61pとN側バスバー61nの間のインダクタンスLが効果的に低減され、平滑用コンデンサ54m,54sのさらなる小型化に供する。その結果、電子制御装置E1をより一層効果的に小型化することができる。
また、本実施形態では、P側バスバー61pとN側バスバー61nは、前記幅広の側面が互いに対向する区間(本実施形態ではP側第1平面部61p1とN側第1平面部61n1とが対向する第1領域Q1が該当)の距離X1が前記幅広の側面が互いに対向しない区間(P側第2平面部61p2とN側第2平面部61n2とが対向する第2領域Q2)の距離X2よりも長い。
このように、本実施形態では、P側第1平面部61p1とN側第1平面部61n1が対向する第1領域Q1の距離X1が、P側第2平面部61p2とN側第2平面部61n2が対向する第2領域Q2の距離X2よりも長く構成されている。このように、P側第1平面部61p1とN側第1平面部61n1が対向する第1領域Q1の距離X1の距離が相対的に長く設定されていることにより、P側第2平面部61p2とN側第2平面部61n2が対向する第2領域Q2の距離X2が相対的に長く設定されている場合と比べて、P側バスバー61pとN側バスバー61nの間のインダクタンスLを低減することができる。
[第2実施形態]
図7~図10は、本発明に係る電子制御装置の第2実施形態を示し、前記第1実施形態に係る電子制御装置E1の電源ライン61、すなわちP側バスバー61pとN側バスバー61nの構成を変更したものである。なお、かかる変更点以外の基本的な構成については、前記第1実施形態と同様であるため、当該第1実施形態と同一の構成については、同一の符号を付すことにより、その説明を省略する。
図7~図10は、本発明に係る電子制御装置の第2実施形態を示し、前記第1実施形態に係る電子制御装置E1の電源ライン61、すなわちP側バスバー61pとN側バスバー61nの構成を変更したものである。なお、かかる変更点以外の基本的な構成については、前記第1実施形態と同様であるため、当該第1実施形態と同一の構成については、同一の符号を付すことにより、その説明を省略する。
図7は、本発明の第2実施形態に係る電子制御装置E2を示しており、電子制御装置E2とモータMを一体に構成してなるモータユニットMUをモータMの回転軸線Z方向に沿って切断した、モータユニットMUの縦断面図を示している。図8は、図7のD-D線に沿って切断した断面図であって、コネクタ基部41の第2側面412側から見た電子制御装置E2の横断面図を示している。図9は、図7のE-E線に沿って切断した断面図であって、回路基板30の第1表面B1側から見た電子制御装置E2の横断面図を示している。図10は、図7のF-F線に沿って切断した断面図であって、回路基板30の第2表面B2側から見た電子制御装置E2の横断面図を示している。
図7~図10に示すように、本実施形態に係る電子制御装置E2では、P側バスバー61pが、P側基板接続部613pにおいて、複数に分岐されたP側分岐部613pxを有し、N側バスバー61nが、N側基板接続部613nにおいて、複数に分岐されたN側分岐部613nxを有する。そして、このP側分岐部613px及びN側分岐部613nxは、前記第1実施形態と同様に、それぞれ比較的幅が広い平面部同士、すなわちP側第1平面部61p1とN側第1平面部61n1が対向する構成となっている。
また、コネクタ基部41の第2側面412には、平滑用コンデンサ54m,54sよりも外側に、P側基板接続部613pのP側分岐部613pxが挿通する複数のP側バスバー挿通孔45pと、N側基板接続部613nのN側分岐部613nxが挿通する複数のN側バスバー挿通孔45nとが配置されている。ここで、P側バスバー挿通孔45pとN側バスバー挿通孔45nは、回路基板30の外周縁に沿うように、互い違いにそれぞれ対をなして設けられている。
換言すれば、本実施形態では、複数に分岐したP側分岐部613px及びN側分岐部613nxが、それぞれ一群のP側分岐部613px、一群のN側分岐部613nxとして、P側分岐部613px毎、N側分岐部613nx毎にそれぞれまとまって配置されるのではなく、対をなすP側分岐部613pxとN側分岐部613nxとが隣り合うように、互い違いに配置される構成となっている。
さらに、P側バスバー挿通孔38p及びN側バスバー挿通孔38nは、前記第1実施形態と同様に、P側基板接続部613p(P側分岐部613px)とN側基板接続部613n(N側分岐部613nx)とが、P側基板接続部613p(P側分岐部613px)及びN側基板接続部613n(N側分岐部613nx)のうち比較的幅が広いP側第1平面部61p1及びN側第1平面部61n1の幅W1、又はP側基板接続部613p(P側分岐部613px)及びN側基板接続部613n(N側分岐部613nx)のうち比較的幅が狭いP側第2平面部61p2とN側第2平面部61n2の幅W2よりも小さい間隔をもって近接するように配置されている。
また、回路基板30の第1表面B1には、第1スイッチング素子31u1,31v1,31w1が内側、第2スイッチング素子31u2,31v2,31w2が外側となるように、第1スイッチング素子31u1,31v1,31w1と第2スイッチング素子31u2,31v2,31w2とが、いわゆる千鳥状に配置されている。さらに、各第2スイッチング素子31u2,31v2,31w2の外側には、それぞれモータMに繋がるU相、V相、W相の接続端子(巻線端子)であるU相接続端子12u、V相接続端子12v及びW相接続端子12wが挿通する、U相端子挿通孔37u、V相端子挿通孔37v及びW相端子挿通孔37wが、それぞれ貫通状態に形成されている。
また、回路基板30の第1表面B1には、モータM(モータ回転軸11)の回転軸線Zに対し、第1スイッチング素子31u1,31v1,31w1及び第2スイッチング素子31u2,31v2,31w2よりも外周側の領域には、コネクタ基部41におけるP側バスバー挿通孔45p及びN側バスバー挿通孔45nと対応する位置に、P側分岐部613px及びN側分岐部613nxが挿通する複数のP側バスバー挿通孔38p及びN側バスバー挿通孔38nが、回路基板30の外周縁に沿って、それぞれ対をなして貫通状態に形成されている。
換言すれば、本実施形態では、複数に分岐したP側分岐部613px及びN側分岐部613nxが、それぞれ一群のP側分岐部613px、一群のN側分岐部613nxとして、P側分岐部613px毎、N側分岐部613nx毎にそれぞれまとまって配置されるのではなく、対をなすP側分岐部613pxとN側分岐部613nxが隣り合うように、互い違いに配置される構成となっている。
以上のように、本実施形態では、電源ライン61は、P側バスバー61pとN側バスバー61nとを有し、P側バスバー61pは、収容空間Sに臨んだ露出配線部(本実施形態ではP側基板接続部613pが該当)に、複数に分岐したP側分岐部を613px有し、N側バスバー61nは、収容空間Sに臨んだ露出配線部(本実施形態ではN側基板接続部613nが該当)に、複数に分岐したN側分岐部613nxを有し、P側分岐部613pxとN側分岐部613nxは、互い違いに配置されている。
このように、本実施形態では、P側バスバー61p及びN側バスバー61nが、それぞれ複数に分岐するP側分岐部613px及びN側分岐部613nxが設けられると共に、このP側分岐部613pxとN側分岐部613nxとが互い違いに配置されている。これにより、P側バスバー61pとN側バスバー61nの対向面積が増大し、当該P側バスバー61pとN側バスバー61nの間のインダクタンスLを低減することができる。その結果、平滑用コンデンサ54m,54sを小型化することが可能となり、電子制御装置E1をより効果的に小型化することができる。
なお、本実施形態では、P側基板接続部613p及びN側基板接続部613nについて、それぞれ8つのP側分岐部613px及びN側分岐部613nxに分岐し、当該8つのP側分岐部613px及びN側分岐部613nxがそれぞれコネクタ基部41及び回路基板30の外周縁に沿って円弧状に配置された態様を例示した。しかし、P側分岐部613px及びN側分岐部613nxの態様については、前記8つの分岐態様や、前記外周縁に沿った円弧状の配置に限定されるものではなく、例えば以下の各変形例に示すように、電子制御装置E2の仕様等に応じて、任意の分岐数や、任意の配置態様を採り得る。
(第1変形例)
図11は、本発明の第2実施形態の第1変形例を示し、図7のE-E線断面に相当する電子制御装置E21の断面図を示している。
図11は、本発明の第2実施形態の第1変形例を示し、図7のE-E線断面に相当する電子制御装置E21の断面図を示している。
図11に示すように、P側分岐部613px及びN側分岐部613nxは、回路基板30の中央部に径方向に沿って直線状に配置されていてもよい。
(第2変形例)
図12は、本発明の第2実施形態の第2変形例を示し、図7のE-E線断面に相当する電子制御装置E22の断面図を示している。
図12は、本発明の第2実施形態の第2変形例を示し、図7のE-E線断面に相当する電子制御装置E22の断面図を示している。
図12に示すように、P側基板接続部613p及びN側基板接続部613nは、例えば前記第2実施形態に係る8つの分岐態様よりも少ない、2つのP側分岐部613px及びN側分岐部613nxに分岐させてもよい。また、この場合、P側分岐部613px及びN側分岐部613nxは、それぞれ対向するかたちで対をなして配置され、かつP側分岐部613px及びN側分岐部613nxが、回路基板30の外周縁に沿うようにいわゆるハの字状に配置されていてもよい。
本発明は、前記実施形態等で例示した構成や態様に限定されるものではなく、前述した本発明の作用効果を奏し得るような態様であれば、本発明を適用する電子制御装置の仕様やコスト等に応じて自由に変更可能である。
特に、本発明は、他の電子部品と比べて比較的大きな実装面積を必要とするコンデンサがコネクタモジュール側に配置されていればよく、他の電子部品については、コネクタモジュール又は回路基板に任意に配置することができる。また、電源ライン61を構成するP側バスバー61pとN側バスバー61nの形状についても、回路基板に構成される電力変換回路に応じて任意に変更可能であることは言うまでもない。
また、前記実施形態では、電力変換回路であるインバータ回路が、電力変換回路基板(回路基板30)に形成された態様を例示したが、インバータ回路については、電力変換機能要素と共に他の機能要素を含んでパッケージ化された、いわゆる電力変換回路モジュールに形成してもよい。
(その他の技術的思想)
特許請求の範囲に記載した発明以外の技術的思想について、以下に記載する。
(a)請求項1に記載の電子制御装置であって、
前記電源ラインは、導通可能なバスバーによって構成されていて、
前記バスバーは、前記コネクタ口から前記コネクタモジュールの内部を通り前記コネクタ基部の第2側面から前記筐体の収容空間に臨むように設けられ、前記電力変換回路モジュールに接続されており、
前記電力変換回路モジュールは、電力変換機能要素と共に他の機能要素を含んでパッケージ化された電子部品であり、
前記コネクタモジュールの前記第2側面では、前記収容空間に臨む前記バスバーの露出配線部に対して、前記パッケージ内における前記電力変換機能要素が前記他の機能要素よりも近接して配置されている、
ことを特徴とする電子制御装置。
(b)請求項1に記載の電子制御装置であって、
前記電力変換システムは、前記電力変換回路モジュールを有する電力変換システムであって、
前記電力変換回路モジュールを制御するマイクロコンピュータ、又は前記電力変換回路モジュールに駆動信号を出力する駆動回路部品が搭載された制御基板を有し、
前記電源ラインは、導通可能なバスバーによって構成されていて、
前記バスバーは、前記コネクタ口から前記コネクタモジュールの内部を通り前記コネクタ基部の第2側面から前記筐体の収容空間に臨むように設けられ、前記電力変換回路モジュール及び前記制御基板に接続されており、
前記コネクタモジュールの前記第2側面では、前記収容空間に臨む前記バスバーの露出配線部に対して、前記電力変換回路モジュールが前記制御基板に実装された電子部品よりも近接して配置されている、
ことを特徴とする電子制御装置。
(c)請求項1に記載の電子制御装置であって、
前記コネクタモジュールの前記第2側面には、前記電力平滑化に係るコンデンサと共に、前記ノイズ除去に係るコンデンサ及びコイル部品が搭載されていてノイズフィルタ回路が構成されている、
ことを特徴とする電子制御装置。
(d)請求項1に記載の電子制御装置であって、
前記回転電機は、少なくとも複数の巻線を有し、
前記電力変換回路システムは、前記巻線ごとに駆動電力を供給する電力変換システムであって、
前記コネクタ口、前記コンデンサ及び前記電力変換回路は、前記巻線ごとに有する電力供給系統として構成されており、
少なくとも1つの電力供給系統により、対応する前記巻線への通電によって前記回転電機を駆動可能である、
ことを特徴とする電子制御装置。
(e)請求項1に記載の電子制御装置であって、
前記電源ラインは、アルミニウム製の導通可能なバスバーによって構成されていて、
前記バスバーの第1端部は、前記コネクタ口の内側に位置し、
前記バスバーの中間部は、前記コネクタモジュールの内部を通り、
前記バスバーの第2端部は、前記コネクタ基部の第2側面から前記筐体の収容空間に臨み、当該収容空間に位置している、
ことを特徴とする電子制御装置。
(f)請求項1に記載の電子制御装置であって、
前記回転電機は、少なくとも複数の巻線を有し、
前記電力変換回路システムは、前記巻線ごとに駆動電力を供給する電力変換システムであって、
前記コネクタ口、前記コンデンサ及び前記電力変換回路は、前記巻線ごとに有する電力供給系統として構成されており、
前記電力変換回路は、前記電力変換回路基板に形成されており、
前記電力変換回路基板は、マイクロコンピュータを含む制御回路部品、及び前記マイクロコンピュータの演算処理結果に基づく駆動支持信号を前記電力変換回路に出力する駆動回路部品が実装された基板であり、
前記電力変換回路の電力変換回路部品、前記制御回路部品及び前記駆動回路部品は、前記基板上において前記巻線ごとに前記回転電機を駆動可能な駆動系統として、前記巻線ごとに備えており、
少なくとも前記電力変換部品、前記マイクロコンピュータ、及び一部の前記駆動回路部品が、前記駆動系統の間で前記基板上において幾何構造の面から対称に配置されている、
ことを特徴とする電子制御装置。
(g)前記(f)に記載の電子制御装置であって、
前記基板は、単一の多層プリント基板である、
ことを特徴とする電子制御装置。
(h)請求項1に記載の電子制御装置であって、
前記コンデンサを保持するコンデンサホルダが、前記第2側面における前記電力平滑化に係るコンデンサの搭載位置に設けられている、
ことを特徴とする電子制御装置。
(i)前記(h)に記載の電子制御装置であって、
前記コンデンサは、前記コンデンサの長手方向が前記回転電機の回転軸方向となるように、前記コンデンサホルダに保持されている、
ことを特徴とする電子制御装置。
特許請求の範囲に記載した発明以外の技術的思想について、以下に記載する。
(a)請求項1に記載の電子制御装置であって、
前記電源ラインは、導通可能なバスバーによって構成されていて、
前記バスバーは、前記コネクタ口から前記コネクタモジュールの内部を通り前記コネクタ基部の第2側面から前記筐体の収容空間に臨むように設けられ、前記電力変換回路モジュールに接続されており、
前記電力変換回路モジュールは、電力変換機能要素と共に他の機能要素を含んでパッケージ化された電子部品であり、
前記コネクタモジュールの前記第2側面では、前記収容空間に臨む前記バスバーの露出配線部に対して、前記パッケージ内における前記電力変換機能要素が前記他の機能要素よりも近接して配置されている、
ことを特徴とする電子制御装置。
(b)請求項1に記載の電子制御装置であって、
前記電力変換システムは、前記電力変換回路モジュールを有する電力変換システムであって、
前記電力変換回路モジュールを制御するマイクロコンピュータ、又は前記電力変換回路モジュールに駆動信号を出力する駆動回路部品が搭載された制御基板を有し、
前記電源ラインは、導通可能なバスバーによって構成されていて、
前記バスバーは、前記コネクタ口から前記コネクタモジュールの内部を通り前記コネクタ基部の第2側面から前記筐体の収容空間に臨むように設けられ、前記電力変換回路モジュール及び前記制御基板に接続されており、
前記コネクタモジュールの前記第2側面では、前記収容空間に臨む前記バスバーの露出配線部に対して、前記電力変換回路モジュールが前記制御基板に実装された電子部品よりも近接して配置されている、
ことを特徴とする電子制御装置。
(c)請求項1に記載の電子制御装置であって、
前記コネクタモジュールの前記第2側面には、前記電力平滑化に係るコンデンサと共に、前記ノイズ除去に係るコンデンサ及びコイル部品が搭載されていてノイズフィルタ回路が構成されている、
ことを特徴とする電子制御装置。
(d)請求項1に記載の電子制御装置であって、
前記回転電機は、少なくとも複数の巻線を有し、
前記電力変換回路システムは、前記巻線ごとに駆動電力を供給する電力変換システムであって、
前記コネクタ口、前記コンデンサ及び前記電力変換回路は、前記巻線ごとに有する電力供給系統として構成されており、
少なくとも1つの電力供給系統により、対応する前記巻線への通電によって前記回転電機を駆動可能である、
ことを特徴とする電子制御装置。
(e)請求項1に記載の電子制御装置であって、
前記電源ラインは、アルミニウム製の導通可能なバスバーによって構成されていて、
前記バスバーの第1端部は、前記コネクタ口の内側に位置し、
前記バスバーの中間部は、前記コネクタモジュールの内部を通り、
前記バスバーの第2端部は、前記コネクタ基部の第2側面から前記筐体の収容空間に臨み、当該収容空間に位置している、
ことを特徴とする電子制御装置。
(f)請求項1に記載の電子制御装置であって、
前記回転電機は、少なくとも複数の巻線を有し、
前記電力変換回路システムは、前記巻線ごとに駆動電力を供給する電力変換システムであって、
前記コネクタ口、前記コンデンサ及び前記電力変換回路は、前記巻線ごとに有する電力供給系統として構成されており、
前記電力変換回路は、前記電力変換回路基板に形成されており、
前記電力変換回路基板は、マイクロコンピュータを含む制御回路部品、及び前記マイクロコンピュータの演算処理結果に基づく駆動支持信号を前記電力変換回路に出力する駆動回路部品が実装された基板であり、
前記電力変換回路の電力変換回路部品、前記制御回路部品及び前記駆動回路部品は、前記基板上において前記巻線ごとに前記回転電機を駆動可能な駆動系統として、前記巻線ごとに備えており、
少なくとも前記電力変換部品、前記マイクロコンピュータ、及び一部の前記駆動回路部品が、前記駆動系統の間で前記基板上において幾何構造の面から対称に配置されている、
ことを特徴とする電子制御装置。
(g)前記(f)に記載の電子制御装置であって、
前記基板は、単一の多層プリント基板である、
ことを特徴とする電子制御装置。
(h)請求項1に記載の電子制御装置であって、
前記コンデンサを保持するコンデンサホルダが、前記第2側面における前記電力平滑化に係るコンデンサの搭載位置に設けられている、
ことを特徴とする電子制御装置。
(i)前記(h)に記載の電子制御装置であって、
前記コンデンサは、前記コンデンサの長手方向が前記回転電機の回転軸方向となるように、前記コンデンサホルダに保持されている、
ことを特徴とする電子制御装置。
Claims (8)
- 電源電力を、回転電機を駆動する駆動電力に変換する電力変換システムを有する電子制御装置であって、
前記電力変換システムを構成する電力変換回路が形成された電力変換回路モジュール又は電力変換回路基板と、
内部に収容空間を有し、前記電力変換回路モジュール又は前記電力変換回路基板を収容する筐体と、
前記電力変換回路モジュール又は前記電力変換回路基板と共に前記収容空間に収容されるコネクタ基部と、前記コネクタ基部の第1側面に突出形成され、前記筐体の外部に臨むコネクタ口と、を有するコネクタモジュールと、
前記第1側面の反対側に有する前記コネクタ基部の第2側面に実装され、前記コネクタ口から前記電力変換回路に繋がる電源ラインの電力平滑化又はノイズ除去に供するコンデンサと、
を備えたことを特徴とする電子制御装置。 - 請求項1に記載の電子制御装置であって、
前記電源ラインは、導通可能なバスバーによって構成されていて、
前記バスバーは、前記コネクタ口から前記コネクタモジュールの内部を通り前記コネクタ基部の前記第2側面から前記収容空間に臨むように設けられ、前記電力変換回路モジュール又は前記電力変換回路基板に接続されており、
前記コネクタモジュールの前記第2側面には、前記コンデンサに加えて他の電子部品が実装されていて、
前記コネクタモジュールの前記第2側面では、前記収容空間に臨む前記バスバーに対して、前記コンデンサが前記他の電子部品よりも近接して配置されている、
ことを特徴とする電子制御装置。 - 請求項1に記載の電子制御装置であって、
前記電源ラインは、導通可能なバスバーによって構成されていて、
前記バスバーは、前記コネクタ口から前記コネクタモジュールの内部を通り前記コネクタ基部の前記第2側面から前記収容空間に臨むように設けられ、前記電力変換回路基板に接続されており、
前記電力変換回路は、複数のスイッチング素子を有し、
前記電力変換回路基板は、前記複数のスイッチング素子と共に他の電子部品が実装され、
前記コネクタモジュールの前記第2側面では、前記収容空間に臨む前記バスバーの露出配線部に対して、前記複数のスイッチング素子の少なくとも1つが前記他の電子部品よりも近接して配置されている、
ことを特徴とする電子制御装置。 - 請求項1に記載の電子制御装置であって、
前記電源ラインは、P側バスバーとN側バスバーとを有し、
前記P側バスバーと前記N側バスバーは、前記収容空間に臨んだ露出配線部が互いに対向して配置されている、
ことを特徴とする電子制御装置。 - 請求項4に記載の電子制御装置であって、
前記P側バスバーと前記N側バスバーは、幅広の平板状に形成された配線であって、前記幅広の側面が互いに対向するように配置されている、
ことを特徴とする電子制御装置。 - 請求項5に記載の電子制御装置であって、
前記P側バスバーと前記N側バスバーは、前記各バスバーの幅方向寸法又は厚さ寸法よりも近い距離で対向している、
ことを特徴とする電子制御装置。 - 請求項6に記載の電子制御装置であって、
前記P側バスバーと前記N側バスバーは、前記幅広の側面が互いに対向する区間の距離が、前記幅広の側面が互いに対向しない区間の距離よりも長い、
ことを特徴とする電子制御装置。 - 請求項1に記載の電子制御装置であって、
前記電源ラインは、P側バスバーとN側バスバーとを有し、
前記P側バスバーは、前記収容空間に臨んだ露出配線部に、複数に分岐したP側分岐部を有し、
前記N側バスバーは、前記収容空間に臨んだ露出配線部に、複数に分岐したN側分岐部を有し、
前記P側分岐部と前記N側分岐部は、互い違いに配置されている、
ことを特徴とする電子制御装置。
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