(57)【要約】  本発明の目的は、電源の冗長性の確保が可能な態様で、車載モータ駆動用制御基板を小型化及び低コスト化することである。車載モータ駆動用制御基板（１０）は、三相モータ（９ａ，９ｂ）用の２つのインバータ回路（８ａ，８ｂ）を駆動する２つのインバータ駆動回路（１ａ，１ｂ）と、インバータ回路（８ａ，８ｂ）に電力を供給する昇降圧回路（７）を駆動する初稿圧駆動回路（２）とが形成された１つのプリント回路板からなる。さらに、車載モータ駆動用制御基板（１０）は、昇降圧駆動回路（２）及び２つのインバータ駆動回路（１ａ，１ｂ）を構成する複数の要素回路（２００，１１０，１２０）の一部に電力を供給する第一電源回路（３ａ）と、昇降圧駆動回路（２）及び２つのインバータ駆動回路（１ａ，１ｂ）における残りの要素回路に電力を供給する第二電源回路（３ｂ）とを備えている。
2014010061.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
１つのプリント回路板からなり、車両に搭載された２つの三相モータ（９ａ，９ｂ）各々に接続された２つのインバータ回路（８ａ，８ｂ）とそれらインバータ回路（８ａ，８ｂ）各々に電力を供給する昇降圧回路（７）とを駆動する回路が形成された車載モータ駆動用制御基板であって、
前記昇降圧回路（７）を駆動する昇降圧駆動回路（２）と、
２つの前記インバータ回路（８ａ，８ｂ）の一方を駆動する第一インバータ駆動回路（１ａ）と、
２つの前記インバータ回路（８ａ，８ｂ）の他方を駆動する第二インバータ駆動回路（１ｂ）と、
前記昇降圧駆動回路（２）、前記第一インバータ駆動回路（１ａ）及び前記第二インバータ駆動回路（１ｂ）を構成する複数の要素回路（２００，１１０，１２０）の一部に電力を供給する第一電源回路（３ａ）と、
前記昇降圧駆動回路（２）、前記第一インバータ駆動回路（１ａ）及び前記第二インバータ駆動回路（１ｂ）を構成する複数の前記要素回路（２００，１１０，１２０）の残りの部分に電力を供給する第二電源回路（３ｂ）と、を備える車載モータ駆動用制御基板。
【請求項２】
請求項１に記載の車載モータ駆動用制御基板であって、
前記昇降圧駆動回路（２）は、
前記昇降圧回路（７）におけるＮ相電位を生成する回路（７１）を駆動する前記要素回路（２００）であるＮ相昇降圧駆動回路（２０１）と、
前記昇降圧回路（７）におけるＰ相電位を生成する回路（７２）を駆動する前記要素回路（２００）であるＰ相昇降圧駆動回路（２０２）と、を備え、
前記第一電源回路（３ａ）は、前記Ｎ相昇降圧駆動回路（２０１）及び前記Ｐ相昇降圧駆動回路（２０２）のうちの一方と前記第一インバータ駆動回路（１ａ）を構成する全ての前記要素回路（１１０）とに電力を供給し、
前記第二電源回路（１ｂ）は、前記Ｎ相昇降圧駆動回路（２０１）及び前記Ｐ相昇降圧駆動回路（２０２）のうちの残りの一方と前記第二インバータ駆動回路（１ｂ）を構成する全ての前記要素回路（１２０）とに電力を供給する、車載モータ駆動用制御基板。
【請求項３】
請求項１に記載の車載モータ駆動用制御基板であって、
前記第一電源回路（１ａ）及び前記第二電源回路（１ｂ）は同一仕様の回路である、車載モータ駆動用制御基板。
【請求項４】
請求項１に記載の車載モータ駆動用制御基板であって、
前記第一電源回路（１ａ）及び前記第二電源回路（１ｂ）の各々は、
四方の外縁部のうちの第一の外縁部（Ｆ１）に沿って前記第一の外縁部（Ｆ１）の隣の第二の外縁部側（Ｆ２）から順に配列された一次コイル（３１０）及び複数の二次コイル（３１６，３１５）と、
前記第一の外縁部（Ｆ１）に対し反対側の第三の外縁部（Ｆ３）に沿って前記第二の外縁部（Ｆ２）側から順に配列された複数の二次コイル（３１１〜３１４）と、を有する電源トランス（３１）を備え、
前記第一電源回路（３ａ）の前記電源トランス（３１ａ）及び前記第二電源回路（３ｂ）の前記電源トランス（３１ｂ）は、それら各々における前記第二の外縁部（Ｆ２）に対し反対側の第四の外縁部（Ｆ４）が対向する状態で並んで配置されており、
前記第一インバータ駆動回路（１ａ）の一部を構成する前記要素回路（１１２）、前記昇降圧駆動回路の一部を構成する前記要素回路（２０１）及び前記第二インバータ駆動回路（１ｂ）の一部を構成する前記要素回路（１２１）は、前記第一電源回路（３ａ）の前記電源トランス（３１ａ）における前記第三の外縁部（Ｆ３）及び前記第二電源回路（３ｂ）の前記電源トランス（３１ｂ）における前記第一の外縁部（Ｆ１）が位置する側の第一領域（Ａ１）において前記第一電源回路（３ａ）の前記電源トランス（３１ａ）における前記第二の外縁部（Ｆ２）側から順に配列されているとともに、前記第一電源回路（３ｂ）の前記電源トランス（３１ｂ）における前記第三の外縁部（Ｆ３）側に配列された前記二次コイル（３１１〜３１４）及び前記第二電源回路（３ｂ）の前記電源トランス（３１ｂ）における前記第一の外縁部側（Ｆ１）に配列された前記二次コイル（３１５）に接続されており、
前記第一インバータ駆動回路（１ａ）の残りの部分を構成する前記要素回路（１１１）、前記昇降圧駆動回路（２）の残りの部分を構成する前記要素回路（２０２）及び前記第二インバータ駆動回路（１ｂ）の残りの部分を構成する前記要素回路（１２２）は、前記第一電源回路（３ａ）の前記電源トランス（３１ａ）における前記第一の外縁部（Ｆ１）及び前記第二電源回路（３ｂ）の前記電源トランス（３１ｂ）における前記第三の外縁部（Ｆ３）が位置する側の第二領域（Ａ２）において前記第一電源回路（３ａ）の前記電源トランス（３１ａ）における前記第二の外縁部（Ｆ２）側から順に配列されているとともに、前記第一電源回路（３ａ）の前記電源トランス（３１ａ）における前記第一の外縁部（Ｆ１）側に配列された前記二次コイル（３１５）及び前記第二電源回路（３ｂ）の前記電源トランス（３１ｂ）における前記第三の外縁部（Ｆ３）側に配列された前記二次コイル（３１１〜３１４）に接続されている、車載モータ駆動用制御基板。
【請求項５】
請求項１に記載の車載モータ駆動用制御基板であって、
前記第一電源回路（３ａ）及び前記第二電源回路（３ｂ）の各々は、
四方の外縁部のうちの第一の外縁部（Ｆ１）に沿って前記第一の外縁部（Ｆ１）の隣の第二の外縁部（Ｆ２）側から順に配列された一次コイル（３１０）及び複数の二次コイル（３１６，３１５）と、
前記第一の外縁部（Ｆ１）に対し反対側の第三の外縁部（Ｆ３）に沿って前記第二の外縁部（Ｆ２）側から順に配列された複数の二次コイル（３１１〜３１４）と、を有する電源トランス（３１）を備え、
前記第一電源回路（３ａ）の前記電源トランス（３１ａ）及び前記第二電源回路（３ｂ）の前記電源トランス（３１ｂ）は、それら各々における前記第三の外縁部（Ｆ３）が対向する状態で並んで配置されており、
前記第一インバータ駆動回路（１ａ）の一部を構成する前記要素回路（１１１）、前記第一インバータ駆動回路の残りの部分を構成する前記要素回路（１１２）及び前記昇降圧駆動回路の一部を構成する前記要素回路（２０１）は、前記第一電源回路（３ａ）の前記電源トランス（３１ａ）における前記第二の外縁部（Ｆ２）に対向する領域を含む第一領域（Ａ３）において、前記第一電源回路（３ａ）の前記電源トランス（３１ａ）における前記第一の外縁部（Ｆ１）側から順に配列されているとともに、前記第一電源回路（３ａ）の前記電源トランス（３１ａ）における前記二次コイル（３１１〜３１５）に接続されており、
前記第二インバータ駆動回路（１ｂ）の一部を構成する前記要素回路（１２１）、前記第二インバータ駆動回路の残りの部分を構成する前記要素回路（１２２）及び前記昇降圧駆動回路の残りの部分を構成する前記要素回路（２０２）は、前記第二電源回路（３ｂ）の前記電源トランス（３１ｂ）における前記第二の外縁部（Ｆ２）に対し反対側の第四の外縁部（Ｆ４）に対向する領域を含み前記第一領域（Ａ３）に隣接する第二領域（Ａ４）において、前記第二電源回路（３ａ）の前記電源トランス（３１ａ）における前記第一の外縁部（Ｆ１）側から順に配列されているとともに、前記第二電源回路（３ｂ）の前記電源トランス（３１ｂ）における前記二次コイル（３１１〜３１５）に接続されている、車載モータ駆動用制御基板。
【請求項６】
請求項１に記載の車載モータ駆動用制御基板であって、
前記昇降圧回路（７）及び２つの前記インバータ回路（８ａ，８ｂ）の各々から各回路の状態を表す状態信号を入力し、該状態信号に基づく予め定められた異常条件が成立した場合に、前記昇降圧回路（７）及び２つの前記インバータ回路（８ａ，８ｂ）のうち成立した前記異常条件に対応する回路に出力される駆動信号を予め定められた安全側制御信号に切り替える保護回路（４）をさらに備える、車載モータ駆動用制御基板。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、車両に搭載された２つの三相モータ各々に接続された２つのインバータ回路とそれらインバータ回路各々に電力を供給する昇降圧回路とを駆動する回路が形成された車載モータ駆動用制御基板に関する。
【背景技術】
【０００２】
特許文献１に示されるように、従来のハイブリッド自動車には、２つの三相モータと、それら三相モータ各々に接続された２つのインバータ回路と、それらインバータ回路各々に電力を供給する昇降圧回路とが搭載されている。ここで、昇降圧回路は、チョッパ回路により構成され、高圧バッテリから供給される入力電圧の昇圧変換及び降圧変換を行うことにより、インバータ回路が必要なＰ相電位及びＮ相電位を生成する。また、例えば、２つの三相モータのうちの一方は車輪駆動用のモータであり、他方は電力回生用のモータである。【０００３】
さらに、従来のハイブリッド自動車には、２つのインバータ回路及び昇降圧回路の各々を駆動する回路が形成された制御基板が搭載されている。以下、その制御基板のことを車載モータ駆動用制御基板と称する。この車載モータ駆動用制御基板は、１つのプリント回路板からなり、２つのインバータ回路及び昇降圧回路を含む半導体モジュールと接続される。【０００４】
車載モータ駆動用制御基板は、２つのインバータ回路各々を駆動する回路である２つのインバータ回路駆動回路と、昇降圧回路を駆動する回路である昇降圧駆動回路とを備えている。【０００５】
さらに、車載モータ駆動用制御基板は、２つのインバータ回路駆動回路及び昇降圧駆動回路に一定の直流電圧を供給する電源回路も備えている。この電源回路は、バッテリから供給される入力電圧を、２つのインバータ回路駆動回路及び昇降圧駆動回路が必要な制御電圧（出力電圧）へ変換する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２００８−２８３７６６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
一般に、従来の車載モータ駆動用制御基板は、２つのインバータ回路駆動回路及び昇降圧駆動回路の各々に対応した３つの電源回路を備えている。車載モータ駆動用制御基板が３つの電源回路を備えることにより、仮に、１つの電源回路が故障した場合でも、２つのインバータ回路のうちの一部の動作を継続させることが可能となり、電源の冗長性が確保される。【０００８】
しかしながら、昨今、車載モータ駆動用制御基板のさらなる小型化及び低コスト化が要求されている。さらに、車載モータ駆動用制御基板において、電源の冗長性の確保も重要である。【０００９】
本発明の目的は、電源の冗長性の確保が可能な態様で、車載モータ駆動用制御基板を小型化及び低コスト化することである。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
本発明の一態様に係る車載モータ駆動用制御基板は、１つのプリント回路板からなり、車両に搭載された２つの三相モータ各々に接続された２つのインバータ回路とそれらインバータ回路各々に電力を供給する昇降圧回路とを駆動する回路が形成された基板である。さらに、本発明の一態様に係る車載モータ駆動用制御基板は、以下に示される昇降圧駆動回路と第一インバータ駆動回路と第二インバータ駆動回路と第一電源回路と第二電源回路とを備えている。上記昇降圧駆動回路は、上記昇降圧回路を駆動する回路である。上記第一インバータ駆動回路は、２つの上記インバータ回路の一方を駆動する回路である。上記第二インバータ駆動回路は、２つの上記インバータ回路の他方を駆動する回路である。上記第一電源回路は、上記昇降圧駆動回路、上記第一インバータ駆動回路及び上記第二インバータ駆動回路を構成する複数の要素回路の一部に電力を供給する回路である。上記第二電源回路は、上記昇降圧駆動回路、上記第一インバータ駆動回路及び上記第二インバータ駆動回路を構成する複数の上記要素回路の残りの部分に電力を供給する回路である。
【発明の効果】
【００１１】
以上に示された本発明の一態様に係る車載モータ駆動用制御基板は、３つの電源回路を備える従来の基板と比較して、１つの電源回路が省略された分だけ小型化及び低コスト化が可能である。さらに、この車載モータ駆動用制御基板においては、２つの電源回路が、昇降圧駆動回路及び２つのインバータ駆動回路を構成する複数の要素回路に対して分担して電力（直流電圧）を供給する。そのため、一方の電源回路が故障した場合でも、２つのインバータ回路のうちの一部の動作を継続させる機能（電源の冗長性）を実現することも可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】本発明の第１実施形態に係る車載モータ駆動用制御基板１０を含む車載モータ駆動装置の概略ブロック図である。
【図２】車載モータ駆動用制御基板１０の駆動対象回路の概略構成図である。
【図３】車載モータ駆動用制御基板１０が備える電源回路の一例であるＤＣ−ＤＣコンバータの概略構成図である。
【図４】車載モータ駆動用制御基板１０における制御電圧の供給系統図である。
【図５】車載モータ駆動用制御基板１０が備える２つの電源回路の一方が故障したときの駆動対象回路の動作状態を模式的に表す図である。
【図６】車載モータ駆動用制御基板１０における概略の回路配置及び制御電圧の供給系統を表す図である。
【図７】車載モータ駆動用制御基板１０とそれに接続される半導体モジュールの概略斜視図である。
【図８】本発明の第２実施形態に係る車載モータ駆動用制御基板１０Ａにおける概略の回路配置及び制御電圧の供給系統を表す図である。
【図９】車載モータ駆動用制御基板１０Ａとそれに接続される半導体モジュールの概略斜視図である。
【図１０】本発明の第３実施形態に係る車載モータ駆動用制御基板１０Ｂにおける制御電圧の供給系統図である。
【図１１】本発明の第４実施形態に係る車載モータ駆動用制御基板１０Ｃを含む車載モータ駆動装置の概略ブロック図である。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
以下、添付の図面を参照しながら、本発明の実施形態について説明する。以下の実施形態は、本発明を具体化した一例であり、本発明の技術的範囲を限定する事例ではない。
【００１４】
以下に示される各実施形態における車載モータ駆動用制御基板は、ハイブリッド自動車などの電動車両に搭載される。
【００１５】
＜第１実施形態＞
＜車載モータ駆動装置の概略構成＞
まず、図１，２を参照しつつ、本発明の第１実施形態に係る車載モータ駆動用制御基板１０及びそれを含む車載モータ駆動装置の概略構成について説明する。車載モータ駆動用制御基板１０が搭載される車両には、２つの三相モータ９ａ，９ｂ、それら２つの三相モータ９ａ，９ｂ各々に接続された２つのインバータ回路８ａ，８ｂ、及びそれら２つのインバータ回路８ａ，８ｂ各々に電力を供給する昇降圧回路７も搭載される。
【００１６】
本実施形態においては、２つの三相モータ９ａ，９ｂのうちの一方である第一の三相モータ９ａは、車輪駆動用のモータである。また、２つの三相モータ９ａ，９ｂのうちの他方である第二の三相モータ９ｂは、車輪から伝達される回転駆動力によって電力を回生する電力回生用のモータである。従って、本実施形態における第二の三相モータ９ｂは、三相交流発電機でもある。
【００１７】
また、２つのインバータ回路８ａ，８ｂは、第一の三相モータ９ａに接続された第一インバータ回路８ａと、第二の三相モータ９ｂに接続された第二インバータ回路８ｂとを含む。
【００１８】
図２は、車載モータ駆動用制御基板１０の駆動対象回路である、昇降圧回路７、第一インバータ回路８ａ及び第二インバータ回路８ｂの概略構成図である。なお、図２において、記号ＣＰはチョッパ回路を表し、記号Ｐ、Ｎはそれぞれ昇降圧回路７の出力のＰ相及びＮ相を表し、記号Ｍはモータを表し、記号Ｇは電力回生（発電）を表し、記号Ｕ，Ｖ，Ｗはそれぞれ三相交流のＵ相、Ｖ相及びＷ相を表している。
【００１９】
昇降圧回路７は、チョッパ回路により構成され、高圧バッテリ７０から供給される入力電圧の昇圧変換及び降圧変換を行うことにより、第一インバータ回路８ａ及び第二インバータ回路８ｂが必要なＰ相電位及びＮ相電位を生成する。そのため、昇降圧回路７は、入力電圧を降圧してＮ相電位を生成するＮ相パワースイッチング回路７１と、入力電圧を昇圧してＰ相電位を生成するＰ相パワースイッチング回路７２とを備えている。なお、高圧バッテリ７０の出力電圧は、例えば１００Ｖ以上である。
【００２０】
Ｎ相パワースイッチング回路７１及びＰ相パワースイッチング回路７２は、それぞれＩＧＢＴ（Insulated gate bipolar transistor）とそれに逆並列に接続されたＦＷＤ（Free Wheeling Diode）とで構成され、互いに直列接続されてハーフブリッジを構成している。ＦＷＤは、負荷電流を転流させるためのダイオードである。
【００２１】
Ｎ相パワースイッチング回路７１及びＰ相パワースイッチング回路７２の接続点は、チョークコイル６３を通じて高圧バッテリ７０の正極端に接続されている。また、高電圧の電気を蓄電する第一コンデンサ６１が、高圧バッテリ７０から昇降圧回路７への電圧供給ラインに対し、高圧バッテリ７０と並列に接続されている。
【００２２】
Ｎ相パワースイッチング回路７１の定電位側端子は、昇降圧回路７のＰ相の出力端であり、第一インバータ回路８ａ及び第二インバータ回路８ｂの低電位側の直流電源ラインに接続されている。一方、Ｐ相パワースイッチング回路７２の高電位側端子は、昇降圧回路７のＰ相の出力端であり、第一インバータ回路８ａ及び第二インバータ回路８ｂの高電位側の直流電源ラインに接続されている。
【００２３】
昇降圧回路７は、昇降圧駆動回路２からの駆動信号に従って、所定周波数で断続的に昇圧された直流電圧を出力する。なお、チョッパ回路からなる昇降圧回路７の構成及び動作は周知である。
【００２４】
第一インバータ回路８ａは、Ｎ相側（下アーム側）の三相各々のパワースイッチング回路８１１〜８１３と、Ｐ相側（上アーム側）の三相各々のパワースイッチング回路８１４〜８１６とを備えている。Ｎ相側のＵ相パワースイッチング回路８１１及びＰ相側のＵ相パワースイッチング回路８１４は、昇降圧回路７と同じ回路を構成している。Ｎ相側のＶ相パワースイッチング回路８１２及びＰ相側のＶ相パワースイッチング回路８１５も、昇降圧回路７と同じ回路を構成している。さらに、Ｎ相側のＷ相パワースイッチング回路８１３及びＰ相側のＷ相パワースイッチング回路８１６も、昇降圧回路７と同じ回路を構成している。
【００２５】
第一インバータ回路８ａは、第一インバータ駆動回路１ａからの駆動信号に従って、位相が相互に１２０°異なる三相交流電圧（Ｕ相電圧、Ｖ相電圧、Ｗ相電圧）を出力する。
【００２６】
一方、第二インバータ回路８ｂも、第一インバータ回路８ａと同じ回路を構成している。即ち、第二インバータ回路８ｂは、Ｎ相側のＵ相パワースイッチング回路８２１及びＰ相側のＵ相パワースイッチング回路８２４と、Ｎ相側のＶ相パワースイッチング回路８２２及びＰ相側のＶ相パワースイッチング回路８２５と、Ｎ相側のＷ相パワースイッチング回路８２３及びＰ相側のＷ相パワースイッチング回路８２６とを備えている。
【００２７】
但し、第二インバータ回路８ｂは、第二インバータ駆動回路１ｂからの駆動信号に従って、第二の三相モータ９ｂから供給される三相交流電圧を直流電圧に変換し、第二コンデンサ６２に蓄える。第二コンデンサ６２は、昇降圧回路７からの電圧供給ラインに対して当該第二インバータ回路８ｂと並列に接続されている。なお、三相インバータ回路である第一インバータ回路８ａ及び第二インバータ回路８ｂの構成及び動作は周知である。
【００２８】
＜車載モータ駆動用制御基板の構成＞
次に、図１及び図３，４を参照しつつ、車載モータ駆動用制御基板１０の構成について説明する。
【００２９】
車載モータ駆動用制御基板１０は、１つのプリント回路板からなり、第一インバータ回路８ａと第二インバータ回路８ｂと昇降圧回路７とを駆動する回路が形成された基板である。
【００３０】
図１に示されるように、車載モータ駆動用制御基板１０は、昇降圧駆動回路２、第一インバータ駆動回路１ａ、第二インバータ駆動回路１ｂ、第一電源回路３ａ及び第二電源回路３ｂを備えている。
【００３１】
＜昇降圧駆動回路＞
昇降圧駆動回路２は、昇降圧回路７を駆動する回路である。図４に示されるように、昇降圧駆動回路２は、昇降圧回路７のＮ相パワースイッチング回路７１に駆動信号を出力するＮ相昇降圧駆動回路２０１と、昇降圧回路７のＰ相パワースイッチング回路７２に駆動信号を出力するＰ相昇降圧駆動回路２０２とを備えている。
【００３２】
Ｎ相昇降圧駆動回路２０１は、Ｎ相パワースイッチング回路７１のＩＧＢＴにおけるゲートとエミッタとの間にゲート電圧（駆動信号）を出力する。同様に、Ｐ相昇降圧駆動回路２０２は、Ｐ相パワースイッチング回路７２のＩＧＢＴにおけるゲートとエミッタとの間にゲート電圧（駆動信号）を出力する。なお、Ｎ相昇降圧駆動回路２０１及びＰ相昇降圧駆動回路２０２は、昇降圧駆動回路２の要素回路２００の一例である。
【００３３】
＜インバータ駆動回路＞
第一インバータ駆動回路１ａは、第一インバータ回路８ａを駆動する回路である。図４に示されるように、第一インバータ駆動回路１ａは、第一Ｎ相インバータ駆動回路１１１と、第一Ｐ相インバータ駆動回路１１２とを備えている。第一Ｎ相インバータ駆動回路１１１は、第一インバータ回路８ａにおけるＮ相側（下アーム側）の三相各々のパワースイッチング回路８１１〜８１３に駆動信号を出力する回路である。一方、第一Ｐ相インバータ駆動回路１１２は、第一インバータ回路８ａにおけるＰ相側（上アーム側）の三相各々のパワースイッチング回路８１４〜８１６に駆動信号を出力する回路である。なお、第一Ｎ相インバータ駆動回路１１１及び第一Ｐ相インバータ駆動回路１１２は、第一インバータ駆動回路１ａの要素回路１１０の一例である。
【００３４】
一方、第二インバータ駆動回路１ｂは、第二インバータ回路８ｂを駆動する回路である。図４に示されるように、第二インバータ駆動回路１ｂは、第一インバータ駆動回路１ａと同様に、第二Ｎ相インバータ駆動回路１２１と、第二Ｐ相インバータ駆動回路１２２とを備えている。第二Ｎ相インバータ駆動回路１２１は、第二インバータ回路８ｂにおけるＮ相側の三相各々のパワースイッチング回路８２１〜８２３に駆動信号を出力する回路である。一方、第二Ｐ相インバータ駆動回路１２２は、第二インバータ回路８ｂにおけるＰ相側の三相各々のパワースイッチング回路８２４〜８１６に駆動信号を出力する回路である。なお、駆動信号は、２つのインバータ回路８ａ，８ｂが備えるＩＧＢＴのゲート電圧信号である。なお、第二Ｎ相インバータ駆動回路１２１及び第二Ｐ相インバータ駆動回路１２２は、第二インバータ駆動回路１ｂの要素回路１２０の一例である。
【００３５】
＜電源回路＞
第一電源回路３ａは、昇降圧駆動回路２、第一インバータ駆動回路１ａ及び第二インバータ駆動回路１ｂを構成する複数の要素回路２００，１１０，１２０の一部に直流電力を供給する回路である。同様に、第二電源回路３ｂは、昇降圧駆動回路２、第一インバータ駆動回路１ａ及び第二インバータ駆動回路１ｂを構成する複数の要素回路２００，１１０，１２０の残りの部分に電力を供給する回路である。
【００３６】
即ち、第一電源回路３ａ及び第二電源回路３ｂは、昇降圧駆動回路２及び２つのインバータ駆動回路１ａ，１ｂを構成する複数の要素回路２００，１１０，１２０に対して分担して直流の制御電圧を供給する。
【００３７】
図３は、第一電源回路３ａ及び第二電源回路３ｂの一例であるＤＣ−ＤＣコンバータ３の概略構成図である。ＤＣ−ＤＣコンバータ３は、電源トランス３１、インバータ回路３２、整流回路３３及び出力電圧安定化回路３４を備えている。
【００３８】
電源トランス３１は、１つの一次コイル３１０と複数の二次コイル３１１〜３１６とを備えている。以下の説明において、電源トランス３１における四方の外縁部のうち、一次コイル３１０が配置されている側の外縁部を第一外縁部Ｆ１、その隣の外縁部を第二外縁部Ｆ２、第一外縁部Ｆ１に対し反対側の外縁部を第三外縁部Ｆ３、第二外縁部Ｆ２に対し反対側の外縁部を第四外縁部Ｆ４と称する。
【００３９】
より具体的には、電源トランス３１は、第一外縁部Ｆ１に沿って配列された一次コイル３１０及び複数の二次コイル３１６，３１５と、第三外縁部Ｆ３に沿って配列された複数の二次コイル３１１〜３１４とを備えている。
【００４０】
図３に示される例では、電源トランス３１は、第一外縁部Ｆ１に沿って第二外縁部Ｆ２側から順に配列された一次コイル３１０、第六の二次コイル３１６及び第五の二次コイル３１５を備えている。さらに、図３に示される電源トランス３１は、第三外縁部Ｆ３に沿って第二外縁部Ｆ２側から順に配列された第一の二次コイル３１１、第二の二次コイル３１２、第三の二次コイル３１３及び第四の二次コイル３１４を備えている。即ち、図３に示される例では、電源トランス３１は、１つの一次コイル３１０と６つの二次コイル３１１〜３１６とを備えている。
【００４１】
６つの二次コイル３１１〜３１６のうち、一次コイル３１０の隣に配置された第六の二次コイル３１６は、整流回路３３を介して出力電圧安定化回路３４に接続される。また、残りの第一の二次コイル３１１から第五の二次コイル３１２までの５つの二次コイルは、整流回路３３を介して、車載モータ駆動用制御基板１０に形成された昇降圧駆動回路２、第一インバータ駆動回路１ａ及び第二インバータ駆動回路１ｂを構成する複数の要素回路２００，１１０，１２０のいずれかに接続される。
【００４２】
インバータ回路３２は、低圧バッテリ３０から入力される直流の入力電圧を交流電圧へ変換し、その交流電圧を一次コイル３１０に供給する。なお、低圧バッテリ３０は、例えば、１２Ｖ又は２４Ｖなどの比較的低い電圧を出力するバッテリである。
【００４３】
整流回路３３は、複数の二次コイル３１１〜３１６各々に接続されており、二次コイル３１１〜３１６各々に生じる交流電圧を直流電圧へ変換する。従って、図３に示されるＤＣ−ＤＣコンバータ３は、６つの整流回路３３を備えている。第一の二次コイル３１１から第五の二次コイル３１２までの５つの二次コイル各々に接続された５つの整流回路３３各々の出力端は、制御電圧の出力端である。
【００４４】
図３に示されるＤＣ−ＤＣコンバータ３が、第一電源回路３ａ及び第二電源回路３ｂとして採用された場合、安定して電力を供給できる電源回路を構成することが可能となる。
【００４５】
また、ＤＣ−ＤＣコンバータ３の二次コイルのうち、昇降圧駆動回路２の要素回路２００に接続される二次コイルの絶縁性を高めることにより、電源回路の信頼性が向上する。
【００４６】
出力電圧安定化回路３４は、第六の二次コイル３１６の出力電圧と目標電圧との差に応じてインバータ回路３２に対するフィードバック制御を行うことにより、二次コイル３１１〜３１６各々の出力電圧を目標電圧へ一定化させる。フィードバック制御は、例えば、インバータ回路３２が備える不図示のＭＯＳトランジスタへ出力する制御信号のＰＷＭ（（Pulse Width Modulation）制御である。
【００４７】
図４は、車載モータ駆動用制御基板１０における制御電圧の供給系統図である。図３に示されるＤＣ−ＤＣコンバータ３が第一電源回路３ａ及び第二電源回路３ｂとして採用される場合、第一電源回路３ａ及び第二電源回路３ｂが、図４に示される系統に従って昇降圧駆動回路２、第一インバータ駆動回路１ａ及び第二インバータ駆動回路１ｂに制御電圧を供給することが考えられる。
【００４８】
図４に示される例では、第一電源回路３ａが、昇降圧駆動回路２の一部であるＮ相昇降圧駆動回路２０１と、第一インバータ駆動回路を構成する全ての要素回路１１０である第一Ｎ相インバータ駆動回路１１１及び第一Ｐ相インバータ駆動回路１１２とに電力（制御電圧）を供給する。また、第二電源回路３ｂが、残りの回路、即ち、昇降圧駆動回路２の一部であるＰ相昇降圧駆動回路２０２と、第二インバータ駆動回路１ｂを構成する全ての要素回路１２０である第二Ｎ相インバータ駆動回路１２１及び第二Ｐ相インバータ駆動回路１２２とに電力（制御電圧）を供給する。
【００４９】
また、部品の種類が少なくなればコストがより低減されるという観点において、第一電源回路３ａ及び第二電源回路３ｂは、同一仕様の回路であることが望ましい。なお、同一仕様の回路とは、回路を構成する部品及び部品の接続構造が同じであることを意味する。
【００５０】
＜電源の冗長性＞
第一電源回路３ａ及び第二電源回路３ｂが、図４に示される系統に従って制御電圧を供給する場合、第一電源回路３ａ及び第二電源回路３ｂの一方が故障しても、２つのインバータ回路８ａ，８ｂのうちの一部の動作を継続させることが可能となり、電源の冗長性が確保される。
【００５１】
図５は、第一電源回路３ａが故障したときの駆動対象回路の動作状態を模式的に表す図である。図５において、バツ印が記されている回路は、第一電源回路３ａの故障によって動作が停止する回路である。
【００５２】
第一電源回路３ａが故障した場合、昇降圧駆動回路２のＮ相昇降圧駆動回路２０１と第一インバータ駆動回路１ａとが動作停止の状態となり、そのため、昇降圧回路７のＮ相パワースイッチング回路７１及び第一インバータ回路８ａ全体において、ＩＧＢＴの動作が停止する。
【００５３】
一方、昇降圧駆動回路２のＰ相昇降圧駆動回路２０２と、電力回生用の第二インバータ回路８ｂとは正常に動作し、さらに、昇降圧駆動回路７におけるＮ相側のＦＷＤも正常に動作する。そのため、それら正常に動作する回路及びチョークコイル６３（インダクタンス）は、降圧チョッパ回路を構成し、第二コンデンサ６２の電圧を降圧するとともに、第一コンデンサ６１の充電を行う。
【００５４】
以上に示したように、第一電源回路３ａが故障しても、第二電源回路３ｂが正常であれば、電力回生用の第二インバータ回路８ｂによる第一コンデンサ６１への蓄電動作を継続させることが可能である。さらに、上記の降圧チョッパ回路が母線の電圧を降圧するため、母線の電圧が過剰に上昇して装置が破壊することを防止できるという効果も得られる。
【００５５】
同様に、第二電源回路３ｂが故障しても、第一電源回路３ａが正常であれば、昇降圧駆動回路２のＮ相昇降圧駆動回路２０１と第一インバータ回路８ａとは正常に動作し、さらに、昇降圧駆動回路７におけるＰ相側のＦＷＤも正常に動作する。そのため、それら正常に動作する回路及びチョークコイル６３は、昇圧チョッパ回路を構成し、第二コンデンサ６２の電圧を昇圧する。そのため、第一インバータ回路８ａは、第二コンデンサ６２からの電力供給と第一インバータ駆動回路１ａからの制御信号とによって正常に動作し、第一の三相モータ９ａの駆動が可能となる。
【００５６】
以上に示したように、第二電源回路３ｂが故障しても、第一電源回路３ａが正常であれば、第一インバータ回路８ａによる第一の三相モータ９ａの駆動を継続させることが可能である。
【００５７】
＜回路配置＞
次に、図６，７を参照しつつ、車載モータ駆動用制御基板１０における回路配置について説明する。図６は、車載モータ駆動用制御基板１０における概略の回路配置及び制御電圧の供給系統を表す図である。また、図７は、車載モータ駆動用制御基板１０とそれに接続される半導体モジュール６の概略斜視図である。
【００５８】
図６に示される車載モータ駆動用制御基板１０は、図３に示されるＤＣ−ＤＣコンバータ３からなる第一電源回路３ａ及び第二電源回路３ｂを備え、それら２つの電源回路３ａ，３ｂが、図４に示される系統に従って制御電圧を供給する。以下の説明において、第一電源回路３ａの電源トランス３１のことを第一電源トランス３１ａと称し、第二電源回路３ｂの電源トランス３１のことを第二電源トランス３１ｂと称する。
【００５９】
図６に示されるように、車載モータ駆動用制御基板１０において、第一電源トランス３１ａ及び第二電源トランス３１ｂは、それら各々における第四外縁部Ｆ４が対向する状態で並んで配置されている。
【００６０】
また、第一インバータ駆動回路１ａの一部を構成する要素回路１１０、昇降圧駆動回路２の一部を構成する要素回路２００及び第二インバータ駆動回路１ｂの一部を構成する要素回路１２０が、第一電源トランス３１ａの第三外縁部Ｆ３及び第二電源トランス３１ｂの第一外縁部Ｆ１が位置する側の第一領域Ａ１において、第一電源トランス３１ａの第二外縁部Ｆ２側から順に配列されている。
【００６１】
より具体的には、第一Ｐ相インバータ駆動回路１１２、Ｎ相昇降圧駆動回路２０１及び第二Ｎ相インバータ駆動回路１２１が、第一領域Ａ１において第一電源トランス３１ａの第二外縁部Ｆ２側から順に配列されている。
【００６２】
これら第一領域Ａ１に配列された各要素回路は、第一電源トランス３１ａにおける第三外縁部Ｆ３側に配列された複数の二次コイル３１１〜３１４及び第二電源トランス３１ｂにおける第一外縁部Ｆ１側に配列された二次コイル３１５のいずれかに接続されている。
【００６３】
より具体的には、第一Ｐ相インバータ駆動回路１１２が、第一電源トランス３１ａにおける第一の二次コイル３１１、第二の二次コイル３１２及び第三の二次コイル３１３に接続されており、Ｎ相昇降圧駆動回路２０１が、第一電源トランス３１ａにおける第四の二次コイル３１４に接続されており、第二Ｎ相インバータ駆動回路１２１が、第二電源トランス３１ｂにおける第五の二次コイル３１５に接続されている。
【００６４】
また、第一インバータ駆動回路１ａの残りの部分を構成する要素回路１１０、昇降圧駆動回路２の残りの部分を構成する要素回路２００及び第二インバータ駆動回路１ｂの残りの部分を構成する要素回路１２０が、第一電源トランス３１ａにおける第一外縁部Ｆ１及び第二電源トランス３１ｂにおける第三外縁部Ｆ３が位置する側の第二領域Ａ２において、第一電源トランス３１ａにおける第二外縁部Ｆ２側から順に配列されている。
【００６５】
より具体的には、第一Ｎ相インバータ駆動回路１１１、Ｐ相昇降圧駆動回路２０２及び第二Ｐ相インバータ駆動回路１２２が、第二領域Ａ２において第一電源トランス３１ａの第二外縁部Ｆ２側から順に配列されている。
【００６６】
これら第二領域Ａ２に配列された各要素回路は、第一電源トランス３１ａにおける第一外縁部Ｆ１側に配列された二次コイル３１５及び第二電源トランス３１ｂにおける第三外縁部Ｆ３側に配列された二次コイル３１１〜３１４のいずれかに接続されている。
【００６７】
より具体的には、第一Ｎ相インバータ駆動回路１１１が、第一電源トランス３１ａにおける第五の二次コイル３１５に接続されており、Ｐ相昇降圧駆動回路２０２が、第二電源トランス３１ｂにおける第四の二次コイル３１４に接続されており、第二Ｐ相インバータ駆動回路１２２が、第二電源トランス３１ｂにおける第三の二次コイル３１３、第二の二次コイル３１２及び第一の二次コイル３１１に接続されている。
【００６８】
なお、各要素回路は、図３に示される整流回路３３を介して各二次コイルに接続されているが、図６において、２つの電源回路３ａ，３ｂを構成する電源トランス３１以外の回路の記載は省略されている。
【００６９】
図６に示される回路配置が採用されれば、第一電源トランス３１ａ及び第二電源トランス３１ｂと、２つのインバータ駆動回路１ａ，１ｂ及び昇降圧駆動回路２との間の給電ラインをごく短く形成することが可能となる。
【００７０】
図７に示されるように、車載モータ駆動用制御基板１０には、昇降圧回路７及び２つのインバータ回路８ａ，８ｂを含む半導体モジュール６に接続される複数の接続端子１ｐが設けられている。これら接続端子１ｐは、車載モータ駆動用制御基板１０における２つのインバータ駆動回路１ａ，１ｂ及び昇降圧駆動回路２と、半導体モジュール６における２つのインバータ回路８ａ，８ｂ及び昇降圧回路７とを電気的に接続し、駆動信号を伝送する。
【００７１】
そして、図６に示される車載モータ駆動用制御基板１０は、第一領域Ａ１の裏側に１列に配列された複数の接続端子１ｐと、第二領域Ａ２の裏側に１列に配列された複数の接続端子１ｐとを備えている。即ち、車載モータ駆動用制御基板１０において、昇降圧回路７及び２つのインバータ回路８ａ，８ｂへ駆動信号を供給する接続端子１ｐは、対応する駆動信号を生成する回路の裏側に設けられている。図６に示される回路配置は、車載モータ駆動用制御基板１０における複数の接続端子１ｐが、２列に分かれて配列される場合に好適である。
【００７２】
＜効果＞
以上に示された車載モータ駆動用制御基板１０は、３つの電源回路を備える従来の基板と比較して、１つの電源回路が省略された分だけ小型化及び低コスト化が可能である。さらに、車載モータ駆動用制御基板１０においては、２つの電源回路３ａ，３ｂが、昇降圧駆動回路及び２つのインバータ駆動回路を構成する複数の要素回路２００，１１０，１２０に対して分担して電力（直流電圧）を供給する。そのため、一方の電源回路が故障した場合でも、２つのインバータ回路のうちの一部の動作を継続させる機能（電源の冗長性）を実現することも可能となる。
【００７３】
例えば、図４に示されるように、第一電源回路３ａがＮ相昇降圧駆動回路２０１と第一インバータ駆動回路１ａの全ての要素回路１１０とに電力を供給し、第二電源回路３ｂが、Ｐ相昇降圧駆動回路２０２と第二インバータ駆動回路１ｂの全ての要素回路１２０とに電力を供給すれば、第一電源回路３ａ及び第二電源回路３ｂのいずれか一方の異常時においても、電力回生用の第二インバータ回路８ｂによる第一コンデンサ６１への蓄電機能などの一部の機能を継続させることが可能となる。
【００７４】
なお、図４，６に示される構成において、Ｎ相昇降圧駆動回路２０１の位置及び接続先とＰ相昇降圧駆動回路２０１の位置及び接続先とが入れ替えられた場合でも、図４，６に示される構成により得られる効果と同様の効果が得られる。この場合、Ｐ相昇降圧駆動回路２０２は、第一電源回路３ａにおける第一電源トランス３１ａの第四の二次コイル３１４から電力（制御電圧）の供給を受け、Ｎ相昇降圧駆動回路２０１は、第二電源回路３ｂにおける第二電源トランス３１ｂの第四の二次コイル３１４から電力の供給を受ける。
【００７５】
また、車載モータ駆動用制御基板１０において、第一電源回路３ａ及び第二電源回路３ｂが同一仕様の回路であれば、さらなる低コスト化が可能となる。
【００７６】
また、車載モータ駆動用制御基板１０において、複数の接続端子１ｐが２列に分かれて配列される場合に、図６に示される回路配置が採用されれば、２つの電源回路３ａ，３ｂから各駆動回路への電力の供給経路が短くなり、より安定した電力供給が可能となる。さらに、各駆動回路から昇降圧回路７及び２つのインバータ回路８ａ，８ｂへの駆動信号の供給経路も短くなり、より安定した駆動信号の供給が可能となる。
【００７７】
＜第２実施形態＞
次に、図８，９を参照しつつ、本発明の第２実施形態に係る車載モータ駆動用制御基板１０Ａについて説明する。図８は、車載モータ駆動用制御基板１０Ａにおける概略の回路配置及び制御電圧の供給系統を表す図である。図９は、車載モータ駆動用制御基板１０Ａとそれに接続される半導体モジュール６の概略斜視図である。
【００７８】
車載モータ駆動用制御基板１０Ａは、図１〜７に示された車載モータ駆動用制御基板１０と比較して、回路配置のみが異なる。図８，９において、図１〜７に示される構成要素と同じ構成要素は、同じ参照符号が付されている。以下、車載モータ駆動用制御基板１０Ａにおける車載モータ駆動用制御基板１０と異なる点についてのみ説明する。
【００７９】
車載モータ駆動用制御基板１０Ａは、図３に示されるＤＣ−ＤＣコンバータ３からなる第一電源回路３ａ及び第二電源回路３ｂを備え、それら２つの電源回路３ａ，３ｂが、図４に示される系統に従って制御電圧を供給する。
【００８０】
図８に示されるように、車載モータ駆動用制御基板１０Ａにおいて、第一電源トランス３１ａ及び第二電源トランス３１ｂは、それら各々における第三外縁部Ｆ３が対向する状態で並んで配置されている。
【００８１】
また、第一インバータ駆動回路１ａの一部を構成する要素回路１１０、第一インバータ駆動回路１ａの残りの部分を構成する要素回路１１０、及び昇降圧駆動回路２の一部を構成する要素回路２００が、第一電源トランス３１ａの第二外縁部Ｆ２に対向する領域を含む第一領域Ａ３において、第一電源トランス３１ａの第一外縁部Ｆ１側から順に配列されている。
【００８２】
より具体的には、第一Ｎ相インバータ駆動回路１１１、第一Ｐ相インバータ駆動回路１１２及びＮ相昇降圧駆動回路２０１が、第一領域Ａ３において第一電源トランス３１ａの第一外縁部Ｆ１側から順に配列されている。
【００８３】
これら第一領域Ａ３に配列された各要素回路は、第一電源トランス３１ａにおける複数の二次コイル３１１〜３１５のいずれかに接続されている。
【００８４】
より具体的には、第一Ｎ相インバータ駆動回路１１１が、第一電源トランス３１ａにおける第五の二次コイル３１５に接続されており、第一Ｐ相インバータ駆動回路１１２が、第一電源トランス３１ａにおける第一の二次コイル３１１、第二の二次コイル３１２及び第三の二次コイル３１３に接続されており、Ｎ相昇降圧駆動回路２０１が、第一電源トランス３１ａにおける第四の二次コイル３１４に接続されている。
【００８５】
また、第二インバータ駆動回路１ｂの一部を構成する要素回路１２０、第二インバータ駆動回路１ｂの残りの部分を構成する要素回路１２０及び昇降圧駆動回路２の残りの部分を構成する要素回路２００が、第二電源トランス３１ｂにおける第四外縁部Ｆ４に対向する領域を含む第二領域Ａ４において、第二電源トランス３１ｂにおける第一外縁部Ｆ１側から順に配列されている。図８に示されるように、第二領域Ａ４は、第一領域Ａ３に隣接する領域である。
【００８６】
より具体的には、第二Ｎ相インバータ駆動回路１２１、第二Ｐ相インバータ駆動回路１２２、及びＰ相昇降圧駆動回路２０２が、第二領域Ａ４において第二電源トランス３１ｂの第一外縁部Ｆ１側から順に配列されている。
【００８７】
これら第二領域Ａ４に配列された各要素回路は、第二電源トランス３１ｂにおける複数の二次コイル３１１〜３１５のいずれかに接続されている。
【００８８】
より具体的には、第二Ｎ相インバータ駆動回路１２１が、第二電源トランス３１ｂにおける第五の二次コイル３１５に接続されており、第二Ｐ相インバータ駆動回路１２２が、第二電源トランス３１ｂにおける第二の二次コイル３１２、第三の二次コイル３１３及び第四の二次コイル３１４に接続されており、Ｐ相昇降圧駆動回路２０２が、第二電源トランス３１ｂにおける第一の二次コイル３１１に接続されている。
【００８９】
なお、各要素回路は、図３に示される整流回路３３を介して各二次コイルに接続されているが、図８において、２つの電源回路３ａ，３ｂを構成する電源トランス３１以外の回路の記載は省略されている。
【００９０】
図８に示される回路配置が採用されれば、２つのインバータ駆動回路１ａ，１ｂの要素回路１１０，１２０及び昇降圧駆動回路２の要素回路２００が一列に配列される状態において、第一電源トランス３１ａ及び第二電源トランス３１ｂと、２つのインバータ駆動回路１ａ，１ｂ及び昇降圧駆動回路２との間の給電ラインを短く形成することが可能となる。
【００９１】
図９に示されるように、車載モータ駆動用制御基板１０Ａには、半導体モジュール６に接続される複数の接続端子１ｐが設けられている。これら接続端子１ｐは、車載モータ駆動用制御基板１０Ａにおける２つのインバータ駆動回路１ａ，１ｂ及び昇降圧駆動回路２と、半導体モジュール６における２つのインバータ回路８ａ，８ｂ及び昇降圧回路７とを電気的に接続し、駆動信号を伝送する。
【００９２】
そして、図８に示される車載モータ駆動用制御基板１０Ａは、第一領域Ａ３及び第二領域Ａ４の裏側に１列に配列された複数の接続端子１ｐを備えている。即ち、車載モータ駆動用制御基板１０Ａにおいて、昇降圧回路７及び２つのインバータ回路８ａ，８ｂへ駆動信号を供給する接続端子１ｐは、対応する駆動信号を生成する回路の裏側に設けられている。図８に示される回路配置は、車載モータ駆動用制御基板１０Ａにおける複数の接続端子１ｐが、１列に配列される場合に好適である。
【００９３】
＜効果＞
車載モータ駆動用制御基板１０Ａが採用されれば、車載モータ駆動用制御基板１０が採用される場合と同様の効果が得られる。
【００９４】
また、車載モータ駆動用制御基板１０Ａにおいて、複数の接続端子１ｐが１列に配列される場合に、図８に示される回路配置が採用されれば、２つの電源回路３ａ，３ｂから各駆動回路への電力の供給経路が短くなり、より安定した電力供給が可能となる。さらに、各駆動回路から昇降圧回路７及び２つのインバータ回路８ａ，８ｂへの駆動信号の供給経路も短くなり、より安定した駆動信号の供給が可能となる。
【００９５】
＜第３実施形態＞
次に、図１０を参照しつつ、本発明の第３実施形態に係る車載モータ駆動用制御基板１０Ｂについて説明する。図１０は、車載モータ駆動用制御基板１０Ｂにおける制御電圧の供給系統図である。
【００９６】
車載モータ駆動用制御基板１０Ｂは、図１〜７に示された車載モータ駆動用制御基板１０と比較して、２つの電源回路３ａ，３ｂから各駆動回路への電力（制御電圧）の供給系統が異なる。図１０において、図１〜７に示される構成要素と同じ構成要素は、同じ参照符号が付されている。以下、車載モータ駆動用制御基板１０Ｂにおける車載モータ駆動用制御基板１０と異なる点について説明する。
【００９７】
車載モータ駆動用制御基板１０Ｂにおいて、２つの電源回路３ａ，３ｂは、図１０に示される系統に従って各駆動回路の要素回路へ制御電圧を供給する。
【００９８】
図１０に示されるように、車載モータ駆動用制御基板１０Ｂにおいて、第一電源回路３ａは、昇降圧駆動回路２を構成するＮ相昇降圧駆動回路２０１及びＰ相昇降圧駆動回路２０２と、第一インバータ駆動回路１ａの一部を構成する第一Ｎ相インバータ駆動回路１１１と、第二インバータ駆動回路１ｂの一部を構成する第二Ｎ相インバータ駆動回路１２１とに電力（制御電圧）を供給する。
【００９９】
一方、車載モータ駆動用制御基板１０Ｂにおいて、第二電源回路３ｂは、残りの回路、即ち、第一インバータ駆動回路１ａの残りの部分を構成する第一Ｐ相インバータ駆動回路１１２と、第二インバータ駆動回路１ｂの残りの部分を構成する第二Ｐ相インバータ駆動回路１２２とに電力（制御電圧）を供給する。
【０１００】
＜効果＞
車載モータ駆動用制御基板１０Ｂが採用される場合、車載モータ駆動用制御基板１０，１０Ａが採用される場合と同様に、１つの電源回路が省略された分だけ小型化及び低コスト化の効果が得られる。
【０１０１】
なお、２つの電源回路３ａ，３ｂから各駆動回路の要素回路への制御電圧の供給のパターンとしては、図４，６，８に示されるパターン以外にも各種のパターンが考えられる。
【０１０２】
＜第４実施形態＞
次に、図１１を参照しつつ、本発明の第４実施形態に係る車載モータ駆動用制御基板１０Ｃについて説明する。図１１は、車載モータ駆動用制御基板１０Ｃを含む車載モータ駆動装置の概略ブロック図である。
【０１０３】
車載モータ駆動用制御基板１０Ｃは、図１〜１０に示された車載モータ駆動用制御基板１０，１０Ａ，１０Ｂのうちのいずれか１つと比較して、保護回路４が追加された構成を備えている。図１１において、図１〜１０に示される構成要素と同じ構成要素は、同じ参照符号が付されている。以下、車載モータ駆動用制御基板１０Ｃにおける車載モータ駆動用制御基板１０，１０Ａ，１０Ｂと異なる点についてのみ説明する。
【０１０４】
図１１に示されるように、車載モータ駆動用制御基板１０Ｃは、車載モータ駆動用制御基板１０，１０Ａ，１０Ｂが備える構成要素に加え、さらに保護回路４を備えている。
【０１０５】
保護回路４は、昇降圧回路７及び２つのインバータ回路８ａ，８ｂの各々から各回路の状態を表す状態信号を入力する。状態信号は、例えば、各回路に設けられたセンサの検出信号である。各回路に設けられるセンサは、例えば、電圧センサ、電流センサ及び温度センサのうちの１つ又は複数を含む。
【０１０６】
そして、保護回路４は、昇降圧回路７及び２つのインバータ回路８ａ，８ｂの各々から得られる状態信号に基づく予め定められた異常条件が成立した場合に、昇降圧回路７及び２つのインバータ回路８ａ，８ｂのうち成立した異常条件に対応する回路に出力される駆動信号を予め定められたフェールセーフ信号（安全側制御信号）に切り替える。なお、駆動信号が昇降圧駆動回路２及び２つのインバータ駆動回路８ａ，８ｂの各々からそれに対応する昇降圧回路７及び２つのインバータ回路８ａ，８ｂのいずれかへ出力される信号であることは言うまでもない。
【０１０７】
例えば、保護回路４は、昇降圧回路７及び２つのインバータ回路８ａ，８ｂのいずれかから得られた状態信号が予め定められた異常条件を満たした場合に、その状態信号の入力元の回路に出力される駆動信号を、予め定められたフェールセーフ信号へ切り替える。即ち、保護回路４は、入力した状態信号に基づく異常条件が成立した場合に、昇降圧回路７及び２つのインバータ回路８ａ，８ｂのうち成立した異常条件に対応する回路に出力される駆動信号をフェールセーフ信号に切り替える。
【０１０８】
ここで、フェールセーフ信号は、成立した異常条件に対応するパワースイッチング回路のＩＧＢＴをオフにする信号である。また、異常条件は、例えば、状態信号に基づいて過電圧、過電流又は過剰高温であることを判別する条件である。
【０１０９】
＜効果＞
車載モータ駆動用制御基板１０Ｃが採用されれば、車載モータ駆動用制御基板１０が採用される場合と同様の効果が得られる。
【０１１０】
さらに、車載モータ駆動用制御基板１０Ｃが採用されれば、昇降圧回路７及び２つのインバータ回路８ａ，８ｂにおけるパワースイッチング回路などの破損を回避することが可能となり、装置の信頼性が向上する。
【０１１１】
なお、本発明は、その発明の範囲内において、各実施形態を自由に組み合わせること、或いは各実施形態を適宜、変形又は省略することによって構成されることも可能である。
【符号の説明】
【０１１２】
２  昇降圧駆動回路、３  ＤＣ−ＤＣコンバータ（電源回路）、４  保護回路、６  半導体モジュール、７  昇降圧回路、１０，１０Ａ，１０Ｂ，１０Ｃ  車載モータ駆動用制御基板、３０  低圧バッテリ、３１，３１ａ，３１ｂ  電源トランス、３２  インバータ回路、３３  整流回路、３４  出力電圧安定化回路、６１  第一コンデンサ、６２  第二コンデンサ、６３  チョークコイル、７０  高圧バッテリ、７１  Ｎ相パワースイッチング回路、７２  Ｐ相パワースイッチング回路、１１０  第一インバータ駆動回路の要素回路、１１１  第一Ｎ相インバータ駆動回路、１１２  第一Ｐ相インバータ駆動回路、１２０  第二インバータ駆動回路の要素回路、１２１  第二Ｎ相インバータ駆動回路、１２２  第二Ｐ相インバータ駆動回路、２００  昇降圧駆動回路の要素回路、２０１  Ｎ相昇降圧駆動回路、２０２  Ｐ相昇降圧駆動回路、３１０  一次コイル、３１１〜３１６  二次コイル、８１１，８２１  Ｎ相側のＵ相パワースイッチング回路、８１２，８２２  Ｎ相側のＶ相パワースイッチング回路、８１３，８２３  Ｎ相側のＷ相パワースイッチング回路、８１４，８２４  Ｐ相側のＵ相パワースイッチング回路、８１５，８２５  Ｐ相側のＶ相パワースイッチング回路、８１６，８２６  Ｐ相側のＷ相パワースイッチング回路、１ａ  第一インバータ駆動回路、１ｂ  第二インバータ駆動回路、１ｐ  接続端子、３ａ  第一電源回路、３ｂ  第二電源回路、８１１〜８１６，８２１〜８２６  パワースイッチング回路、８ａ，８ｂ  インバータ回路、９ａ，９ｂ  三相モータ、Ａ１，Ａ３  第一領域、Ａ２，Ａ４  第二領域、Ｆ１  電源トランスの第一外縁部、Ｆ２  電源トランスの第二外縁部、Ｆ３  電源トランスの第三外縁部、Ｆ４  電源トランスの第四外縁部。
【図１】
2014010061.tif 000003
【図２】
2014010061.tif 000004
【図３】
2014010061.tif 000005
【図４】
2014010061.tif 000006
【図５】
2014010061.tif 000007
【図６】
2014010061.tif 000008
【図７】
2014010061.tif 000009
【図８】
2014010061.tif 000010
【図９】
2014010061.tif 000011
【図１０】
2014010061.tif 000012
【図１１】
2014010061.tif 000013
【手続補正書】
【提出日】平成27年7月17日(2015.7.17)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
１つのプリント回路板からなり、車両に搭載された２つの三相モータ各々に接続された２つのインバータ回路とそれらインバータ回路各々に電力を供給する昇降圧回路とを駆動する回路が形成された車載モータ駆動用制御基板であって、
前記昇降圧回路を駆動する昇降圧駆動回路と、
２つの前記インバータ回路の一方を駆動する第一インバータ駆動回路と、
２つの前記インバータ回路の他方を駆動する第二インバータ駆動回路と、
前記昇降圧駆動回路、前記第一インバータ駆動回路及び前記第二インバータ駆動回路を構成する複数の要素回路の一部に電力を供給する第一電源回路と、
前記昇降圧駆動回路、前記第一インバータ駆動回路及び前記第二インバータ駆動回路を構成する複数の前記要素回路のうち前記第一電源回路が電力を分担しない残りの部分に電力を供給する第二電源回路と、を備える車載モータ駆動用制御基板。
【請求項２】
請求項１に記載の車載モータ駆動用制御基板であって、
前記昇降圧駆動回路は、
前記昇降圧回路におけるＮ相電位を生成する回路を駆動する前記要素回路であるＮ相昇降圧駆動回路と、
前記昇降圧回路におけるＰ相電位を生成する回路を駆動する前記要素回路であるＰ相昇降圧駆動回路と、を備え、
前記第一電源回路は、前記Ｎ相昇降圧駆動回路及び前記Ｐ相昇降圧駆動回路のうちの一方と前記第一インバータ駆動回路を構成する全ての前記要素回路とに電力を供給し、
前記第二電源回路は、前記Ｎ相昇降圧駆動回路及び前記Ｐ相昇降圧駆動回路のうちの残りの一方と前記第二インバータ駆動回路を構成する全ての前記要素回路とに電力を供給する、車載モータ駆動用制御基板。
【請求項３】
請求項１に記載の車載モータ駆動用制御基板であって、
前記第一電源回路及び前記第二電源回路は同一仕様の回路である、車載モータ駆動用制御基板。
【請求項４】
請求項１に記載の車載モータ駆動用制御基板であって、
前記第一電源回路及び前記第二電源回路の各々は、
四方の外縁部のうちの第一の外縁部に沿って前記第一の外縁部の隣の第二の外縁部側から順に配列された一次コイル及び複数の二次コイルと、
前記第一の外縁部に対し反対側の第三の外縁部に沿って前記第二の外縁部側から順に配列された複数の二次コイルと、を有する電源トランスを備え、
前記第一電源回路の前記電源トランス及び前記第二電源回路の前記電源トランスは、それら各々における前記第二の外縁部に対し反対側の第四の外縁部が対向する状態で並んで配置されており、
前記第一インバータ駆動回路の一部を構成する前記要素回路、前記昇降圧駆動回路の一部を構成する前記要素回路及び前記第二インバータ駆動回路の一部を構成する前記要素回路は、前記第一電源回路の前記電源トランスにおける前記第三の外縁部及び前記第二電源回路の前記電源トランスにおける前記第一の外縁部が位置する側の第一領域において前記第一電源回路の前記電源トランスにおける前記第二の外縁部側から順に配列されているとともに、前記第一電源回路の前記電源トランスにおける前記第三の外縁部側に配列された前記二次コイル及び前記第二電源回路の前記電源トランスにおける前記第一の外縁部側に配列された前記二次コイルに接続されており、
前記第一インバータ駆動回路の残りの部分を構成する前記要素回路、前記昇降圧駆動回路の残りの部分を構成する前記要素回路及び前記第二インバータ駆動回路の残りの部分を構成する前記要素回路は、前記第一電源回路の前記電源トランスにおける前記第一の外縁部及び前記第二電源回路の前記電源トランスにおける前記第三の外縁部が位置する側の第二領域において前記第一電源回路の前記電源トランスにおける前記第二の外縁部側から順に配列されているとともに、前記第一電源回路の前記電源トランスにおける前記第一の外縁部側に配列された前記二次コイル及び前記第二電源回路の前記電源トランスにおける前記第三の外縁部側に配列された前記二次コイルに接続されている、車載モータ駆動用制御基板。
【請求項５】
請求項１に記載の車載モータ駆動用制御基板であって、
前記第一電源回路及び前記第二電源回路の各々は、
四方の外縁部のうちの第一の外縁部に沿って前記第一の外縁部の隣の第二の外縁部側から順に配列された一次コイル及び複数の二次コイルと、
前記第一の外縁部に対し反対側の第三の外縁部に沿って前記第二の外縁部側から順に配列された複数の二次コイルと、を有する電源トランスを備え、
前記第一電源回路の前記電源トランス及び前記第二電源回路の前記電源トランスは、それら各々における前記第三の外縁部が対向する状態で並んで配置されており、
前記第一インバータ駆動回路の一部を構成する前記要素回路、前記第一インバータ駆動回路の残りの部分を構成する前記要素回路及び前記昇降圧駆動回路の一部を構成する前記要素回路は、前記第一電源回路の前記電源トランスにおける前記第二の外縁部に対向する領域を含む第一領域において、前記第一電源回路の前記電源トランスにおける前記第一の外縁部側から順に配列されているとともに、前記第一電源回路の前記電源トランスにおける前記二次コイルに接続されており、
前記第二インバータ駆動回路の一部を構成する前記要素回路、前記第二インバータ駆動回路の残りの部分を構成する前記要素回路及び前記昇降圧駆動回路の残りの部分を構成する前記要素回路は、前記第二電源回路の前記電源トランスにおける前記第二の外縁部に対し反対側の第四の外縁部に対向する領域を含み前記第一領域に隣接する第二領域において、前記第二電源回路の前記電源トランスにおける前記第一の外縁部側から順に配列されているとともに、前記第二電源回路の前記電源トランスにおける前記二次コイルに接続されている、車載モータ駆動用制御基板。
【請求項６】
請求項１に記載の車載モータ駆動用制御基板であって、
前記昇降圧回路及び２つの前記インバータ回路の各々から各回路の状態を表す状態信号を入力し、該状態信号に基づく予め定められた異常条件が成立した場合に、前記昇降圧回路及び２つの前記インバータ回路のうち成立した前記異常条件に対応する回路に出力される駆動信号を予め定められた安全側制御信号に切り替える保護回路をさらに備える、車載モータ駆動用制御基板。
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１０
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１０】
本発明の一態様に係る車載モータ駆動用制御基板は、１つのプリント回路板からなり、車両に搭載された２つの三相モータ各々に接続された２つのインバータ回路とそれらインバータ回路各々に電力を供給する昇降圧回路とを駆動する回路が形成された基板である。さらに、本発明の一態様に係る車載モータ駆動用制御基板は、以下に示される昇降圧駆動回路と第一インバータ駆動回路と第二インバータ駆動回路と第一電源回路と第二電源回路とを備えている。上記昇降圧駆動回路は、上記昇降圧回路を駆動する回路である。上記第一インバータ駆動回路は、２つの上記インバータ回路の一方を駆動する回路である。上記第二インバータ駆動回路は、２つの上記インバータ回路の他方を駆動する回路である。上記第一電源回路は、上記昇降圧駆動回路、上記第一インバータ駆動回路及び上記第二インバータ駆動回路を構成する複数の要素回路の一部に電力を供給する回路である。上記第二電源回路は、上記昇降圧駆動回路、上記第一インバータ駆動回路及び上記第二インバータ駆動回路を構成する複数の上記要素回路のうち前記第一電源回路が電力を分担しない残りの部分に電力を供給する回路である。
【手続補正３】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００２２
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００２２】
Ｎ相パワースイッチング回路７１の低電位側端子は、昇降圧回路７のＮ相の出力端であり、第一インバータ回路８ａ及び第二インバータ回路８ｂの低電位側の直流電源ラインに接続されている。一方、Ｐ相パワースイッチング回路７２の高電位側端子は、昇降圧回路７のＰ相の出力端であり、第一インバータ回路８ａ及び第二インバータ回路８ｂの高電位側の直流電源ラインに接続されている。
【手続補正４】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００３４
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００３４】
一方、第二インバータ駆動回路１ｂは、第二インバータ回路８ｂを駆動する回路である。図４に示されるように、第二インバータ駆動回路１ｂは、第一インバータ駆動回路１ａと同様に、第二Ｎ相インバータ駆動回路１２１と、第二Ｐ相インバータ駆動回路１２２とを備えている。第二Ｎ相インバータ駆動回路１２１は、第二インバータ回路８ｂにおけるＮ相側の三相各々のパワースイッチング回路８２１〜８２３に駆動信号を出力する回路である。一方、第二Ｐ相インバータ駆動回路１２２は、第二インバータ回路８ｂにおけるＰ相側の三相各々のパワースイッチング回路８２４〜８２６に駆動信号を出力する回路である。なお、駆動信号は、２つのインバータ回路８ａ，８ｂが備えるＩＧＢＴのゲート電圧信号である。なお、第二Ｎ相インバータ駆動回路１２１及び第二Ｐ相インバータ駆動回路１２２は、第二インバータ駆動回路１ｂの要素回路１２０の一例である。
【手続補正５】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００４１
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００４１】
６つの二次コイル３１１〜３１６のうち、一次コイル３１０の隣に配置された第六の二次コイル３１６は、整流回路３３を介して出力電圧安定化回路３４に接続される。また、残りの第一の二次コイル３１１から第五の二次コイル３１５までの５つの二次コイルは、整流回路３３を介して、車載モータ駆動用制御基板１０に形成された昇降圧駆動回路２、第一インバータ駆動回路１ａ及び第二インバータ駆動回路１ｂを構成する複数の要素回路２００，１１０，１２０のいずれかに接続される。
【手続補正６】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００４３
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００４３】
整流回路３３は、複数の二次コイル３１１〜３１６各々に接続されており、二次コイル３１１〜３１６各々に生じる交流電圧を直流電圧へ変換する。従って、図３に示されるＤＣ−ＤＣコンバータ３は、６つの整流回路３３を備えている。第一の二次コイル３１１から第五の二次コイル３１５までの５つの二次コイル各々に接続された５つの整流回路３３各々の出力端は、制御電圧の出力端である。
【手続補正７】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００４６
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００４６】
出力電圧安定化回路３４は、第六の二次コイル３１６の出力電圧と目標電圧との差に応じてインバータ回路３２に対するフィードバック制御を行うことにより、二次コイル３１１〜３１６各々の出力電圧を目標電圧へ一定化させる。フィードバック制御は、例えば、インバータ回路３２が備える不図示のＭＯＳトランジスタへ出力する制御信号のＰＷＭ（Pulse Width Modulation）制御である。
【手続補正８】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００５３
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００５３】
一方、昇降圧駆動回路２のＰ相昇降圧駆動回路２０２と、電力回生用の第二インバータ回路８ｂとは正常に動作し、さらに、昇降圧回路７におけるＮ相側のＦＷＤも正常に動作する。そのため、それら正常に動作する回路及びチョークコイル６３（インダクタンス）は、降圧チョッパ回路を構成し、第二コンデンサ６２の電圧を降圧するとともに、第一コンデンサ６１の充電を行う。
【手続補正９】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００５５
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００５５】
同様に、第二電源回路３ｂが故障しても、第一電源回路３ａが正常であれば、昇降圧駆動回路２のＮ相昇降圧駆動回路２０１と第一インバータ回路８ａとは正常に動作し、さらに、昇降圧回路７におけるＰ相側のＦＷＤも正常に動作する。そのため、それら正常に動作する回路及びチョークコイル６３は、昇圧チョッパ回路を構成し、第二コンデンサ６２の電圧を昇圧する。そのため、第一インバータ回路８ａは、第二コンデンサ６２からの電力供給と第一インバータ駆動回路１ａからの制御信号とによって正常に動作し、第一の三相モータ９ａの駆動が可能となる。
【手続補正１０】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００７４
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００７４】
なお、図４，６に示される構成において、Ｎ相昇降圧駆動回路２０１の位置及び接続先とＰ相昇降圧駆動回路２０２の位置及び接続先とが入れ替えられた場合でも、図４，６に示される構成により得られる効果と同様の効果が得られる。この場合、Ｐ相昇降圧駆動回路２０２は、第一電源回路３ａにおける第一電源トランス３１ａの第四の二次コイル３１４から電力（制御電圧）の供給を受け、Ｎ相昇降圧駆動回路２０１は、第二電源回路３ｂにおける第二電源トランス３１ｂの第四の二次コイル３１４から電力の供給を受ける。
【手続補正１１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０１０６
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０１０６】
そして、保護回路４は、昇降圧回路７及び２つのインバータ回路８ａ，８ｂの各々から得られる状態信号に基づく予め定められた異常条件が成立した場合に、昇降圧回路７及び２つのインバータ回路８ａ，８ｂのうち成立した異常条件に対応する回路に出力される駆動信号を予め定められたフェールセーフ信号（安全側制御信号）に切り替える。なお、駆動信号が昇降圧駆動回路２及び２つのインバータ駆動回路１ａ，１ｂの各々からそれに対応する昇降圧回路７及び２つのインバータ回路８ａ，８ｂのいずれかへ出力される信号であることは言うまでもない。
【国際調査報告】
2014010061.tif 000014
2014010061.tif 000015