(57)【要約】【課題】配線が簡素化されたインバータ装置を提供する。【解決手段】正極導体７１はリアフレーム６８の表面の外周部に形成される。負極導体７２は、正極導体７１の内側に形成される。導体板８０，８３，８６は正極導体７１上に形成される。導体板８１，８２，８４，８５，８７，８８は、正極導体７１と負極導体７２との間に形成される。ＩＧＢＴＱ３，Ｑ５，Ｑ７およびダイオードＤ３，Ｄ５，Ｄ７はそれぞれ導体板８０，８３，８６上に形成される。ＩＧＢＴＱ４，Ｑ６，Ｑ８およびダイオードＤ４，Ｄ６，Ｄ８は、それぞれ、導体板８１，８４，８７上に形成される。導体板８１，８４，８７は、それぞれ、モータのＵ相、Ｖ相、Ｗ相に接続される。【選択図】        図４
2004201462.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
多相電動機の端面に配置されるインバータ装置であって、
各々が、前記多相電動機の回転軸から径方向に延伸する上アームおよび下アームを有する複数のアームと、
前記複数のアームに含まれる複数の上アームの正極側を接続し、かつ、前記多相電動機に含まれる回転子の回転方向に延伸する正極導体と、
前記複数のアームに含まれる複数の下アームの負極側を接続し、前記回転子の回転方向に延伸する負極導体と、
前記正極導体と前記負極導体との間に前記複数のアームに対応して配置され、前記上アームと前記下アームとの中点と電気的に同電位となる複数の出力導体とを備えるインバータ装置。
【請求項２】
前記負極導体は、前記正極導体よりも前記多相電動機の回転軸側に配置される、請求項１に記載のインバータ装置。
【請求項３】
前記複数のアームの各々は、前記上アームおよび前記下アームにそれぞれ対応する第１および第２のフライホイールダイオードをさらに有し、
前記第１および第２のフライホイールダイオードは、前記径方向に延伸する、請求項１または請求項２に記載のインバータ装置。
【請求項４】
前記上アームおよび前記下アームを駆動制御する駆動回路をさらに備え、
前記駆動回路は、前記複数のアームの隣接する２つのアーム間に配置される、請求項１に記載のインバータ装置。
【請求項５】
前記複数の下アームの各々は、前記出力導体上に配置される、請求項１または請求項２に記載のインバータ装置。
【請求項６】
前記複数のアームに対応して設けられ、各々の一方端が前記出力導体に接続された複数のシャント抵抗と、
前記複数のアームに対応して設けられ、各々が前記シャント抵抗の他方端を前記正極導体をバイパスしてモータの各相に接続する複数のシャント抵抗用導体とをさらに備える、請求項１または請求項４に記載のインバータ装置。
【請求項７】
複数のアームの隣接する２つのアーム、および前記２つのアームに対応する２つのシャント抵抗用導体は、前記駆動回路に対して線対称に配置される、請求項６に記載のインバータ装置。
【請求項８】
多相電動機と、
前記多相電動機の端面に配置されるインバータ装置とを備え、
前記インバータ装置は、
各々が、前記多相電動機の回転軸から径方向に延伸する上アームおよび下アームを有する複数のアームと、
前記複数のアームに含まれる複数の上アームの正極側を接続し、かつ、前記多相電動機に含まれる回転子の回転方向に延伸する正極導体と、
前記複数のアームに含まれる複数の下アームの負極側を接続し、前記回転子の回転方向に延伸する負極導体と、
前記正極導体と前記負極導体との間に前記複数のアームに対応して配置され、前記上アームと前記下アームとの中点と電気的に同電位となる複数の出力導体とを含む、電動機一体インバータ装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、モータの端面に一体的に取り付けられるインバータ装置およびそれを用いた電動機一体インバータ装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
最近、環境に配慮した自動車としてハイブリッド自動車（Ｈｙｂｒｉｄ  Ｖｅｈｉｃｌｅ）および電気自動車（Ｅｌｅｃｔｒｉｃ  Ｖｅｈｉｃｌｅ）が大きな注目を集めている。そして、ハイブリッド自動車は、一部、実用化されている。
【０００３】
このハイブリッド自動車は、従来のエンジンに加え、直流電源とインバータとインバータによって駆動されるモータとを動力源とする自動車である。つまり、エンジンを駆動することにより動力源を得るとともに、直流電源からの直流電圧をインバータによって交流電圧に変換し、その変換した交流電圧によりモータを回転することによって動力源を得るものである。また、電気自動車は、直流電源とインバータとインバータによって駆動されるモータとを動力源とする自動車である。
【０００４】
このようなハイブリッド自動車または電気自動車は、たとえば、図１２に示すようなモータ駆動装置３００を搭載している（特開平５−２９２７０３号公報）。図１２を参照して、モータ駆動装置３００は、直流電源Ｂと、コンデンサ３０１〜３０３と、インバータ３１０とを備える。
【０００５】
コンデンサ３０１〜３０３は、電源ライン３２０とアースライン３２１との間に並列に接続される。
【０００６】
インバータ３１０は、Ｕ相アーム３１７と、Ｖ相アーム３１８と、Ｗ相アーム３１９とを含む。Ｕ相アーム３１７、Ｖ相アーム３１８、およびＷ相アーム３１９は、電源ライン３２０とアースライン３２１との間に並列に接続される。
【０００７】
Ｕ相アーム３１７は、電源ライン３２０とアースライン３２１との間に直列に接続されたＮＰＮトランジスタ３１１，３１２から成り、Ｖ相アーム３１８は、電源ライン３２０とアースライン３２１との間に直列に接続されたＮＰＮトランジスタ３１３，３１４から成り、Ｗ相アーム３１９は、電源ライン３２０とアースライン３２１との間に直列に接続されたＮＰＮトランジスタ３１５，３１６から成る。
【０００８】
ＮＰＮトランジスタ３１１，３１３，３１５のコレクタは、電源ライン３２０に接続される。ＮＰＮトランジスタ３１２，３１４，３１６のエミッタは、アースライン３２１に接続される。ＮＰＮトランジスタ３１１，３１３，３１５のエミッタは、それぞれ、ＮＰＮトランジスタ３１２，３１４，３１６のコレクタに接続される。
【０００９】
ＮＰＮトランジスタ３１１とＮＰＮトランジスタ３１２との中間点、すなわち、ＮＰＮトランジスタ３１１のエミッタおよびＮＰＮトランジスタ３１２のコレクタは、モータ（図示せず）のＵ相コイルの一方端に接続される。また、ＮＰＮトランジスタ３１３とＮＰＮトランジスタ３１４との中間点、すなわち、ＮＰＮトランジスタ３１３のエミッタおよびＮＰＮトランジスタ３１４のコレクタは、モータ（図示せず）のＶ相コイルの一方端に接続される。さらに、ＮＰＮトランジスタ３１５とＮＰＮトランジスタ３１６との中間点、すなわち、ＮＰＮトランジスタ３１５のエミッタおよびＮＰＮトランジスタ３１６のコレクタは、モータ（図示せず）のＷ相コイルの一方端に接続される。
【００１０】
直流電源Ｂは、直流電圧を出力する。
コンデンサ３０１〜３０３は、直流電源Ｂから供給された直流電圧を平滑化し、その平滑化した直流電圧をインバータ３１０へ供給する。なお、直流電源Ｂからの直流電圧を平滑化するために３個のコンデンサ３０１〜３０３が設けられているのは、後述するように、インバータ３１０のＵ相アーム３１７、Ｖ相アーム３１８およびＷ相アーム３１９がモータの回転軸に対称に設けられるからである。そして、コンデンサ３０１は、平滑化した直流電圧をＵ相アーム３１７へ供給し、コンデンサ３０２は、平滑化した直流電圧をＶ相アーム３１８へ供給し、コンデンサ３０３は、平滑化した直流電圧をＷ相アーム３１９へ供給する。
【００１１】
インバータ３１０は、コンデンサ３０１〜３０３を介して供給された直流電圧を、制御装置（図示せず）からの制御信号に基づいてＮＰＮトランジスタ３１１〜３１６をオン／オフすることにより交流電圧に変換し、その変換した交流電圧をモータのＵ相、Ｖ相およびＷ相へ供給してモータを駆動する。
【００１２】
図１３は、図１２に示すコンデンサ３０１〜３０３およびインバータ３１０をモータの端面に設けたインバータ一体型のモータ装置の概念図である。図１３を参照して、モータ装置３３０は、モータ３３１と、ヒートシンク３３２と、コントローラ３３３とを備える。ヒートシンク３３２は、モータ３３１の一方の端面に設けられ、コントローラ３３３を冷却する。コントローラ３３３は、ヒートシンク３３２のモータ３３１の配置側とは反対側の端面に設けられる。そして、コントローラ３３３は、図１２に示すコンデンサ３０１〜３０３とインバータ３１０とを含む。
【００１３】
図１４は、図１３のＡ方向から見たコントローラ３３３の平面図を示す。図１４を参照して、コントローラ３３３は、コンデンサ３０１〜３０３と、ＮＰＮトランジスタ３１１〜３１６と、バスバー３４０，３５０，３６１〜３６３，３７１〜３７３，３８１〜３８３とを含む。
【００１４】
Ｕ相アーム３１７、Ｖ相アーム３１８およびＷ相アーム３１９は、相互に１２０°の角度を成すように配置される。また、コンデンサ３０１〜３０３は、相互に１２０°の角度を成すように配置される。そして、コンデンサ３０１は、Ｕ相アーム３１７とＶ相アーム３１８との間に配置され、コンデンサ３０２は、Ｖ相アーム３１８とＷ相アーム３１９との間に配置され、コンデンサ３０３は、Ｗ相アーム３１９とＵ相アーム３１７との間に配置される。
【００１５】
バスバー３４０は、アーム３４１〜３４３を有するＹ字形状から成る。そして、バスバー３４０は、その中心がモータ３３１の回転軸に一致するプラス給電点９０を介して電源ライン３２０に接続される。アーム３４１は、ＮＰＮトランジスタ３１１のコレクタに接続され、アーム３４２は、ＮＰＮトランジスタ３１３のコレクタに接続され、アーム３４３は、ＮＰＮトランジスタ３１５のコレクタに接続される。
【００１６】
バスバー３５０は、正三角形状の平板部と、アーム３５１〜３５３とを有する。そして、アーム３５１〜３５３は、それぞれ、正三角形の３つの頂点付近から延伸する。バスバー３５０は、３つのマイナス給電点９１を介してアースライン３２１に接続される。アーム３５１は、ＮＰＮトランジスタ３１２のエミッタに接続され、アーム３５２は、ＮＰＮトランジスタ３１４のエミッタに接続され、アーム３５３は、ＮＰＮトランジスタ３１６のエミッタに接続される。
【００１７】
バスバー３６１は、一方端がプラス給電点９０に接続され、他方端がコンデンサ３０１の一方電極に接続される。バスバー３７１は、一方端がマイナス給電点９１に接続され、他方端がコンデンサ３０１の他方電極に接続される。
【００１８】
バスバー３６２は、一方端がプラス給電点９０に接続され、他方端がコンデンサ３０２の一方電極に接続される。バスバー３７２は、一方端がマイナス給電点９１に接続され、他方端がコンデンサ３０２の他方電極に接続される。
【００１９】
バスバー３６３は、一方端がプラス給電点９０に接続され、他方端がコンデンサ３０３の一方電極に接続される。バスバー３７３は、一方端がマイナス給電点９１に接続され、他方端がコンデンサ３０３の他方電極に接続される。
【００２０】
バスバー３８１は、ＮＰＮトランジスタ３１１とＮＰＮトランジスタ３１２との中間点に接続され、他方端がモータのＵ相に接続される。バスバー３８２は、ＮＰＮトランジスタ３１３とＮＰＮトランジスタ３１４との中間点に接続され、他方端がモータのＶ相に接続される。バスバー３８３は、ＮＰＮトランジスタ３１５とＮＰＮトランジスタ３１６との中間点に接続され、他方端がモータのＷ相に接続される。
【００２１】
上述したように、コンデンサ３０１〜３０３、ＮＰＮトランジスタ３１１〜３１６、バスバー３４０，３５０，３６１〜３６３，３７１〜３７３，３８１〜３８３を接続することにより、コントローラ３３３は、直流電源Ｂからの直流電圧を交流電圧に変換してモータ３３１を駆動する。
【００２２】
【特許文献１】
特開平５−２９２７０３号公報
【００２３】
【特許文献２】
特開平１１−２２５４８５号公報
【００２４】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、インバータ一体型の従来のモータ装置においては、インバータを構成するスイッチング素子およびインバータの入力側に設けられるコンデンサは、モータの回転軸に対称に配置されるため、スイッチング素子およびコンデンサを接続するための配線が複雑になるという問題があった。
【００２５】
そこで、この発明は、かかる問題を解決するためになされたものであり、その目的は、配線が簡素化されたインバータ装置を提供することである。
【００２６】
また、この発明の別の目的は、配線が簡素化されたインバータ装置を用いた電動機一体インバータ装置を提供することである。
【００２７】
【課題を解決するための手段および発明の効果】
この発明によれば、多相電動機の端面に配置されるインバータ装置は、複数のアームと、正極導体と、負極導体と、複数の出力導体とを備える。複数のアームの各々は、多相電動機の回転軸から径方向に延伸する上アームおよび下アームを有する。正極導体は、複数のアームに含まれる複数の上アームの正極側を接続し、かつ、多相電動機に含まれる回転子の回転方向に延伸する。負極導体は、複数のアームに含まれる複数の下アームの負極側を接続し、回転子の回転方向に延伸する。出力導体は、正極導体と負極導体との間に複数のアームに対応して配置され、上アームと下アームとの中点と電気的に同電位となる。
【００２８】
好ましくは、負極導体は、正極導体よりも多相電動機の回転軸側に配置される。
【００２９】
好ましくは、複数のアームの各々は、上アームおよび下アームにそれぞれ対応する第１および第２のフライホイールダイオードをさらに有する。そして、第１および第２のフライホイールダイオードは、径方向に延伸する。
【００３０】
好ましくは、インバータ装置は、駆動回路をさらに備える。駆動回路は、上アームおよび下アームを駆動制御する。そして、駆動回路は、複数のアームの隣接する２つのアーム間に配置される。
【００３１】
好ましくは、複数の下アームの各々は、出力導体上に配置される。
好ましくは、インバータ装置は、複数のシャント抵抗と、複数のシャント抵抗用導体とをさらに備える。複数のシャント抵抗は、複数のアームに対応して設けられ、各々の一方端が出力導体に接続される。複数のシャント抵抗用導体は、複数のアームに対応して設けられ、各々がシャント抵抗の他方端を正極導体をバイパスしてモータの各相に接続する。
【００３２】
好ましくは、複数のアームの隣接する２つのアーム、および２つのアームに対応する２つのシャント抵抗用導体は、駆動回路に対して線対称に配置される。
【００３３】
また、この発明によれば、電動機一体インバータ装置は、多相電動機と、インバータ装置とを備える。インバータ装置は、多相電動機の端面に配置される。そして、インバータ装置は、複数のアームと、正極導体と、負極導体と、複数の出力導体とを含む。複数のアームは、各々が、多相電動機の回転軸から径方向に延伸する上アームおよび下アームを有する。正極導体は、複数のアームに含まれる複数の上アームの正極側を接続し、かつ、多相電動機に含まれる回転子の回転方向に延伸する。負極導体は、複数のアームに含まれる複数の下アームの負極側を接続し、回転子の回転方向に延伸する。複数の出力導体は、正極導体と負極導体との間に複数のアームに対応して配置され、上アームと下アームとの中点と電気的に同電位となる複数の出力導体とを含む。
【００３４】
この発明においては、正極導体および負極導体は、モータの回転軸に同心円状に配置される。そして、正極導体と負極導体との間にモータの相数に対応した数のアームが回転軸を中心として径方向に放射状に配置される。また、正極導体および負極導体は、モータの回転方向に延伸する。
【００３５】
したがって、この発明によれば、インバータ装置をモータの端面に設けても、インバータ装置の配線を簡素化できる。
【００３６】
【発明の実施の形態】
本発明の実施の形態について図面を参照しながら詳細に説明する。なお、図中同一または相当部分には同一符号を付してその説明は繰返さない。
【００３７】
［実施の形態１］
図１を参照して、この発明の実施の形態１によるインバータ装置を備えるモータ駆動装置１００は、直流電源１０と、コンデンサ２０と、電圧センサー２１と、インバータ装置３０と、制御装置５０とを備える。
【００３８】
モータＭ１は、ハイブリッド自動車または電気自動車の駆動輪を駆動するためのトルクを発生するための駆動モータである。あるいは、このモータはエンジンにて駆動される発電機の機能を持つように、そして、エンジンに対して電動機として動作し、たとえば、エンジン始動を行ない得るようなものとしてハイブリッド自動車に組み込まれるようにしてもよい。
【００３９】
コンデンサ２０は、電源ライン１１とアースライン１２との間に接続される。インバータ装置３０は、インバータ３１と、ドライブ回路３２と、電流センサー４０とを含む。
【００４０】
インバータ３１は、Ｕ相アーム１５と、Ｖ相アーム１６と、Ｗ相アーム１７とから成る。Ｕ相アーム１５、Ｖ相アーム１６、およびＷ相アーム１７は、電源ライン１１とアースライン１２との間に並列に設けられる。
【００４１】
Ｕ相アーム１５は、直列接続されたＩＧＢＴ（Ｉｎｓｕｌａｔｅｄ  ＧａｔｅＢｉｐｏｌａｒ  Ｔｒａｎｓｉｓｔｏｒ）Ｑ３，Ｑ４から成り、Ｖ相アーム１６は、直列接続されたＩＧＢＴＱ５，Ｑ６から成り、Ｗ相アーム１７は、直列接続されたＩＧＢＴＱ７，Ｑ８から成る。また、各ＩＧＢＴＱ３〜Ｑ８のエミッタ−コレクタ間には、エミッタ側からコレクタ側へ電流を流すダイオードＤ３〜Ｄ８がそれぞれ接続されている。
【００４２】
各相アームの中間点は、モータＭ１の各相コイルの各相端に接続されている。すなわち、モータＭ１は、３相の永久磁石モータであり、Ｕ，Ｖ，Ｗ相の３つのコイルの一端が中点に共通接続されて構成され、Ｕ相コイルの他端がＩＧＢＴＱ３，Ｑ４の中間点に、Ｖ相コイルの他端がＩＧＢＴＱ５，Ｑ６の中間点に、Ｗ相コイルの他端がＩＧＢＴＱ７，Ｑ８の中間点にそれぞれ接続されている。
【００４３】
直流電源１０は、ニッケル水素またはリチウムイオン等の二次電池から成る。コンデンサ２０は、直流電源１０から供給された直流電圧を平滑化し、その平滑化した直流電圧をインバータ３１へ供給する。電圧センサー２１は、コンデンサ２０の両端の電圧、すなわち、インバータ３１への入力電圧Ｖｍを検出し、その検出した入力電圧Ｖｍを制御装置５０へ出力する。
【００４４】
インバータ３１は、コンデンサ２０から直流電圧が供給されるとドライブ回路３２からの駆動信号ＤＲＶＩに基づいて直流電圧を交流電圧に変換してモータＭ１を駆動する。これにより、モータＭ１は、トルク指令値ＴＲによって指定されたトルクを発生するように駆動される。また、インバータ３１は、モータ駆動装置１００が搭載されたハイブリッド自動車または電気自動車の回生制動時、モータＭ１が発電した交流電圧をドライブ回路３２からの駆動信号ＤＲＶＣに基づいて直流電圧に変換し、その変換した直流電圧をコンデンサ２０を介して直流電源１０に供給する。なお、ここで言う回生制動とは、ハイブリッド自動車または電気自動車を運転するドライバーによるフットブレーキ操作があった場合の回生発電を伴う制動や、フットブレーキを操作しないものの、走行中にアクセルペダルをオフすることで回生発電をさせながら車両を減速（または加速の中止）させることを含む。
【００４５】
ドライブ回路３２は、電流センサー４０からのモータ電流ＭＣＲＴを受け、その受けたモータ電流ＭＣＲＴを制御装置５０へ出力する。また、ドライブ回路３２は、制御装置５０からの信号ＰＷＭＩに応じて駆動信号ＤＲＶＩを生成し、その生成した駆動信号ＤＲＶＩをＩＧＢＴＱ３〜Ｑ８へ出力する。さらに、ドライブ回路３２は、制御装置５０からの信号ＰＷＭＣに応じて駆動信号ＤＲＶＣを生成し、その生成した駆動信号ＤＲＶＣをＩＧＢＴＱ３〜Ｑ８へ出力する。
【００４６】
電流センサー４０は、モータＭ１に流れるモータ電流ＭＣＲＴを検出し、その検出したモータ電流ＭＣＲＴをドライブ回路３２へ出力する。
【００４７】
制御装置５０は、外部に設けられたＥＣＵ（Ｅｌｅｃｔｒｉｃａｌ  Ｃｏｎｔｒｏｌ  Ｕｎｉｔ）から入力されたトルク指令値ＴＲ、電圧センサー２１からの入力電圧Ｖｍ、およびドライブ回路３２からのモータ電流ＭＣＲＴに基づいて、後述する方法によりインバータ３１を駆動するための信号ＰＷＭＩを生成し、その生成した信号ＰＷＭＩをドライブ回路３２へ出力する。
【００４８】
信号ＰＷＭＩは、モータＭ１がトルク指令値ＴＲによって指定されたトルクを出力するようにインバータ３１を駆動するための信号である。
【００４９】
また、制御装置５０は、ハイブリッド自動車または電気自動車が回生制動モードに入ったことを示す信号ＲＧＥを外部ＥＣＵから受けると、モータＭ１で発電された交流電圧を直流電圧に変換するための信号ＰＷＭＣを生成してドライブ回路３２へ出力する。この場合、インバータ３１のＩＧＢＴＱ３〜Ｑ８は、ドライブ回路３２が信号ＰＷＭＣに応じて生成した駆動信号ＤＲＶＣによってスイッチング制御される。これにより、インバータ３１は、モータＭ１で発電された交流電圧を直流電圧に変換して直流電源１０へ供給する。
【００５０】
図２は、制御装置５０の機能のうち、信号ＰＷＭＩを生成する機能を示す機能ブロック図である。図２を参照して、制御装置５０は、モータ制御用相電圧演算部４１と、インバータ用ＰＷＭ信号変換部４２とを含む。
【００５１】
モータ制御用相電圧演算部４１は、インバータ３１への入力電圧Ｖｍを電圧センサー２１から受け、モータＭ１の各相に流れるモータ電流ＭＣＲＴをドライブ回路３２から受け、トルク指令値ＴＲ（車両におけるアクセルペダルの踏み込み度合い、ハイブリッド車両においてはエンジンの動作状態をも考慮しながらモータに与えるべきトルク指令を演算して得られている）を外部ＥＣＵから受ける。そして、モータ制御用相電圧演算部４１は、これらの入力される信号に基づいて、モータＭ１の各相のコイルに印加する電圧を計算し、その計算した結果をインバータ用ＰＷＭ信号変換部４２へ供給する。
【００５２】
インバータ用ＰＷＭ信号変換部４２は、モータ制御用相電圧演算部４１から受けた計算結果に基づいて、実際にインバータ３１の各ＩＧＢＴＱ３〜Ｑ８をオン／オフする信号ＰＷＭＩを生成し、その生成した信号ＰＷＭＩをドライブ回路３２へ出力する。そして、ドライブ回路３２は、信号ＰＷＭＩに応じて駆動信号ＤＲＶＩを生成してインバータ３１の各ＩＧＢＴＱ３〜Ｑ８へ出力する。
【００５３】
これにより、各ＩＧＢＴＱ３〜Ｑ８は、スイッチング制御され、モータＭ１が指令されたトルクを出力するようにモータＭ１の各相に流す電流を制御する。このようにして、モータ駆動電流が制御され、トルク指令値ＴＲに応じたモータトルクが出力される。
【００５４】
図３は、この発明によるインバータ装置３０を備えるインバータ一体型モータの断面図を示す。図３を参照して、インバータ一体型モータ６０は、シャフト６１と、ロータ６２と、ステータ６３と、ベアリング６４，６５と、フロントフレーム６６と、フレーム６７と、リアフレーム６８と、インバータ装置３０とを含む。
【００５５】
シャフト６１、ロータ６２、およびステータ６３は、フロントフレーム６６、フレーム６７およびリアフレーム６８によって囲まれる領域に配置される。ベアリング６４は、フロントフレーム６６に取り付けられ、ベアリング６５は、リアフレーム６８に取り付けられる。シャフト６１は、ベアリング６４，６５によって受けられる。ステータ６３は、ロータ６２の外側に配置され、フレーム６７に固定される。ロータ６２は、シャフト６１に固定される。そして、ロータ６２は、シャフト６１が回転することにより、ステータ６３の内側で回転する。インバータ装置３０は、リアフレーム６８のフロントフレーム６６と反対側の表面６８ａに配置される。リアフレーム６８は、冷却水路６９を含む。そして、リアフレーム６８は、冷却水が冷却水路６９に流れることによりインバータ装置３０を冷却する。
【００５６】
図４は、図３のＢ方向から見たリアフレーム６８およびインバータ装置３０の斜視図を示す。インバータ装置３０は、ＩＧＢＴＱ３〜Ｑ８と、ダイオードＤ３〜Ｄ８と、シャント抵抗ＳＨＲ１〜ＳＨＲ３と、正極導体７１と、負極導体７２と、導体板８０〜８８と、導体８９〜９７と、基板１１０，１２０，１３０，１４０と、ＩＣ（Ｉｎｔｅｇｒａｔｅｄ  Ｃｉｒｃｕｉｔ）１１１，１１２，１２１，１２２，１３１，１４１とを含む。
【００５７】
リアフレーム６８は、円形形状から成り、その表面６８ａは、電気絶縁樹脂７０により覆われている。そして、正極導体７１および負極導体７２は、電気絶縁樹脂７０上に形成される。正極導体７１は、リアフレーム６８の径方向に幅Ｗ１を有する薄いシート状の導体であり、モータＭ１のシャフト６１と同心円状に形成される。負極導体７２は、棒状の導体であり、モータＭ１のシャフト６１と同心円状に形成される。そして、負極導体７２は、正極導体７１の内周縁７１ａよりも距離Ｌ１だけ内周側に配置される。したがって、正極導体７１と負極導体７２との間は、電気絶縁樹脂７０が最表面になる。
【００５８】
導体板８０，８３，８６および基板１３０，１４０は、正極導体７１上に配置される。また、導体板８１，８２，８４，８５，８７，８８は、正極導体７１と負極導体７２との間の電気絶縁樹脂７０の上に配置される。さらに、基板１１０，１２０は、電気絶縁樹脂７０の一部と正極導体７１との上に配置される。
【００５９】
ＩＧＢＴＱ３およびダイオードＤ３は、導体板８０上に配置される。そして、ＩＧＢＴＱ３のコレクタおよびダイオードＤ３の負極は、導体板８０に接続される。ＩＧＢＴＱ４およびダイオードＤ４は、導体板８１上に配置される。そして、ＩＧＢＴＱ４のコレクタおよびダイオードＤ４の負極は、導体板８１に接続される。導体８９は、ＩＧＢＴＱ３のエミッタ、ダイオードＱ３の正極および導体板８１を相互に接続する。導体９０は、ＩＧＢＴＱ４のエミッタ、ダイオードＤ４の正極および負極導体７２を相互に接続する。
【００６０】
シャント抵抗ＳＨＲ１は、その一方端が導体板８１上に配置され、他方端が導体板８２上に配置される。導体９１は、その一方端が導体板８２に接続され、他方端が孔６８Ｕを介してモータＭ１のＵ相に接続される。
【００６１】
ＩＧＢＴＱ５およびダイオードＤ５は、導体板８３上に配置される。そして、ＩＧＢＴＱ５のコレクタおよびダイオードＤ５の負極は、導体板８３に接続される。ＩＧＢＴＱ６およびダイオードＤ６は、導体板８４上に配置される。そして、ＩＧＢＴＱ６のコレクタおよびダイオードＤ６の負極は、導体板８４に接続される。導体９２は、ＩＧＢＴＱ５のエミッタ、ダイオードＱ５の正極および導体板８４を相互に接続する。導体９３は、ＩＧＢＴＱ６のエミッタ、ダイオードＤ６の正極および負極導体７２を相互に接続する。
【００６２】
シャント抵抗ＳＨＲ２は、その一方端が導体板８４上に配置され、他方端が導体板８５上に配置される。導体９４は、その一方端が導体板８５に接続され、他方端が孔６８Ｖを介してモータＭ１のＶ相に接続される。
【００６３】
ＩＧＢＴＱ７およびダイオードＤ７は、導体板８６上に配置される。そして、ＩＧＢＴＱ７のコレクタおよびダイオードＤ７の負極は、導体板８６に接続される。ＩＧＢＴＱ８およびダイオードＤ８は、導体板８７上に配置される。そして、ＩＧＢＴＱ８のコレクタおよびダイオードＤ８の負極は、導体板８７に接続される。導体９５は、ＩＧＢＴＱ７のエミッタ、ダイオードＤ７の正極および導体板８７を相互に接続する。導体９６は、ＩＧＢＴＱ８のエミッタ、ダイオードＤ８の正極および負極導体７２を相互に接続する。
【００６４】
シャント抵抗ＳＨＲ３は、その一方端が導体板８７上に配置され、他方端が導体板８８上に配置される。導体９７は、その一方端が導体板８８に接続され、他方端が孔６８Ｗを介してモータＭ１のＷ相に接続される。
【００６５】
基板１１０は、導体板８０と導体板８３との間に配置される。ＩＣ１１１，１１２は、基板１１０上に配置される。ＩＣ１１１は、ＩＧＢＴＱ３，Ｑ５に接続される。そして、ＩＣ１１１は、制御装置５０からの信号ＰＷＭＩに応じて駆動信号ＤＲＶＩを生成してＩＧＢＴＱ３，Ｑ５を駆動し、制御装置５０からの信号ＰＷＭＣに応じて駆動信号ＤＲＶＣを生成してＩＧＢＴＱ３，Ｑ５を駆動する。ＩＣ１１２は、ＩＧＢＴＱ４，Ｑ６に接続される。そして、ＩＣ１１２は、制御装置５０からの信号ＰＷＭＩに応じて駆動信号ＤＲＶＩを生成してＩＧＢＴＱ４，Ｑ６を駆動し、制御装置５０からの信号ＰＷＭＣに応じて駆動信号ＤＲＶＣを生成してＩＧＢＴＱ４，Ｑ６を駆動する。
【００６６】
基板１３０は、導体９１の近傍に配置される。ＩＣ１３１は、基板１３０上に配置される。そして、ＩＣ１３１は、導体板８１および導体板８２に接続される。したがって、ＩＣ１３１は、導体板８１と導体板８２との間の電圧を検出し、シャント抵抗ＳＨＲ１に流れる電流、すなわち、モータＭ１のＵ相に流れるモータ電流ＭＣＲＴを検出する。そして、ＩＣ１３１は、検出したモータ電流ＭＣＲＴを制御装置５０へ出力する。
【００６７】
基板１２０は、導体板８６および導体板８７の近傍に配置される。ＩＣ１２１，１２２は、基板１２０上に配置される。ＩＣ１２１は、ＩＧＢＴＱ７に接続される。そして、ＩＣ１２１は、制御装置５０からの信号ＰＷＭＩに応じて駆動信号ＤＲＶＩを生成してＩＧＢＴＱ７を駆動し、制御装置５０からの信号ＰＷＭＣに応じて駆動信号ＤＲＶＣを生成してＩＧＢＴＱ７を駆動する。ＩＣ１２２は、ＩＧＢＴＱ８に接続される。そして、ＩＣ１２２は、制御装置５０からの信号ＰＷＭＩに応じて駆動信号ＤＲＶＩを生成してＩＧＢＴＱ８を駆動し、制御装置５０からの信号ＰＷＭＣに応じて駆動信号ＤＲＶＣを生成してＩＧＢＴＱ８を駆動する。
【００６８】
基板１４０は、導体９４と導体９７との間に配置される。ＩＣ１４１は、基板１４０上に配置される。そして、ＩＣ１４１は、導体板８４および導体板８５に接続される。また、ＩＣ１４１は、導体板８７および導体板８８に接続される。したがって、ＩＣ１４１は、導体板８４と導体板８５との間の電圧を検出し、シャント抵抗ＳＨＲ２に流れる電流、すなわち、モータＭ１のＶ相に流れるモータ電流ＭＣＲＴを検出する。また、ＩＣ１４１は、導体板８７と導体板８８との間の電圧を検出し、シャント抵抗ＳＨＲ３に流れる電流、すなわち、モータＭ１のＷ相に流れるモータ電流ＭＣＲＴを検出する。そして、ＩＣ１４１は、検出したモータ電流ＭＣＲＴを制御装置５０へ出力する。
【００６９】
正極導体７１は、電源ライン１１を構成し、負極導体７２は、アースライン１２を構成する。
【００７０】
ＩＧＢＴＱ３，Ｑ４、ダイオードＤ３，Ｄ４、導体板８０，８１および導体８９，９０は、インバータ３１のＵ相アーム１５を構成する。また、ＩＧＢＴＱ５，Ｑ６、ダイオードＤ５，Ｄ６、導体板８３，８４および導体９２，９３は、インバータ３１のＶ相アーム１６を構成する。さらに、ＩＧＢＴＱ７，Ｑ８、ダイオードＤ７，Ｄ８、導体板８６，８７および導体９５，９６は、インバータ３１のＷ相アーム１７を構成する。
【００７１】
さらに、シャント抵抗ＳＨＲ１，導体板８１，８２および導体９１は、電流センサー４０を構成し、シャント抵抗ＳＨＲ２，導体板８４，８５および導体９４は、電流センサー４０を構成し、シャント抵抗ＳＨＲ３，導体板８７，８８および導体９７は、電流センサー４０を構成する。
【００７２】
さらに、ＩＣ１１１，１１２，１２１，１２２，１３１，１４１は、ドライブ回路３２を構成する。
【００７３】
このように、この発明においては、インバータ装置３０を構成する各部品は、リアフレーム６８の表面６８ａ上に配置される。
【００７４】
図５は、図４のＣ方向から見たインバータ装置３０の平面図を示す。図５を参照して、Ｕ相アーム１５を構成するＩＧＢＴＱ３，Ｑ４、ダイオードＤ３，Ｄ４、導体板８０，８１および導体８９，９０は、シャフト６１からリアフレーム６８の径方向に配置される。電流センサー４０を構成するシャント抵抗ＳＨＲ１、導体板８１，８２および導体９１は、シャフト６１からリアフレーム６８の径方向に配置される。
【００７５】
Ｖ相アーム１６を構成するＩＧＢＴＱ５，Ｑ６、ダイオードＤ５，Ｄ６、導体板８３，８４および導体９２，９３は、シャフト６１からリアフレーム６８の径方向に配置される。電流センサー４０を構成するシャント抵抗ＳＨＲ２、導体板８４，８５および導体９４は、シャフト６１からリアフレーム６８の径方向に配置される。
【００７６】
Ｗ相アーム１７を構成するＩＧＢＴＱ７，Ｑ８、ダイオードＤ７，Ｄ８、導体板８６，８７および導体９５，９６は、シャフト６１からリアフレーム６８の径方向に配置される。電流センサー４０を構成するシャント抵抗ＳＨＲ３、導体板８７，８８および導体９７は、シャフト６１からリアフレーム６８の径方向に配置される。
【００７７】
このように、インバータ３１を構成する３つのＵ相アーム１５、Ｖ相アーム１６およびＷ相アーム１７は、シャフト６１からリアフレーム６８の径方向に放射状に配置される。
【００７８】
Ｕ相アーム１５を構成するＩＧＢＴＱ３，Ｑ４、ダイオードＤ３，Ｄ４、導体板８０，８１および導体８９，９０は、ドライブ回路３２を構成するＩＣ１１１，１１２に対して、Ｖ相アーム１６を構成するＩＧＢＴＱ５，Ｑ６、ダイオードＤ５，Ｄ６、導体板８３，８４および導体９２，９３と対称の位置に配置される。電流センサー４０を構成するシャント抵抗ＳＨＲ１、導体板８１，８２および導体９１は、ドライブ回路３２を構成するＩＣ１１１，１１２に対して、電流センサー４０を構成するシャント抵抗ＳＨＲ２、導体板８４，８５および導体９４と対称の位置に配置される。
【００７９】
また、Ｖ相アーム１６を構成するＩＧＢＴＱ５，Ｑ６、ダイオードＤ５，Ｄ６、導体板８３，８４および導体９２，９３は、ドライブ回路３２を構成するＩＣ１４１に対して、Ｗ相アーム１７を構成するＩＧＢＴＱ７，Ｑ８、ダイオードＤ７，Ｄ８、導体板８６，８７および導体９５，９６と対称の位置に配置される。電流センサー４０を構成するシャント抵抗ＳＨＲ２、導体板８４，８５および導体９４は、ドライブ回路３２を構成するＩＣ１４１に対して、電流センサー４０を構成するシャント抵抗ＳＨＲ３、導体板８７，８８および導体９７と対称の位置に配置される。
【００８０】
このように、この発明においては、インバータ３１の各相アームを構成する部品は、各相アームを駆動するドライブ回路３２を中心にして相互に対称の位置に配置される。
【００８１】
インバータ３１の各相アームをシャフト６１から放射状に配置することと、各相アームをドライブ回路３２に対して対称の位置に配置することとを組合わせることにより、リアフレーム６８の小さな端面にインバータ装置３０の全ての部品を電気的に良好に配置できるとともに、各部品の冷却効果を高めることができる。
【００８２】
図６は、図５のＡ−Ａ線における断面図を示す。図６を参照して、リアフレーム６８の表面６８ａ上に全体的に電気絶縁樹脂７０が形成される。そして、正極導体７１、導体板８１および負極導体７２が電気絶縁樹脂７０上に形成される。正極導体７１がリアフレーム６８の最外周に形成され、導体板８１が正極導体７１の内周側に形成され、負極導体７２が最内周に形成される。
【００８３】
導体板８０は、正極導体７１上に形成される。ＩＧＢＴＱ３およびダイオードＤ３は、導体板８０上に形成される。より具体的には、ダイオードＤ３は、負極が半田により導体板８０に接続される。また、ＩＧＢＴＱ３は、コレクタが半田により導体板８０に接続される。
【００８４】
ＩＧＢＴＱ４およびダイオードＤ４は、導体板８１上に形成される。より具体的には、ダイオードＤ４は、負極が半田により導体板８１に接続される。また、ＩＧＢＴＱ４は、コレクタが半田により導体板８１に接続される。
【００８５】
導体８９は、ダイオードＤ３の正極およびＩＧＢＴＱ３のエミッタに接続される。そして、導体８９は、さらに、導体板８１に接続される。これにより、ＩＧＢＴＱ３およびダイオードＤ３は、導体板８０と導体板８１との間に並列に接続され、ダイオードＤ３は、ＩＧＢＴＱ３のエミッタ側からコレクタ側へ電流を流すように接続される。
【００８６】
導体９０は、ダイオードＤ４の正極およびＩＧＢＴＱ４のエミッタに接続される。そして、導体９０は、さらに、負極導体７２に接続される。これにより、ＩＧＢＴＱ４およびダイオードＤ４は、負極導体７２と導体板８１との間に並列に接続され、ダイオードＤ４は、ＩＧＢＴＱ４のエミッタ側からコレクタ側へ電流を流すように接続される。
【００８７】
ＩＧＢＴＱ３のエミッタは、導体８９および導体板８１を介してＩＧＢＴＱ４のコレクタに接続されるので、導体板８１は、ＩＧＢＴＱ３のエミッタをＩＧＢＴＱ４のコレクタに接続する中間点を構成する。つまり、導体板８１は、モータＭ１のＵ相に接続される。また、ＩＧＢＴＱ３，Ｑ４は、導体板８１および導体８９，９０によって正極導体７１と負極導体７２との間に直列に接続される。
【００８８】
Ｖ相アーム１６を構成するＩＧＢＴＱ５，Ｑ６、ダイオードＤ５，Ｄ６、導体板８３，８４および導体９２，９３、およびＷ相アーム１７を構成するＩＧＢＴＱ７，Ｑ８、ダイオードＤ７，Ｄ８、導体板８６，８７および導体９５，９６の断面構造は、図６に示す断面構造と同じである。この場合、Ｖ相アーム１６においては、導体板８４がＩＧＢＴＱ５のエミッタをＩＧＢＴＱ６のコレクタに接続する中間点を構成し、モータＭ１のＶ相に接続される。また、Ｗ相アーム１７においては、導体板８７がＩＧＢＴＱ７のエミッタをＩＧＢＴＱ８のコレクタに接続する中間点を構成し、モータＭ１のＷ相に接続される。
【００８９】
なお、導体板８１，８４，８７は、「出力導体」を構成する。
図７は、図５のＢ−Ｂ線における断面図を示す。図７を参照して、リアフレーム６８の表面６８ａ上に全体的に電気絶縁樹脂７０が形成される。そして、導体板８１，８２が電気絶縁樹脂７０上に形成される。シャント抵抗ＳＨＲ１は、一方端が導体板８１上に形成され、他方端が導体板８２上に形成される。導体９１は、端子９１Ａ，９１Ｃと本体９１Ｂとから成る。端子９１Ａは、Ｌ字形状から成り、導体板８２上に形成される。本体９１Ｂは、一方端が端子９１Ａに固定され、他方端が端子９１Ｃに固定される。端子９１Ｃは、電気絶縁樹脂７０を貫通してモータＭ１のＵ相の端子に接続される。
【００９０】
電流センサー４０を構成するシャント抵抗ＳＨＲ２、導体板８４，８５および導体９４と、電流センサー４０を構成するシャント抵抗ＳＨＲ３、導体板８７，８８および導体９７とについても、その断面構造は、図７に示す断面構造と同じである。
【００９１】
再び、図１を参照して、モータ駆動装置１００における全体動作について説明する。全体の動作が開始されると、直流電源１０は、直流電圧を出力し、コンデンサ２０は、直流電源１０からの直流電圧を平滑化してインバータ装置３０へ供給する。また、電圧センサー２１は、コンデンサ２０の両端の電圧、すなわち、インバータ装置３０への入力電圧Ｖｍを検出して制御装置５０へ出力する。
【００９２】
電流センサー４０は、モータ電流ＭＣＲＴを検出してドライブ回路３２へ出力し、ドライブ回路３２は、モータ電流ＭＣＲＴを制御装置５０へ出力する。制御装置５０は、外部ＥＣＵからトルク指令値ＴＲを受け、電圧センサー２１から入力電圧Ｖｍを受け、ドライブ回路３２からモータ電流ＭＣＲＴを受ける。そして、制御装置５０は、トルク指令値ＴＲ、入力電圧Ｖｍおよびモータ電流ＭＣＲＴに基づいて、上述した方法により信号ＰＷＭＩを生成してドライブ回路３２へ出力する。
【００９３】
ドライブ回路３２は、制御装置５０からの信号ＰＷＭＩに応じて駆動信号ＤＲＶＩを生成してＩＧＢＴＱ３〜Ｑ８へ出力する。そして、ＩＧＢＴＱ３〜Ｑ８は、駆動信号ＤＲＶＩによってオン／オフされ、インバータ３１は、コンデンサ２０から供給された直流電圧を交流電圧に変換してモータＭ１を駆動する。これにより、モータＭ１は、トルク指令値ＴＲによって指定されたトルクを出力する。
【００９４】
また、モータ駆動装置１００が搭載されたハイブリッド自動車または電気自動車の回生制動時、制御装置５０は、外部ＥＣＵから信号ＲＧＥを受け、その受けた信号ＲＧＥに応じて、信号ＰＷＭＣを生成してドライブ回路３２へ出力する。
【００９５】
ドライブ回路３２は、信号ＰＷＭＣに応じて駆動信号ＤＲＶＣを生成してＩＧＢＴＱ３〜Ｑ８へ出力する。
【００９６】
そうすると、ＩＧＢＴＱ３〜Ｑ８は、駆動信号ＤＲＶＣによってオン／オフされ、インバータ３１は、モータＭ１が発電した交流電圧を直流電圧に変換して直流電源１０に供給する。
【００９７】
なお、上記においては、ＩＧＢＴＱ３，Ｑ５，Ｑ７およびダイオードＤ３，Ｄ５，Ｄ７は、導体板８０，８３，８６を介して正極導体７１上に配置されると説明したが、この発明においては、ＩＧＢＴＱ３，Ｑ５，Ｑ７およびダイオードＤ３，Ｄ５，Ｄ７は、正極導体７１上に直接配置されてもよい。
【００９８】
また、インバータ３１は、ＩＧＢＴにより構成されると説明したが、この発明においては、これに限らず、インバータ３１は、ＮＰＮトランジスタおよびＭＯＳトランジスタ等のスイッチング素子により構成されてもよい。
【００９９】
実施の形態１によれば、インバータ装置は、モータのリアフレームの端面にモータの回転軸から放射状に形成された３つのアームと、隣接する２つのアーム間に形成されたドライブ回路と、各々が各アームを構成する上アームと下アームとを接続する３つの導体板と、３つのアームの正極側を接続し、モータの回転方向に延伸する正極導体と、３つのアームの負極側を接続し、モータの回転方向に延伸する負極導体とを備えるので、モータを駆動するインバータ装置の各部品をモータの端面に設けても、配線を簡素化できる。
【０１００】
［実施の形態２］
図８を参照して、実施の形態２によるインバータ装置を備えるモータ駆動装置１００Ａは、直流電源１０と、コンデンサ２０と、電圧センサー２１と、インバータ装置３０Ａと、制御装置５０Ａとを備える。直流電源１０、コンデンサ２０、および電圧センサー２１については実施の形態１において説明した通りである。
【０１０１】
インバータ装置３０Ａは、インバータ３１，３１Ａと、ドライブ回路３２Ａと、電圧センサー４０，４０Ａとを含む。
【０１０２】
インバータ３１については実施の形態１において説明したとおりである。インバータ３１Ａは、Ｕ相アーム１５Ａと、Ｖ相アーム１６Ａと、Ｗ相アーム１７Ａとから成る。Ｕ相アーム１５Ａ、Ｖ相アーム１６Ａ、およびＷ相アーム１７Ａは、電源ライン１１とアースライン１２との間に並列に設けられる。
【０１０３】
Ｕ相アーム１５Ａは、直列接続されたＩＧＢＴＱ９，Ｑ１０から成り、Ｖ相アーム１６Ａは、直列接続されたＩＧＢＴＱ１１，Ｑ１２から成り、Ｗ相アーム１７は、直列接続されたＩＧＢＴＱ１３，Ｑ１４から成る。また、各ＩＧＢＴＱ９〜Ｑ１４のエミッタ−コレクタ間には、エミッタ側からコレクタ側へ電流を流すダイオードＤ９〜Ｄ１４がそれぞれ接続されている。
【０１０４】
各相アームの中間点は、モータＭ２の各相コイルの各相端に接続されている。すなわち、モータＭ２は、３相の永久磁石モータであり、Ｕ，Ｖ，Ｗ相の３つのコイルの一端が中点に共通接続されて構成され、Ｕ相コイルの他端がＩＧＢＴＱ９，Ｑ１０の中間点に、Ｖ相コイルの他端がＩＧＢＴＱ１１，Ｑ１２の中間点に、Ｗ相コイルの他端がＩＧＢＴＱ１３，Ｑ１４の中間点にそれぞれ接続されている。
【０１０５】
ドライブ回路３２Ａは、電流センサー４０からのモータ電流ＭＣＲＴ１および電流センサー４０Ａからのモータ電流ＭＣＲＴ２を受け、その受けたモータ電流ＭＣＲＴ１，２を制御装置５０Ａへ出力する。また、ドライブ回路３２Ａは、制御装置５０Ａからの信号ＰＷＭＩ１に応じて駆動信号ＤＲＶＩ１を生成し、その生成した駆動信号ＤＲＶＩ１をＩＧＢＴＱ３〜Ｑ８へ出力する。さらに、ドライブ回路３２Ａは、制御装置５０Ａからの信号ＰＷＭＩ２に応じて駆動信号ＤＲＶＩ２を生成し、その生成した駆動信号ＤＲＶＩ２をＩＧＢＴＱ９〜Ｑ１４へ出力する。
【０１０６】
さらに、ドライブ回路３２Ａは、制御装置５０Ａからの信号ＰＷＭＣ１に応じて駆動信号ＤＲＶＣ１を生成し、その生成した駆動信号ＤＲＶＣ１をＩＧＢＴＱ３〜Ｑ８へ出力する。さらに、ドライブ回路３２Ａは、制御装置５０Ａからの信号ＰＷＭＣ２に応じて駆動信号ＤＲＶＣ２を生成し、その生成した駆動信号ＤＲＶＣ２をＩＧＢＴＱ９〜Ｑ１４へ出力する。
【０１０７】
電流センサー４０は、モータＭ１に流れるモータ電流ＭＣＲＴ１を検出し、その検出したモータ電流ＭＣＲＴ１をドライブ回路３２Ａへ出力する。電流センサー４０Ａは、モータＭ２に流れるモータ電流ＭＣＲＴ２を検出し、その検出したモータ電流ＭＣＲＴ２をドライブ回路３２Ａへ出力する。
【０１０８】
制御装置５０Ａは、外部ＥＣＵから入力されたトルク指令値ＴＲ１、電圧センサー２１からの入力電圧Ｖｍ、およびドライブ回路３２Ａからのモータ電流ＭＣＲＴ１に基づいて、上述した方法によりインバータ３１を駆動するための信号ＰＷＭＩ１を生成し、その生成した信号ＰＷＭＩ１をドライブ回路３２Ａへ出力する。また、制御装置５０Ａは、外部ＥＣＵから入力されたトルク指令値ＴＲ２、電圧センサー２１からの入力電圧Ｖｍ、およびドライブ回路３２Ａからのモータ電流ＭＣＲＴ２に基づいて、上述した方法によりインバータ３１Ａを駆動するための信号ＰＷＭＩ２を生成し、その生成した信号ＰＷＭＩ２をドライブ回路３２Ａへ出力する。
【０１０９】
信号ＰＷＭＩ１は、モータＭ１がトルク指令値ＴＲ１によって指定されたトルクを出力するようにインバータ３１を駆動するための信号である。また、信号ＰＷＭＩ２は、モータＭ２がトルク指令値ＴＲ２によって指定されたトルクを出力するようにインバータ３１Ａを駆動するための信号である。
【０１１０】
また、制御装置５０Ａは、ハイブリッド自動車または電気自動車が回生制動モードに入ったことを示す信号ＲＧＥを外部ＥＣＵから受けると、モータＭ１（またはＭ２）で発電された交流電圧を直流電圧に変換するための信号ＰＷＭＣ１（またはＰＷＭＣ２）を生成してドライブ回路３２Ａへ出力する。この場合、インバータ３１（または３１Ａ）のＩＧＢＴＱ３〜Ｑ８（またはＱ９〜Ｑ１４）は、ドライブ回路３２Ａが信号ＰＷＭＣ１（またはＰＷＭＣ２）に応じて生成した駆動信号ＤＲＶＣ１（またはＤＲＶＣ２）によってスイッチング制御される。これにより、インバータ３１は、モータＭ１で発電された交流電圧を直流電圧に変換して直流電源１０へ供給し、インバータ３１Ａは、モータＭ２で発電された交流電圧を直流電圧に変換して直流電源１０へ供給する。
【０１１１】
図９は、図８に示すインバータ装置３０ＡをモータＭ１のリアフレーム６８の端面に形成した場合の平面図を示す。図９を参照して、インバータ装置３０Ａは、ＩＧＢＴＱ３〜Ｑ１４と、ダイオードＤ３〜Ｄ１４と、シャント抵抗ＳＨＲ１〜ＳＨＲ６と、正極導体７１と、負極導体７２と、導体板８０〜８８，９８，９９，１０１〜１０７と、導体８９〜９７，１５１〜１５９と、基板１１０，１２０，１３０，１４０，１６０，１７０と、ＩＣ１１１，１１２，１２１，１２２，１３１，１４１，１６１，１７１，１７２とを含む。
【０１１２】
正極導体７１、負極導体７２、ＩＧＢＴＱ３〜Ｑ８、ダイオードＤ３〜Ｄ８、シャント抵抗ＳＨＲ１〜ＳＨＲ３、導体板８０〜８８、導体８９〜９７、基板１１０，１２０，１３０，１４０、およびＩＣ１１１，１１２，１４１については、実施の形態１において説明したとおりである。なお、インバータ装置３０Ａにおいては、導体９１は、他方端が孔６８Ｕ１を介してモータＭ１のＵ相の端子に接続され、導体９４は、他方端が孔６８Ｖ１を介してモータＭ１のＶ相の端子に接続され、導体９７は、他方端が孔６８Ｗ１を介してモータＭ１のＷ相の端子に接続される。
【０１１３】
導体板９８，１０２，１０５は、正極導体７１上に配置される。導体板９９，１０１，１０３，１０４，１０６，１０７は、正極導体７１と負極導体７２との間に配置される。
【０１１４】
ＩＧＢＴＱ９およびダイオードＤ９は、導体板９８上に配置される。より具体的には、ＩＧＢＴＱ９のコレクタおよびダイオードＤ９の負極は、半田により導体板９８に接続される。ＩＧＢＴＱ１０およびダイオードＤ１０は、導体板９９上に配置される。より具体的には、ＩＧＢＴＱ１０のコレクタおよびダイオードＤ１０の負極は、半田により導体板９９に接続される。導体１５１は、ダイオードＤ９の正極、ＩＧＢＴＱ９のエミッタおよび導体板９９を相互に接続する。導体１５２は、ダイオード１０の正極、ＩＧＢＴＱ１０のエミッタおよび負極電極７２を相互に接続する。
【０１１５】
シャント抵抗ＳＨＲ４は、一方端が導体板９９上に形成され、他方端が導体板１０１上に形成される。導体１５３は、一方端が導体板１０１上に形成され、他方端が孔６８Ｕ２を介してモータＭ２のＵ相の端子に接続される。
【０１１６】
ＩＧＢＴＱ１１およびダイオードＤ１１は、導体板１０２上に配置される。より具体的には、ＩＧＢＴＱ１１のコレクタおよびダイオードＤ１１の負極は、半田により導体板１０２に接続される。ＩＧＢＴＱ１２およびダイオードＤ１２は、導体板１０３上に配置される。より具体的には、ＩＧＢＴＱ１２のコレクタおよびダイオードＤ１２の負極は、半田により導体板１０３に接続される。導体１５４は、ダイオードＤ１１の正極、ＩＧＢＴＱ１１のエミッタおよび導体板１０３を相互に接続する。導体１５５は、ダイオードＤ１２の正極、ＩＧＢＴＱ１２のエミッタおよび負極電極７２を相互に接続する。
【０１１７】
シャント抵抗ＳＨＲ５は、一方端が導体板１０３上に形成され、他方端が導体板１０４上に形成される。導体１５６は、一方端が導体板１０４上に形成され、他方端が孔６８Ｖ２を介してモータＭ２のＶ相の端子に接続される。
【０１１８】
ＩＧＢＴＱ１３およびダイオードＤ１３は、導体板１０５上に配置される。より具体的には、ＩＧＢＴＱ１３のコレクタおよびダイオードＤ１３の負極は、半田により導体板１０５に接続される。ＩＧＢＴＱ１４およびダイオードＤ１４は、導体板１０６上に配置される。より具体的には、ＩＧＢＴＱ１４のコレクタおよびダイオードＤ１４の負極は、半田により導体板１０６に接続される。導体１５７は、ダイオードＤ１３の正極、ＩＧＢＴＱ１３のエミッタおよび導体板１０６を相互に接続する。導体１５８は、ダイオード１４の正極、ＩＧＢＴＱ１４のエミッタおよび負極電極７２を相互に接続する。
【０１１９】
シャント抵抗ＳＨＲ６は、一方端が導体板１０６上に形成され、他方端が導体板１０７上に形成される。導体１５９は、一方端が導体板１０７上に形成され、他方端が孔６８Ｗ２を介してモータＭ２のＷ相の端子に接続される。
【０１２０】
基板１６０は、導体１５３と導体１５６との間に配置される。ＩＣ１６１は、基板１６０上に配置される。そして、ＩＣ１６１は、導体板９９および導体板１０１に接続される。また、ＩＣ１６１は、導体板１０３および導体板１０４に接続される。したがって、ＩＣ１６１は、導体板９９と導体板１０１との間の電圧を検出し、シャント抵抗ＳＨＲ４に流れる電流、すなわち、モータＭ２のＵ相に流れるモータ電流ＭＣＲＴ２を検出する。また、ＩＣ１６１は、導体板１０３と導体板１０４との間の電圧を検出し、シャント抵抗ＳＨＲ５に流れる電流、すなわち、モータＭ２のＶ相に流れるモータ電流ＭＣＲＴ２を検出する。そして、ＩＣ１６１は、検出したモータ電流ＭＣＲＴ２を制御装置５０Ａへ出力する。
【０１２１】
基板１７０は、導体板１０２と導体板１０５との間に配置される。ＩＣ１７１，１７２は、基板１７０上に配置される。ＩＣ１７１は、ＩＧＢＴＱ１１，Ｑ１３に接続される。そして、ＩＣ１７１は、制御装置５０Ａからの信号ＰＷＭＩ２に応じて駆動信号ＤＲＶＩ２を生成してＩＧＢＴＱ１１，Ｑ１３を駆動し、制御装置５０Ａからの信号ＰＷＭＣ２に応じて駆動信号ＤＲＶＣ２を生成してＩＧＢＴＱ１１，Ｑ１３を駆動する。ＩＣ１７２は、ＩＧＢＴＱ１２，Ｑ１４に接続される。そして、ＩＣ１７２は、制御装置５０Ａからの信号ＰＷＭＩ２に応じて駆動信号ＤＲＶＩ２を生成してＩＧＢＴＱ１２，Ｑ１４を駆動し、制御装置５０Ａからの信号ＰＷＭＣ２に応じて駆動信号ＤＲＶＣ２を生成してＩＧＢＴＱ１２，Ｑ１４を駆動する。
【０１２２】
なお、インバータ装置３０Ａにおいては、ＩＣ１２１は、ＩＧＢＴＱ７に加え、ＩＧＢＴＱ９にも接続され、ＩＣ１２２は、ＩＧＢＴＱ８に加え、ＩＧＢＴＱ１０にも接続される。そして、ＩＣ１２１は、制御装置５０Ａからの信号ＰＷＭＩ１に応じて駆動信号ＤＲＶＩ１を生成してＩＧＢＴＱ７を駆動し、制御装置５０Ａからの信号ＰＷＭＩ２に応じて駆動信号ＤＲＶＩ２を生成してＩＧＢＴＱ９を駆動する。また、ＩＣ１２１は、制御装置５０Ａからの信号ＰＷＭＣ１に応じて駆動信号ＤＲＶＣ１を生成してＩＧＢＴＱ７を駆動し、制御装置５０Ａからの信号ＰＷＭＣ２に応じて駆動信号ＤＲＶＩ２を生成してＩＧＢＴＱ９を駆動する。
【０１２３】
ＩＣ１２２は、制御装置５０Ａからの信号ＰＷＭＩ１に応じて駆動信号ＤＲＶＩ１を生成してＩＧＢＴＱ８を駆動し、制御装置５０Ａからの信号ＰＷＭＩ２に応じて駆動信号ＤＲＶＩ２を生成してＩＧＢＴＱ１０を駆動する。また、ＩＣ１２２は、制御装置５０Ａからの信号ＰＷＭＣ１に応じて駆動信号ＤＲＶＣ１を生成してＩＧＢＴＱ８を駆動し、制御装置５０Ａからの信号ＰＷＭＣ２に応じて駆動信号ＤＲＶＩ２を生成してＩＧＢＴＱ１０を駆動する。
【０１２４】
また、インバータ装置３０Ａにおいては、ＩＣ１３１は、導体板８１，８２に加え、導体板１０６，１０７にも接続される。そして、ＩＣ１３１は、導体板８１と導体板８２との間の電圧を検出し、シャント抵抗ＳＨＲ１に流れる電流、すなわち、モータＭ１のＵ相に流れるモータ電流ＭＣＲＴ１を検出する。また、ＩＣ１３１は、導体板１０６と導体板１０７との間の電圧を検出し、シャント抵抗ＳＨＲ６に流れる電流、すなわち、モータＭ２のＷ相に流れるモータ電流ＭＣＲＴ２を検出する。そして、ＩＣ１３１は、検出したモータ電流ＭＣＲＴ１，２を制御装置５０Ａへ出力する。
【０１２５】
さらに、インバータ装置３０Ａにおいては、導体板９８，９９、ＩＧＢＴＱ９，Ｑ１０、ダイオードＤ９，Ｄ１０および導体１５１，１５２は、Ｕ相アーム１５Ａを構成する。また、導体板１０２，１０３、ＩＧＢＴＱ１１，Ｑ１２、ダイオードＤ１１，Ｄ１２および導体１５４，１５５は、Ｖ相アーム１６Ａを構成する。さらに、導体板１０５，１０６、ＩＧＢＴＱ１３，Ｑ１４、ダイオードＤ１３，Ｄ１４および導体１５７，１５８は、Ｗ相アーム１７Ａを構成する。
【０１２６】
さらに、導体板９９，１０３，１０６は、「出力導体」を構成する。
さらに、インバータ装置３０Ａにおいては、２つのインバータ３１，３１Ａを構成する６個のアーム（Ｕ相アーム１５，１５Ａ、Ｖ相アーム１６，１６Ａ、Ｗ相アーム１７，１７Ａ）は、正極導体７１と負極導体７２との間に、シャフト１６１からリアフレーム６８の径方向に放射状に配置される。そして、各アームにおける断面構造は、図６に示す断面構造と同じである。
【０１２７】
さらに、インバータ装置３０Ａにおいては、導体板９９，１０１、導体１５３およびシャント抵抗ＳＨＲ４は、電流センサー４０Ａを構成する。また、導体板１０３，１０４、導体１５６およびシャント抵抗ＳＨＲ５は、電流センサー４０Ａを構成する。さらに、導体板１０６，１０７、導体１５９およびシャント抵抗ＳＨＲ６は、電流センサー４０Ａを構成する。そして、電流センサー４０Ａにおける断面構造は、図７に示す断面構造と同じである。
【０１２８】
さらに、インバータ装置３０Ａにおいては、隣接する２つのアームは、ドライブ回路３２を構成するＩＣ１１１，１１２，１２１，１２２，１３１，１４１，１６１，１７１，１７２に対して相互に対称の位置に配置される。
【０１２９】
このように、インバータ装置３０Ａにおいては、２つのインバータ３１，３１Ａが１ヶ所に集められてモータＭ１のリアフレーム６８の端面に形成される。
【０１３０】
図１０は、２つのインバータを１ヶ所に集めたモータ駆動装置１００Ａを自動車に搭載した例を示す。図１０を参照して、エンジン３は、前輪１の近傍に配置される。インバータ装置３０ＡおよびモータＭ１から成る回転機／インバータ４は、エンジン３に接して配置される。回転機５は、後輪７の近傍に配置される。回転機／インバータ４は、交流電源線６によって回転機５と接続され、直流電源線８によって直流電源２と接続される。
【０１３１】
回転機／インバータ４は、直流電源２から直流電源線８を介して直流電圧を受ける。そして、回転機／インバータ４に含まれるインバータ装置３０Ａは、その受けた直流電圧を交流電圧に変換して回転機／インバータ４に含まれるモータＭ１を駆動し、または回転機５（モータＭ２）を駆動する。モータＭ１は、出力トルクを出力して前輪１を駆動し、回転機５は、出力トルクを出力して後輪７を駆動する。
【０１３２】
このように、１つの車両に２つの回転機を搭載する場合にも、２つの回転機を駆動する２つのインバータは、１つの回転機の端面に形成される。すなわち、図１０に示した例では、図８に示す領域ＲＥＧ１に含まれるインバータ装置３０ＡおよびモータＭ１が回転機／インバータ４として配置される。
【０１３３】
図１１は、領域ＲＥＧ２に含まれるインバータ装置３０ＡおよびモータＭ１，Ｍ２を１ヶ所に集めた場合の電気回路図を示す。２つのモータＭ１，Ｍ２も含めて１ヶ所に配置する例としては、２重ロータのモータの端面にインバータ装置３０Ａを配置する例がある。
【０１３４】
再び、図８を参照して、モータ駆動装置１００Ａにおける全体動作について説明する。全体の動作が開始されると、直流電源１０は、直流電圧を出力し、コンデンサ２０は、直流電源１０からの直流電圧を平滑化してインバータ装置３０Ａへ供給する。また、電圧センサー２１は、コンデンサ２０の両端の電圧、すなわち、インバータ装置３０Ａへの入力電圧Ｖｍを検出して制御装置５０Ａへ出力する。
【０１３５】
電流センサー４０は、モータ電流ＭＣＲＴ１を検出してドライブ回路３２Ａへ出力し、電流センサー４０Ａは、モータ電流ＭＣＲＴ２を検出してドライブ回路３２Ａへ出力する。ドライブ回路３２Ａは、モータ電流ＭＣＲＴ１，２を制御装置５０Ａへ出力する。制御装置５０Ａは、外部ＥＣＵからトルク指令値ＴＲ１，２を受け、電圧センサー２１から入力電圧Ｖｍを受け、ドライブ回路３２Ａからモータ電流ＭＣＲＴ１，２を受ける。そして、制御装置５０Ａは、トルク指令値ＴＲ１、入力電圧Ｖｍおよびモータ電流ＭＣＲＴ１に基づいて、上述した方法により信号ＰＷＭＩ１を生成してドライブ回路３２Ａへ出力する。また、制御装置５０Ａは、トルク指令値ＴＲ２、入力電圧Ｖｍおよびモータ電流ＭＣＲＴ２に基づいて、上述した方法により信号ＰＷＭＩ２を生成してドライブ回路３２Ａへ出力する。
【０１３６】
ドライブ回路３２Ａは、制御装置５０Ａからの信号ＰＷＭＩ１に応じて駆動信号ＤＲＶＩ１を生成してＩＧＢＴＱ３〜Ｑ８へ出力し、制御装置５０Ａからの信号ＰＷＭＩ２に応じて駆動信号ＤＲＶＩ２を生成してＩＧＢＴＱ９〜Ｑ１４へ出力する。そして、ＩＧＢＴＱ３〜Ｑ８は、駆動信号ＤＲＶＩ１によってオン／オフされ、インバータ３１は、コンデンサ２０から供給された直流電圧を交流電圧に変換してモータＭ１を駆動する。これにより、モータＭ１は、トルク指令値ＴＲ１によって指定されたトルクを出力する。また、ＩＧＢＴＱ３〜Ｑ８は、駆動信号ＤＲＶＩ１によってオン／オフされ、インバータ３１Ａは、コンデンサ２０から供給された直流電圧を交流電圧に変換してモータＭ２を駆動する。これにより、モータＭ２は、トルク指令値ＴＲ２によって指定されたトルクを出力する。
【０１３７】
また、モータ駆動装置１００Ａが搭載されたハイブリッド自動車または電気自動車の回生制動時、制御装置５０Ａは、外部ＥＣＵから信号ＲＧＥを受け、その受けた信号ＲＧＥに応じて、信号ＰＷＭＣ１，２を生成してドライブ回路３２Ａへ出力する。
【０１３８】
ドライブ回路３２Ａは、信号ＰＷＭＣ１に応じて駆動信号ＤＲＶＣ１を生成してＩＧＢＴＱ３〜Ｑ８へ出力し、信号ＰＷＭＣ２に応じて駆動信号ＤＲＶＣ２を生成してＩＧＢＴＱ９〜Ｑ１４へ出力する。
【０１３９】
そうすると、ＩＧＢＴＱ３〜Ｑ８は、駆動信号ＤＲＶＣ１によってオン／オフされ、インバータ３１は、モータＭ１が発電した交流電圧を直流電圧に変換して直流電源１０に供給する。また、ＩＧＢＴＱ９〜Ｑ１４は、駆動信号ＤＲＶＣ２によってオン／オフされ、インバータ３１Ａは、モータＭ２が発電した交流電圧を直流電圧に変換して直流電源１０に供給する。
【０１４０】
実施の形態２によれば、インバータ装置は、モータのリアフレームの端面にモータの回転軸から放射状に形成された６つのアームと、隣接する２つのアーム間に形成されたドライブ回路と、各々が各アームを構成する上アームと下アームとを接続する６つの導体板と、６つのアームの正極側を接続し、モータの回転方向に延伸する正極導体と、６つのアームの負極側を接続し、モータの回転方向に延伸する負極導体とを備えるので、モータを駆動するインバータ装置の各部品をモータの端面に設けても、配線を簡素化できる。
【０１４１】
上記においては、インバータのアーム数が３相および６相の場合について説明したが、この発明は、これに限らず、それ以上のアーム数を有するインバータ装置にも適用可能である。
【０１４２】
今回開示された実施の形態はすべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は、上記した実施の形態の説明ではなくて特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。
【図面の簡単な説明】
【図１】実施の形態１におけるモータ駆動装置の概略ブロック図である。
【図２】図１に示す制御装置の一部の機能を示す機能ブロック図である。
【図３】インバータ一体型モータの断面図である。
【図４】図３のＢ方向から見た斜視図である。
【図５】図４のＣ方向から見た平面図である。
【図６】図５のＡ−Ａ線における断面図である。
【図７】図５のＢ−Ｂ線における断面図である。
【図８】実施の形態２におけるモータ駆動装置の概略ブロック図である。
【図９】図８に示すインバータ装置をモータのリアフレームの端面に形成した場合の平面図である。
【図１０】２つのインバータを１ヶ所に集めたモータ駆動装置を自動車に搭載した例を示す概略ブロック図である。
【図１１】実施の形態２におけるモータ駆動装置の他の概略ブロック図である。
【図１２】従来のモータ駆動装置の概略ブロック図である。
【図１３】図１２に示すコンデンサおよびインバータをモータの端面に設けたインバータ一体型のモータ装置を示す概念図である。
【図１４】図１３のＡ方向から見た平面図である。
【符号の説明】
１  前輪、２，１０  直流電源、３  エンジン、４  回転機／インバータ、５回転機、６  交流電源線、７  後輪、８  直流電源線、１１，３２０  電源ライン、１２，３２１  アースライン、１５，１５Ａ，３１７  Ｕ相アーム、１６，１６Ａ，３１８  Ｖ相アーム、１７，１７Ａ，３１９  Ｗ相アーム、２０  コンデンサ、２１  電圧センサー、３０，３０Ａ  インバータ装置、３１，３１Ａ，３１０  インバータ、３２，３２Ａ  ドライブ回路、４０，４０Ａ  電流センサー、４１  モータ制御用相電圧演算部、４２  インバータ用ＰＷＭ信号変換部、５０，５０Ａ  制御装置、６０  インバータ一体型モータ、６１  シャフト、６２  ロータ、６３  ステータ、６４，６５  ベアリング、６６  フロントフレーム、６７  フレーム、６８  リアフレーム、６８Ｕ，６８Ｖ，６８Ｗ，６８Ｕ１，６８Ｖ１，６８Ｗ１，６８Ｕ２，６８Ｖ２，６８Ｗ２  孔、６９  冷却水路、７０  電気絶縁樹脂、７１  正極導体、７１ａ  内周縁、７２  負極導体、８０〜８８，９８，９９，１０１〜１０７  導体板、８９〜９７，１５１〜１５９導体、９１Ａ，９１Ｃ  端子、９１Ｂ  本体、１００，１００Ａ，３００  モータ駆動装置、１１０，１２０，１３０，１４０，１６０，１７０  基板、１１１，１１２，１２１，１２２，１３１，１４１，１６１，１７１，１７２  ＩＣ、３０１〜３０３  コンデンサ、３１１〜３１６  ＮＰＮトランジスタ、３３０モータ装置、３３２  ヒートシンク、３３３  コントローラ、３４０，３５０，３６１〜３６３，３７１〜３７３，３８１〜３８３  バスバー、Ｑ３〜Ｑ１４ＩＧＢＴ、Ｄ３〜Ｄ１４  ダイオード、ＳＨＲ１〜ＳＨＲ６  シャント抵抗、Ｍ１，Ｍ２  モータ。
【図１】
2004201462.tif 000003
【図２】
2004201462.tif 000004
【図３】
2004201462.tif 000005
【図４】
2004201462.tif 000006
【図５】
2004201462.tif 000007
【図６】
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【図７】
2004201462.tif 000009
【図８】
2004201462.tif 000010
【図９】
2004201462.tif 000011
【図１０】
2004201462.tif 000012
【図１１】
2004201462.tif 000013
【図１２】
2004201462.tif 000014
【図１３】
2004201462.tif 000015
【図１４】
2004201462.tif 000016