JP2014121129A - 駆動制御装置及び該駆動制御装置を適用した電動パワーステアリング装置 - Google Patents

Abstract

【課題】スイッチング素子の数を増加させることなく、故障率を低減することを可能とする駆動制御装置を提供する。
【解決手段】駆動制御回路１９は、電動機１０を正転乃至逆転の一方向に回転させる際、電動機１０の回転方向に対応する、ＦＥＴ２及びＦＥＴ３をオン状態にして電源ソース側から電源シンク側に向かって前記電源電流を電動機１０に流す通電状態（図５Ａ、図５Ｃ）と、ＦＥＴ３をオフ状態にして電動機１０の還流電流をＦＥＴ２及びダイオードＤ１を通じて還流させる上アーム還流状態（図５Ｂ）と、ＦＥＴ２をオフ状態にしてＦＥＴ２に電流を流さないオフ状態（図５Ｄ）を設けると共に同時にＦＥＴ３をオン状態にして電動機１０の還流電流をＦＥＴ３及びダイオードＤ４を通じて還流させる下アーム還流状態（図５Ｄ）と、が繰り返すようにＰＷＭ制御する。
【選択図】図５

Description

この発明は、ブリッジ回路により電動機を正転乃至逆転駆動する駆動制御装置及び該駆動制御装置を適用した電動パワーステアリング装置に関し、特に、前記ブリッジ回路を構成するスイッチング素子の故障率を低減する駆動制御装置及び該駆動制御装置を適用した電動パワーステアリング装置に関する。

例えば、電動機は、駆動制御回路からブリッジ回路を通じて駆動制御される。前記ブリッジ回路の各アーム（各枝）には、前記駆動制御回路から出力される駆動信号によりオンオフ制御されるパワー素子（パワー半導体）のスイッチング素子が使用に供されている。

前記スイッチング素子の故障による前記駆動制御装置の故障は、電動パワーステアリング装置のような高信頼性を要する装置では重要な対策課題になっている。

特許文献１では、ブリッジ回路を構成する前記各アームのスイッチング素子を、逆方向に並列接続された寄生ダイオードを有しバッテリ側から電流を通流可能な第１ＦＥＴと、前記第１ＦＥＴと同型のＦＥＴであって前記第１ＦＥＴに対して前記第１寄生ダイオードの電流通流方向と逆方向になるように接続された第２寄生ダイオードを並列に有する第２ＦＥＴと、の直列接続により構成している。

そして、通常動作時には、各アームの前記第１ＦＥＴを全てオン状態にすると共に、各アームの前記第２ＦＥＴをＰＷＭ駆動することでバッテリ側から上アーム、電動機、下アームを通じてグランド側に電流を通流し、電動パワーステアリング装置用の前記電動機を駆動する。

一方、第２ＦＥＴのいずれかがオン故障（短絡故障）であることを検出した故障検出動作時には、第１及び第２ＦＥＴを全てオフ状態にすることで、オン故障していない第２ＦＥＴの第２寄生ダイオードによりバッテリから前記電動機を通じてグランド側に電流が供給されることを阻止すると共に、誤ってバッテリが逆接続された場合にも、第１ＦＥＴの第１寄生ダイオードにより前記グランド側から前記電動機を介して電源に電流が流れることを阻止するようにしている。

この駆動制御装置を適用して電動パワーステアリング装置の電動機を駆動するように構成すれば、ブリッジ回路の故障時に、操向ハンドルの手動操作で発生する前記電動機の誘起電圧により流れる誘起電流の経路が遮断され、前記電動機の回転方向と逆方向に制動力が発生することを防止することができるとされている。

特開２００５−２８７２０５号公報（［００３４］−［００３８］、［００５１］）

しかしながら、上記従来技術による駆動制御装置では、故障時対応のために、ブリッジ回路（Ｈブリッジ回路）の各アームに、ＰＷＭ駆動用のスイッチング素子（第２ＦＥＴ）の他に、直列に回路遮断用のスイッチング素子（第１ＦＥＴ）を設けているので、ブリッジ回路のスイッチング素子の総数が、例えばＨブリッジ回路では、２倍の８素子となり、３相ブリッジ回路では、６素子から１２素子となり、駆動制御装置の大型化、重量増加、コスト増加を伴うという課題がある。しかも、スイッチング素子の数が増加することから、ＭＴＢＦ（故障間平均時間）が短くなるという課題もある。

この発明は上記の課題を考慮してなされたものであって、スイッチング素子の数を増加させることなく、故障率を低減することを可能とする駆動制御装置及び該駆動制御装置を適用した電動パワーステアリングを提供することを目的とする。

また、この発明は上記の課題を考慮してなされたものであって、スイッチング素子の数の増加を最小限に抑制して、故障率を低減することを可能とする駆動制御装置及び該駆動制御装置を適用した電動パワーステアリング装置を提供することを目的とする。

一般に、半導体素子であるスイッチング素子は、その接合温度（以下、単にスイッチング素子の温度という。）が規定温度を上回ると、いわゆる温度による熱破壊を発生する。

この場合、スイッチング素子の故障率は、スイッチング素子の温度上昇に伴い、例えば１０［℃］の増加で２倍に増加するといわれている。

スイッチング素子の温度上昇は、電動機にトルク（動力）を発生させるために前記スイッチング素子から前記電動機に供給される電流の大きさに依存する。

よって、所定のトルクを発生させるためには、スイッチング素子を通じて所定の電流を前記電動機に流す必要があるが、この所定の電流を流しながら前記ブリッジ回路を構成するスイッチング素子の消費電力を低減して温度上昇を抑制し故障率を低減することが好ましい。

この発明は、このような考慮・思想に基づきなされたものである。

この発明に係る駆動制御装置は、電源電流を流し出す電源ソース側と前記電源電流が流し込まれる電源シンク側との間に配され、それぞれ逆方向に並列にダイオードが接続された上アームスイッチング素子と下アームスイッチング素子との直列回路が少なくとも２回路設けられ、前記直列回路の中点間に電動機が接続されたブリッジ回路と、各前記上アームスイッチング素子と各前記下アームスイッチング素子を各駆動信号によりＰＷＭ制御しながら、前記電動機を正転乃至逆転させる駆動制御回路と、を備え、前記駆動制御回路は、前記電動機を正転乃至逆転の一方向に回転させる際、前記電動機の回転方向に対応する前記上アームスイッチング素子及び前記下アームスイッチング素子をオン状態にして前記電源ソース側から前記電源シンク側に向かって前記電源電流を前記電動機に流す通電期間と、前記下アームスイッチング素子をオフ状態にして前記電動機の還流電流を前記上アームスイッチング素子を通じて還流させる上アーム還流期間と、前記上アームスイッチング素子をオフ状態にして前記上アームスイッチング素子に電流を流さないオフ期間を設けると共に前記オフ期間に同時に前記下アームスイッチング素子をオン状態にして前記電動機の還流電流を前記下アームスイッチング素子を通じて還流させる下アーム還流期間と、が繰り返すようにＰＷＭ制御することを特徴とする。

従来技術では、発熱量が大きくなる、電源ソース側に接続されている上アームスイッチング素子が、通電状態と還流状態を繰り返すように制御されていたのに対し、この発明によれば、上アームスイッチング素子が、通電状態及び還流状態の他にオフ状態を採って繰り返すように制御したので、換言すれば、電動機の還流状態に流れる還流電流の消費を下アームスイッチング素子にも分散させて消費させるように制御したので、ＰＷＭ制御周期内での上アームスイッチング素子の平均的な通過電流を小さくすることができ、これにより発熱損失（発熱量）を小さくし、結果として、駆動制御装置全体としての故障率を低減することができる。

このように、この発明によれば、従来技術では、ＰＷＭ制御周期内で、上アームスイッチング素子を通電状態及び還流状態の２パターンが繰り返すように制御していたのを、通電状態及び還流状態にオフ状態を加えた３パターンが繰り返すように制御している。３パターンに限らず、ＰＷＭ制御周期内で、通電状態の期間（通電期間）や、還流状態の期間（還流期間）や、オフ状態の期間（オフ期間）を分割して４パターン以上が繰り返すように制御することは任意であり、ＰＷＭ制御周期内で、上アームスイッチング素子が、通電期間及び還流期間の他にオフ期間を含むように制御していれば、この発明に含まれる。

また、この発明に係る駆動制御装置は、電源電流を流し出す電源ソース側と前記電源電流が流し込まれる電源シンク側との間に配され、それぞれ逆方向に並列にダイオードが接続された上アームスイッチング素子と下アームスイッチング素子との直列回路が少なくとも２回路設けられ、前記直列回路の中点間に電動機が接続されたブリッジ回路と、各前記上アームスイッチング素子と各前記下アームスイッチング素子を各駆動信号によりＰＷＭ制御しながら、前記電動機を正転乃至逆転させる駆動制御回路と、を備え、前記駆動制御回路は、前記電動機を正転乃至逆転の一方向に回転させる際、前記電動機の回転方向に対応する前記上アームスイッチング素子及び前記下アームスイッチング素子をオン状態にして前記電源ソース側から前記電源シンク側に向かって前記電源電流を前記電動機に流す通電期間と、前記下アームスイッチング素子をオフ状態にして前記電動機の還流電流を前記上アームスイッチング素子を通じて還流させる上アーム還流期間と、が繰り返すようにＰＷＭ制御する駆動制御装置において、前記上アームスイッチング素子及び前記下アームスイッチング素子の全てを、形状・定格が同一の素子を採用し、前記上アームスイッチング素子用のヒートシンクの熱抵抗を、前記下アームスイッチング素子用のヒートシンクの熱抵抗より小さく形成するか、又は、前記上アームスイッチング素子を前記同一の素子の並列接続で構成し且つ前記下アームスイッチング素子を前記同一の素子の単独素子で構成することを特徴とする。

この発明によれば、上下アームスイッチング素子として、形状・定格が同一のスイッチング素子を採用し、発熱量の大きい上アームスイッチング素子用のヒートシンクの熱抵抗を、下アームスイッチング素子用のヒートシンクの熱抵抗より小さく設定することで、同一スイッチング素子を採用することにより、異なる（形状と定格が非同一）素子を識別して管理・保管する管理コストや組み付けの際の製造の仕方に係るコストの増加を抑制しながら、駆動制御装置の故障率を低減することができる。

或いは、上下上アームスイッチング素子として、同一のスイッチング素子を採用し、前記上アームスイッチング素子を同一スイッチング素子の並列接続構成及び前記下アームスイッチング素子を単独スイッチング素子として構成することで、形状又は定格が異なる素子を識別して管理・保管する管理コスト及び駆動制御装置を製造する際の製造コストの増加を抑制しながら、駆動制御装置の故障率を低減することができる。

この場合、前記駆動制御装置により駆動制御される前記電動機が、操向ハンドルの操作に応じてトルクセンサにより検出される操舵トルクに基づき決定される目標電流を前記電源電流として駆動制御する操舵アシスト用電動機として用いられているので、電動パワーステアリング装置の故障率を低減することができる。

なお、上記した各発明において、電動機は、例えば、少なくとも２つの（電力）端子を備えた電動機であればよく、例えば、直流ブラシ電動機の他、３相のブラシレス電動機等に適用することができる。ブリッジ回路は、直流電動機を駆動するＨブリッジ回路の他に、３相電動機を駆動する３相ブリッジ回路に適用することができる。

この発明によれば、ブリッジ回路を構成する発熱量の大きい上アームスイッチング素子の発熱を下アームスイッチング素子に分散させるようにしたので、駆動制御装置の故障率を低減することができる。

よって、この発明に係る駆動制御装置を適用した電動パワーステアリング装置の故障率を低減することができる。

この発明の実施形態に係る駆動制御装置の概略的な構成を示す回路ブロック図である。 図２Ａは、比較例及び他の実施形態に適用される通電パターンを説明するタイムチャートである。図２Ｂは、この実施形態に適用される通電パターンを説明するタイムチャートである。 図３Ａは、比較例の通電時における回路電流の流れ方を説明する回路図である。図３Ｂは、比較例の還流時における回路電流の流れ方を説明する回路図である。 図２Ａの通電パターンでの各スイッチング素子の比較例による発熱損失等を説明する回路図である。 図５Ａは、この実施形態に係る技術の通電時における回路電流の流れ方を説明する回路図である。図５Ｂは、この実施形態に係る技術の還流時における上アームスイッチング素子に流れる回路電流の流れ方を説明する回路図である。図５Ｃは、図５Ａと同様にこの実施形態に係る技術の通電時における回路電流の流れ方を説明する回路図である。図５Ｄは、この実施形態に係る技術の還流時における下アームスイッチング素子に流れる回路電流の流れ方を説明する回路図である。 この実施形態に係る図２Ｂの通電パターンでの各スイッチング素子の実施形態による発熱損失等を説明する回路図である。 比較例と実施形態に係る技術による故障率の比較説明図である。 他の実施形態の実施例１に係る駆動制御装置を構成するブリッジ回路の構成を示す回路図である。 図９Ａは、他の実施形態に係る技術の通電時における回路電流の流れ方を説明する回路図である。図９Ｂは、他の実施形態に係る技術の還流時における回路電流の流れ方を説明する回路図である。 図２Ａの通電パターンでの他の実施形態の実施例１に係る技術の各スイッチング素子の発熱損失等を説明する回路図である。 比較例と他の実施形態に係る技術による故障率の比較説明図である。 他の実施形態の実施例２に係る駆動制御装置の構成を示す回路ブロック図である。 この実施形態及び他の実施形態に係る駆動制御装置が適用された電動パワーステアリング装置の概略構成図である。

以下、この発明の実施形態について図面を参照して説明する。

図１は、電動機１０を駆動制御するこの実施形態に係る駆動制御装置１２の概略的な構成を示している。

駆動制御装置１２は、電動機１０を駆動するブリッジ回路１４と、ブリッジ回路１４を駆動する駆動信号（駆動電圧、ＦＥＴ駆動信号又はＦＥＴ駆動電圧ともいう。）Ｓ１−Ｓ４を発生する駆動回路１６と、駆動回路１６にＰＷＭデューティ値を供給する電流Ｆ／Ｂ制御部１８とを備える。駆動回路１６と電流Ｆ／Ｂ制御部１８とにより駆動制御回路１９が構成される。

ここで、駆動制御回路１９は、電流Ｆ／Ｂ制御部１８に入力される目標電流Ｉｔａｒに対応する実電流Ｉｒが電動機１０に流れるように駆動回路１６を通じてブリッジ回路１４を駆動する。

すなわち、電流Ｆ／Ｂ制御部１８は、周知のように、目標電流Ｉｔａｒと電流センサ２０により検出される電動機１０の実電流Ｉｒとを比較し、実電流Ｉｒが目標電流Ｉｔａｒに等しくなるようにＰＩＤ制御等に係るフィードバック（Ｆ／Ｂ）制御を行いＰＷＭデューティ値を生成する。駆動回路１６は、電流Ｆ／Ｂ制御部１８から入力されたＰＷＭデューティ値に基づき、オンオフ信号である各駆動信号Ｓ１−Ｓ４を出力する。

ブリッジ回路１４は、それぞれがパワー半導体素子、例えばＭＯＳＦＥＴであって、逆方向に寄生ダイオードＤ１−Ｄ４が並列に接続されたＦＥＴ１（第１ＦＥＴ）−ＦＥＴ４（第４ＦＥＴ）からなる同一形状、同一定格の第１−第４スイッチング素子２１−２４を備える。第１及び第２スイッチング素子２１、２２を上アームスイッチング素子２１、２２、第３及び第４スイッチング素子２３、２４を下アームスイッチング素子２３、２４ともいう。

電動機１０は、電力が供給される第１端子３１と第２端子３２とを備える。

この実施形態では、理解の便宜のために、電動機１０が２相電動機の直流ブラシ電動機であり、ブリッジ回路１４がＨブリッジ回路であるとして駆動制御装置１２の構成・動作について説明するが、この発明は、公知の他の２相電動機、３相電動機及びこの３相電動機を駆動する３相ブリッジ回路（３相フルブリッジ回路）等に適用することができる。

第１スイッチング素子２１は、電圧ＶＢのバッテリ等の電源（電源電流を流し出す電源ソース）と電動機１０の第１端子３１が接続された接続点４１（中点４１ともいう。）との間に接続される。第２スイッチング素子２２は、電源ソースと電動機１０の第２端子３２が接続された接続点４２（中点４２ともいう。）との間に接続される。第３スイッチング素子２３は、電動機１０の第１端子３１が接続された接続点４１とグランド（電源電流が流し込まれる電源シンク）５０との間に接続される。第４スイッチング素子２４は、電動機１０の第２端子３２が接続された接続点４２（中点４２ともいう。）とグランド５０との間に接続される。

第１及び第３スイッチング素子２１、２３が直列回路とされ、第２及び第４スイッチング素子２２、２４が直列回路とされ、各直列回路が、電源ソースである電圧ＶＢの電源と電源シンクであるグランド５０との間に接続され、さらに、各直列回路の中点４１、４２間に電動機１０が接続されている点に留意する。

駆動制御回路１９を構成する電流Ｆ／Ｂ制御部１８と駆動回路１６は、ＥＣＵ（Ｅｌｅｃｔｒｏｎｉｃ Ｃｏｎｔｒｏｌ Ｕｎｉｔ）等により構成される公知の構成を有しているので、その詳細な説明は省略する。

この実施形態に係る電動機１０の駆動制御装置１２は、基本的には以上のように構成される。

次に、この発明の要部に係る、駆動制御回路１９の駆動信号Ｓ１−Ｓ４のタイミングとブリッジ回路１４の通電パターンについて図２Ａ（比較例又は他の実施形態の動作説明に供される。）、図２Ｂ（この実施形態の動作説明に供される。）のタイムチャートを参照しながら説明する。

この発明では、ＰＷＭ制御周期内にＦＥＴ１−ＦＥＴ４に通電される電流の量（大きさ）に着目しているので、理解の便宜のために、まず、比較例を図２Ａのタイムチャートを参照して説明する。

［比較例の説明］
図３Ａは、比較例の制御（従来制御）によるデューティオン（Ｄｕｔｙ Ｏｎ）時、すなわち通電パターン中、通電時のＦＥＴ２、ＦＥＴ３の回路電流（通電電流）の流れを示し、図３Ｂは、比較例の制御（従来制御）によるデューティオフ（Ｄｕｔｙ Ｏｆｆ）時、すなわち通電パターン中、還流時のＦＥＴ１、ＦＥＴ２の回路電流（還流電流）の流れを示している。図３Ａ及び図３Ｂにおいては、電動機１０への通電を６０［Ａ］、ＰＷＭ制御（固定周期デューティ可変）のＤｕｔｙを７０［％］に設定している。

図２Ａの時点ｔ０−時点ｔ２間及び時点ｔ２−時点ｔ４間がそれぞれＰＷＭ制御の固定周期（ＰＷＭ制御周期）であり、時点ｔ０−時点ｔ１（時点ｔ２−時点３）間の各要素のタイミングが図３Ａの通電パターンに対応し、時点ｔ１−時点ｔ２（時点ｔ３−時点ｔ４）間の各要素のタイミングが図３Ｂの通電パターンに対応する。

ＰＷＭ制御により、Ｄｕｔｙ量（Ｄｕｔｙ値）に応じて図３Ａの通電時と図３Ｂの還流時の通電パターンが切り替えられながら電源電流（すなわち電動機電流）が接続点４２（電動機１０の第２端子３２）側から接続点４１（電動機１０の第１端子３１）側に流れるように電動機１０が駆動され、電動機１０が一方向に回転する。

時点ｔ０−時点ｔ２間のＰＷＭ制御周期である１周期（以下、繰り返される。）の動作についてより詳しく説明すると、時点ｔ０−時点ｔ２の間、第２スイッチング素子２２（ＦＥＴ２）の駆動信号Ｓ２が、ハイレベルに保持され第２スイッチング素子２２（ＦＥＴ２）がオン状態とされる。

第２スイッチング素子２２（ＦＥＴ２）がオン状態にされているＰＷＭ制御周期（時点ｔ０−時点ｔ２間）中の時点ｔ０−時点ｔ１の間で、スイッチング素子２３（ＦＥＴ３）の駆動信号Ｓ３がハイレベルにされると、その期間、図３Ａの太い実線で示すように、電圧ＶＢの電源からＦＥＴ２（ＯＮ）、電動機１０及びＦＥＴ３（ＯＮ）を通じてグランド５０に電流が流れ、ＦＥＴ２及びＦＥＴ３は通電状態（図２Ａ中、クロスハッチング領域で示している。）とされる。

次いで、時点ｔ１−時点ｔ２の間でスイッチング素子２３（ＦＥＴ３）の駆動信号Ｓ３がローレベルにされると、図３Ｂの太い実線で示すように、その期間、電動機１０のコイルに時点ｔ０−時点ｔ１の間に蓄積されたエネルギにより前記コイルから発生する電流（還流電流という。）が、電動機１０、第１スイッチング素子２１（ＦＥＴ１）のダイオードＤ１、ＦＥＴ２（ＯＮ）を通じて電動機１０に還流する。

すなわち、時点ｔ１−時点ｔ２の間で、第２スイッチング素子２２（ＦＥＴ２）及びＦＥＴ１（ダイオードＤ１）は、還流状態（シングルハッチング領域で示している。）とされ、スイッチング素子２３（ＦＥＴ３）はオフ状態とされる。

以下、ＰＷＭ制御周期毎に、例えばＦＥＴ２は、通電状態から還流状態への同一の動作を繰り返す。

なお、電動機１０の回転を逆方向にする場合には、通電方向を逆方向にして、接続点４１側から接続点４２側に電動機電流を流せばよく、この場合には、第２スイッチング素子２２（ＦＥＴ２）及び第３スイッチング素子２３（ＦＥＴ３）の駆動が、第１スイッチング素子２１（ＦＥＴ１）及び第４スイッチング素子２４（ＦＥＴ４）の駆動に代替され、電動機１０が前記一方向と反対方向に回転する。

図４は、図２Ａ、図３Ａ及び図３Ｂの比較例の通電パターンによる制御時のスイッチング素子２１−２４（ＦＥＴ１−ＦＥＴ４）のＰＷＭ制御周期での平均電流（通電量）と発熱損失（発熱量）の計算例を示している。

ＦＥＴ１−ＦＥＴ４のＯＮ抵抗値を、代表値として０．００３［Ω］としている。Ｄｕｔｙ＝７０［％］で駆動されるＦＥＴ２に流れる平均電流（電動機１０に流れる実電流Ｉｒの平均電流）を６０［Ａ］としているので、ＦＥＴ２（第２スイッチング素子２２）の発熱損失が、０．００３×６０²≒１１［Ｗ］となり、還流時におけるＦＥＴ２（第２スイッチング素子２２）の発熱損失が、還流電流が（１−０．７）×６０＝１８［Ａ］となることから０．００３×１８²≒１［Ｗ］になる。また、通電時にのみ電流が流れるＦＥＴ３の平均電流は、残りの４２｛６０×（１−０．３）｝［Ａ］として計算されるので、ＥＦＴ３（スイッチング素子２３）の発熱損失は、０．００３×４２²≒５［Ｗ］になる。

この場合、ＦＥＴ２（第２スイッチング素子２２）は、通電時も還流時も常時ＯＮ状態になっているので、平均電流及び発熱損失が大きくなり、４つのＦＥＴ１−ＦＥＴ４（第１スイッチング素子２１−第４スイッチング素子２４）中、最も温度上昇量が高く、従って故障率が高くなることが分かる。そして、ＦＥＴ１−ＦＥＴ４に流れる電流の二乗で発熱損失が増加すること、発熱損失の増加によりＦＥＴ１−ＦＦＥ４の温度が上昇し故障率が増加する（１０［℃］の上昇で故障率は、およそ２倍に増加する。）ことを考慮すれば、高負荷となるＦＥＴ２（第２スイッチング素子２２）の故障率が極端に高くなることが推測される。従って、この高負荷がかかるＦＥＴ２（上アームスイッチング素子２２）及び回転方向が逆の場合には高負荷がかかるＦＥＴ１（上アームスイッチング素子２１）の故障率を低減させることが好ましい。

［実施形態の説明］
次にこの実施形態を図２Ｂのタイムチャートを参照して説明する。

この実施形態の制御によるＦＥＴ１−ＦＥＴ４の通電パターンを図５Ａ−図５Ｄに示す。図５Ａは、デューティオン（Ｏｎ）時１、すなわち通電パターン中、通電時のＦＥＴ２、ＦＥＴ３の回路電流（通電電流）の流れを示し、図５Ｂは、デューティオフ（Ｏｆｆ）時１、すなわち通電パターン中、還流時のＦＥＴ１、ＦＥＴ２の回路電流（還流電流）の流れを示している。図５Ｃは、図５Ａと同じ図を再掲したデューティオン（Ｏｎ）時２、すなわち通電パターン中、通電時のＦＥＴ２、ＦＥＴ３の回路電流（通電電流）の流れを示し、図５Ｄは、デューティオフ（Ｏｆｆ）時２、すなわち通電パターン中、還流時のＦＥＴ３、ＦＥＴ４の回路電流（還流電流）の流れを示している。

図５Ａ−図５Ｄにおいては、比較例の制御に係る図３Ａ例及び図３Ｂ例と同じく、電動機１０への平均通電電流を６０［Ａ］、ＰＷＭ制御（固定周期デューティ可変）のＤｕｔｙを７０［％］に設定している。

この実施形態では、図２Ｂの時点ｔ１０−時点ｔ１４間がＰＷＭ制御周期の固定周期（ＰＷＭ制御周期）を示している。

時点ｔ１０−時点ｔ１１間（時点ｔ０−時点１間と同じ長さ）が図５Ａの通電時の通電パターンに対応し、時点ｔ１１−時点ｔ１２間（時点１−時点ｔ２間と同じ長さ）が図５Ｂの上アームスイッチング素子還流時の通電パターンに対応し、時点ｔ１２−時点ｔ１３間（時点ｔ２−時点ｔ３間と同じ長さ）が図５Ｃの通電時の通電パターンに対応し、時点ｔ１３−時点ｔ１４間（時点ｔ３−時点ｔ４間と同じ長さ）が図５Ｄの還流時の通電パターンに対応する。

ＰＷＭ制御により、Ｄｕｔｙ量（Ｄｕｔｙ値）に応じて図５Ａ、図５Ｂ、図５Ｃ、図５Ｄ、図５Ａ、…のように通電パターンが切り替えられながら電源電流（すなわち電動機電流）が接続点４２（電動機１０の第２端子３２）側から接続点４１（電動機１０の第１端子３１）側に流れるように電動機１０が駆動され、電動機１０が一方向に回転する。

より詳しく説明すると、時点ｔ１０−時点ｔ１４間のＰＷＭ制御周期である１周期｛以下、繰り返される。｝において、図２Ｂに示すように、ＰＷＭ制御周期１周期の間の一部の期間で第２スイッチング素子２２（ＦＥＴ２）を駆動する駆動信号Ｓ２をローレベル（時点ｔ１３−時点ｔ１４間）にしている点に留意する。なお、図２Ａに示す従来技術では、駆動信号Ｓ２が、連続的にハイレベルになっている。

ＰＷＭ制御周期（時点ｔ１０−時点ｔ１４）中、時点ｔ１０−時点ｔ１３の間で、駆動信号Ｓ２がハイレベルとされ、第２スイッチング素子２２（ＦＥＴ２）がオン状態とされ、時点ｔ１３−時点ｔ１４の間で、駆動信号Ｓ２がローレベルとされ、スイッチング素子（ＦＥＴ２）がオフ状態とされる。

第２スイッチング素子２２（ＦＥＴ２）がオン状態にされている時点ｔ１０−ｔ１３の期間中、時点ｔ１０−時点ｔ１１の間で、駆動信号Ｓ３がハイレベルとされると、その期間、図５Ａの太い実線で示すように、電圧ＶＢの電源からＦＥＴ２（ＯＮ）、電動機１０及びＦＥＴ３（ＯＮ）を通じてグランド５０に電流が流れ、ＦＥＴ２及びＦＥＴ３は通電状態（図２Ｂ中、クロスハッチング領域で示している。）とされる。

次いで、時点ｔ１１−時点ｔ１２の間でスイッチング素子２３（ＦＥＴ３）の駆動信号Ｓ３がローレベルにされると、図５Ｂの太い実線で示すように、その期間、電動機１０のコイルに時点ｔ１０−時点ｔ１１の間に蓄積されたエネルギにより前記コイルから発生する電流（還流電流という。）が、電動機１０、第１スイッチング素子２１（ＦＥＴ１）のダイオードＤ１、ＦＥＴ２（ＯＮ）を通じて電動機１０に還流する。すなわち、ＦＥＴ２及びＦＥＴ１（ダイオードＤ１）は、還流状態（シングルハッチング領域で示している。）とされる。

次に、時点ｔ１２−時点ｔ１３の間でＦＥＴ３の駆動信号Ｓ３がハイレベルにされると、時点ｔ１０−時点ｔ１１間と同様に、その期間、電圧ＶＢの電源からＦＥＴ２、電動機１０及びＦＥＴ３を通じてグランド５０に電流が流れ、ＦＥＴ２及びＦＥＴ３は通電状態（クロスハッチング領域で示している。）とされる。

最後に、第２スイッチング素子２２（ＦＥＴ２）の駆動信号Ｓ２がローレベルとされている時点ｔ１３−時点ｔ１４の間で、第２スイッチング素子２２（ＦＥＴ２）がオフ状態とされ、ＦＥＴ３の駆動信号Ｓ３がハイレベルが継続されるとＦＥＴ３はオン状態を保持し、その期間、電動機１０のコイルから発生する還流電流が、電動機１０、ＦＥＴ３、及びスイッチング素子２４（ＦＥＴ４）のダイオードＤ４を通じて電動機１０に還流する。ＦＥＴ４が、還流状態（シングルハッチング領域で示している。）とされ、ＦＥＴ２がオフ状態（ブランク領域）になっている点に留意する。

以下、ＰＷＭ制御周期１周期毎に同一の動作、例えば、第２スイッチング素子２２（ＦＥＴ２）は、通電状態１、還流状態、通電状態２、オフ状態、通電状態１、…を繰り返す。

なお、図２Ｂ例では、ＰＷＭ制御周期内で、例えば第２スイッチング素子２２（ＦＥＴ２）が、図５Ａ−図５Ｄに示すように、通電状態１、還流状態、通電状態２、及びオフ状態を繰り返しているが、通電状態（通電状態１＋通電状態２）、還流状態、及びオフ状態を繰り返すように駆動信号Ｓ３の信号変化パターンを変更してもよい。変更しても、ＰＷＭ制御周期１周期内のＦＥＴ２の平均発熱損失は変化しない。

この実施形態の場合においても、電動機１０への通電方向が逆になる場合（接続点４１側から接続点４２側に電動機電流が流れる場合）、ＦＥＴ２及びＦＥＴ３の組み合わせではなく、ＦＥＴ１及びＦＥＴ４の組み合わせで駆動すればよい。

図６は、図２Ｂ、図５Ａ−図５Ｄのこの実施形態に係る通電パターンによる制御時のスイッチング素子２１−２４（ＦＥＴ１−ＦＥＴ４）のＰＷＭ制御周期の平均電流（通電量）と発熱損失（発熱量）の計算例を示している。

従来制御の図３Ａ例及び図３Ｂ例では、高負荷がかかっていたＦＥＴ２が図２Ｂの区間（時点ｔ１３−時点ｔ１４）でオフ状態（非通電状態）となっている分、平均電流が６０［Ａ］から５１［Ａ］（＝６０［Ａ］×１７０［％］／２００［％］）に低減されることが分かる。従って、発熱損失も１１［Ｗ］から８［Ｗ］に低減されて、上アームスイッチング素子２２（ＦＥＴ２）の温度上昇が抑制される。

図７は、上アームスイッチング素子２２（ＦＥＴ２）の故障率の低減の例を示している。温度上昇量［℃］が、ドット６０で示す比較例（従来制御）に比べてドット６２で示すこの実施形態では、概ね１０［℃］低減するので、ドット６０（比較例）での故障率の値を１．０に正規化すれば、ドット６２（実施形態）では、その半分の０．５に故障率が約半分に低減していることが分かる。

この実施形態では、第１スイッチング素子２１−第４スイッチング素子２４（ＦＥＴ１−ＦＥＴ４）の数が、背景技術で説明した特開２００５−２８７２０５号公報に開示された従来技術での総数８個から４個と半数になっていることから（図３Ａ及び図３Ｂに示した比較例と同等であり増加していないことから）、大型化、重量増加、コスト増加を伴うことなく故障率低減効果が得られる駆動制御装置１２を提供することができる。

［他の実施形態の説明］
他の実施形態では、上述した比較例において、通電状態と還流状態が繰り返され常時ＯＮ駆動される高負荷の第１スイッチング素子２１（ＦＥＴ１）又は第２スイッチング素子２２（ＦＥＴ２）のみを、発熱量が少ない構成（下記実施例１）又は放熱量の大きい構成（下記実施例２）とすることにより、スイッチング素子の増加を背景技術で説明した特開２００５−２８７２０５号公報に開示された従来技術よりも抑制しつつ、効果的に信頼性向上の効果を得るものである。

［実施例１］
図８は、他の実施形態の実施例１に係る駆動制御装置１２Ａを構成するブリッジ回路１４Ａの構成例を示す回路図である。電流Ｆ／Ｂ制御部１８、駆動回路１６及び電動機１０の構成は図１に示したものと同じである。なお、図８に示すブリッジ回路１４Ａにおいて、図１に示したものと対応するものには同一の符号をつけてその詳細な説明を省略する。

この図８例のブリッジ回路１４Ａでは、図１例の第１及び第２スイッチング素子２１、２２のＦＥＴ１とＦＥＴ２が、それぞれ、上アームスイッチング素子１２１、１２２として、同一形状・同一定格の２つのＭＯＳＦＥＴが並列接続されたＦＥＴ１ａ及びＦＥＴ１ｂからなるＦＥＴ１Ｐと、同一形状・同一定格の２つのＭＯＳＦＥＴが並列接続されたＦＥＴ２ａ及びＦＥＴ２ｂからなるＦＥＴ２Ｐに代替されて構成されている。

図９Ａ及び図９Ｂは、図８に示す他の実施形態の実施例１の通電パターンに係る回路電流の流れ方を説明する回路図であり、上記した実施形態と同じに、電動機１０への通電を６０［Ａ］、ＰＷＭ制御のＤｕｔｙを７０［％］に設定している。図９Ａは、ＤｕｔｙＯｎ時のＦＥＴ１Ｐ、ＦＥＴ２Ｐ、ＦＥＴ３及びＦＥＴ４の通電パターン、図９Ｂは、ＤｕｔｙＯｆｆ時のＦＥＴ１Ｐ、ＦＥＴ２Ｐ、ＦＥＴ３及びＦＥＴ４への通電パターンを示している。

駆動回路１６からのＰＷＭ制御された駆動信号Ｓ１−Ｓ４により、Ｄｕｔｙ量（Ｄｕｔｙ値）に応じて図９Ａと図９Ｂの通電パターンが切り替わりながら電流が接続点４２（第２端子３２）側から接続点４１（第１端子３１）側に流れるように電動機１０が駆動される。

より具体的には、図２Ａのタイムチャート（公知）を参照すれば理解できるように、時点ｔ０−時点ｔ２間の１周期（以下、繰り返される。）の動作について説明すると、その間、ＦＥＴ２Ｐ（ＦＥＴ２ａ、ＦＥＴ２ｂ）の駆動信号Ｓ２は、ハイレベルに保持され、ＦＥＴ２Ｐはオン状態にされる。

時点ｔ０−時点ｔ１の間で駆動信号Ｓ３がハイレベルにされ、ＦＥＴ３がオン状態にされると、その期間、図９Ａに示すように、電圧ＶＢの電源からＦＥＴ２Ｐ（ＦＥＴ２ａ、ＦＥＴ２ｂ）、電動機１０及びＦＥＴ３を通じてグランド５０に電流が流れ、ＦＥＴ２Ｐ（ＦＥＴ２ａ、ＦＥＴ２ｂ）及びＦＥＴ３は通電状態（クロスハッチング領域で示している。）とされる。

次いで、時点ｔ１−時点ｔ２の間で駆動信号Ｓ３がローレベルにされるとＦＥＴ３がオフ状態とされ、その期間、図９Ｂに示すように、電動機１０のコイルに蓄積されたエネルギにより前記コイルから発生する電流（還流電流という。）が、電動機１０、第１スイッチング素子１２１｛ＦＥＴ１Ｐ（ＦＥＴ１ａ、ＦＥＴ１ｂ）｝の各ダイオードＤ１ａ、Ｄ１ｂ、ＦＥＴ２Ｐ（ＦＥＴ２ａ、ＦＥＴ２ｂ）を通じて電動機１０に還流する。ＦＥＴ２Ｐ（ＦＥＴ２ａ、ＦＥＴ２ｂ）は、還流状態（シングルハッチング領域で示している。）とされる。

以下、ＰＷＭ制御周期毎に同一の動作を繰り返す。

なお、電動機１０への通電方向が逆になる場合（接続点４１側から接続点４２側に電動機電流が流れる場合）、ＦＥＴ２Ｐ及びＦＥＴ３の組み合わせではなく、ＦＥＴ１Ｐ及びＦＥＴ４の組み合わせで駆動すればよい。

図１０は、図２Ａ、図９Ａ及び図９Ｂの他の実施形態の実施例１の通電パターンによる制御時のスイッチング素子１２１−１２４（ＦＥＴ１Ｐ、ＦＥＴ２Ｐ、ＦＥＴ３及びＦＥＴ４）のＰＷＭ１周期間の平均電流（通電量）と発熱損失（発熱量）を示している。

図４の比較例の従来制御に係る発熱量と比較して、高負荷がかかっていたＦＥＴ２がＦＥＴ２Ｐ（ＦＥＴ２ａ、ＦＥＴ２ｂ）として並列化されている分、電流量が低減されることから、発熱損失（発熱量）が約１１［Ｗ］から約６［Ｗ］に低減されて、ＦＥＴ２Ｐの温度上昇が抑制される。その結果、ＦＥＴ２Ｐの故障率低減効果が得られる。

図８に示した他の実施形態の実施例１では、ブリッジ回路１４Ａのスイッチング素子（ＦＥＴ）の総数が、４個から６個に増加しているが、特開２００５−２８７２０５号公報に開示された従来技術による故障低減手法の８個に比較すれば、２５％の低減であり少ない。

よって、ブリッジ回路１４Ａを備える他の実施形態に係る実施例１の駆動制御装置１２Ａの大型化、重量増加及びコスト増加を従来手法よりも抑制しつつ、信頼性向上の効果を得ることができる。

図１１は、ＦＥＴ２Ｐの故障率の低減の例を示している。温度上昇量［℃］がドット７０で示す比較例（従来制御）に比較してドット７２で示すこの実施形態では、概ね２０［℃］低減するので、ドット７０での故障率の値を１．０に正規化すれば、その半分以下に故障率が低減していることが分かる。

［実施例２］
電動機１０を駆動するスイッチング素子としては、いわゆるパワーＭＯＳＦＥＴやパワートランジスタが採用される。

一般に、ＦＥＴやトランジスタは、半導体チップと前記半導体チップに接続される電極端子と、前記半導体チップでの発熱を放熱するヒートシンク（パッケージが兼ねる場合もある。）と、これらをマウントするパッケージ（ケースともいう。）とから構成される（以下、ＦＥＴパッケージとして説明する。）。

従って、ＦＥＴでは、半導体チップからパッケージ（電極端子ヒートシンクを含む）を通じての外気との間で熱抵抗θｊａ［℃／Ｗ］が定義される。そこで、ＦＥＴのパッケージに外部ヒートシンクを取り付ければ（熱的に密に結合すれば）、熱抵抗θｊａを小さくすることができ、結果として、同一発熱量に対する半導体チップの温度（接合温度：ジャンクション温度）上昇を抑制することができる。

そこで、他の実施形態の実施例２では、図１２に示す駆動制御装置１２Ｂに示すように、高負荷がかかる上アームスイッチング素子１２１（ＦＥＴ１）、上アームスイッチング素子１２２（ＦＥＴ２）に、それぞれドット描画領域で模式的に示すヒートシンク８１、８２を取り付ける。ヒートシンク８１、８２は、例えば、発熱量が１１［Ｗ］（図４参照）であるとき、上アームスイッチング素子１２１（ＦＥＴ１）及び上アームスイッチング素子１２２（ＦＥＴ２）２の接合温度が、図６例の発熱量が８［Ｗ］のときの第２スイッチング素子２２（ＦＥＴ２）と同じ温度になるように設計すればよい。

このように、形状・定格が同一のＦＥＴを採用し、発熱量の大きい第１及び第２スイッチング素子１２１、１２２（ＦＥＴ１、ＦＥＴ２）用のヒートシンク８１、８２の熱抵抗θｊａを、第３及び第４スイッチング素子１２３、１２４（ＦＥＴ３、ＦＥＴ４）用のヒートシンクの熱抵抗より小さく形成し同一素子を採用することにより、異なる（形状と定格が非同一）パワー素子を識別して管理・保管する管理コストや組み付けの際の製造の仕方に係るコストの増加を抑制しながら、駆動制御装置１２Ｂの故障率を低減することができる。

［電動パワーステアリング装置への適用例］
図１３は、この発明の実施形態（及び他の実施形態）に係る駆動制御装置１２（１２Ａ、１２Ｂ）が適用されたこの発明の実施形態に係る電動パワーステアリング装置２１０の概略構成図を示している。

車両（不図示）に搭載された電動パワーステアリング装置２１０は、操向ハンドル２１２に連結されたステアリング軸２１４に対して、運転者が与える操舵トルクを補助するトルク（補助トルク）を与えるように構成される。

ステアリング軸２１４の上端は操向ハンドル２１２に連結され、下端にはピニオン２１６が取り付けられている。ピニオン２１６に噛み合うラック２１８を設けたラック軸２２０が配置されている。ピニオン２１６とラック２１８によってラック・ピニオン機構２２２が形成される。ラック軸２２０の両端にはタイロッド２２４が設けられ、各タイロッド２２４の外側端には前輪（転舵輪）２２６が取り付けられている。

ステアリング軸２１４に対して、減速機構である動力伝達機構２２８を介して電動機１０が設けられている。電動機１０は、操舵トルクを補助するための回転力を出力する。この回転力は、上記補助トルクとして、動力伝達機構２２８を経由して増力されステアリング軸２１４に与えられる。

ステアリング軸２１４には、また、操舵トルクセンサ２３２が設けられている。操舵トルクセンサ２３２は、運転者が操向ハンドル２１２を操作することによって生じる操舵トルクをステアリング軸２１４に加えたとき、ステアリング軸２１４に加わる当該操舵トルクの大きさと方向を検出し、検出した操舵トルクの大きさに応じた電気信号である操舵トルクＴｓと方向を出力する。操舵トルクセンサ２３２は例えばトーションバーを利用して構成されている。

ステアリング軸２１４には、さらに、ステアリング軸２１４の回転による操舵角、すなわち舵角を操舵方向を含めて検出し、検出した舵角に応じた電気信号である舵角θｓを出力する舵角センサ２３４が設けられている。

電動パワーステアリング装置２１０の搭載車両には、当該車両の走行速度に対応した電気信号である車速Ｖｓを検出して出力する車速センサ２３６が設けられている。

駆動制御装置１２（１２Ａ、１２Ｂ）には、上述した操舵トルクセンサ２３２、舵角センサ２３４、車速センサ２３６及び電動機１０が電気的に接続されている。

つまり、駆動制御装置１２（１２Ａ、１２Ｂ）には、操舵トルクセンサ２３２から出力される操舵トルクＴｓとその方向、舵角センサ２３４から出力される舵角θｓ、及び車速センサ２３６から出力される車速Ｖｓが入力される。

そして、図１３の電動パワーステアリング装置２１０では、周知のように、駆動制御装置１２（１２Ａ、１２Ｂ）が、操向ハンドル２１２の操作に応じて操舵トルクセンサ２３２により検出される操舵トルクＴｓと方向、車速センサ２３６により検出される車速Ｖｓ及び舵角センサ２３４により検出される舵角θｓに基づき目標電流Ｉｔａｒを決定し、実電流Ｉｒが前記目標電流Ｉｔａｒとなるように電動機１０を駆動制御する。これにより、電動機１０により適切な操舵補助力が得られる。

このような構成の電動パワーステアリング装置２１０では、故障率を低減した駆動制御装置１２（１２Ａ、１２Ｂ）を適用（採用）しているので、故障率を低減することができる。

［実施形態及び他の実施形態のまとめ］
以上説明したように、この実施形態に係る駆動制御装置１２は、電源電流を流し出す電源ソース側としての電圧ＶＢを発生する電源と、前記電源電流が流し込まれる電源シンク側としてのグランド５０との間に配され、それぞれ逆方向に並列にダイオードＤ１−Ｄ４が接続された上アームスイッチング素子２１、２２と下アームスイッチング素子２３、２４との直列回路が少なくとも２回路設けられ、前記直列回路（上アームスイッチング素子２１と下アームスイッチング素子２３及び上アームスイッチング素子２２と下アームスイッチング素子２４）の中点４１、４２間に電動機１０が接続されたブリッジ回路１４と、各前記上アームスイッチング素子２１、２２と各前記下アームスイッチング素子２３、２４を各駆動信号Ｓ１−Ｓ４によりＰＷＭ制御しながら、電動機１０を正転乃至逆転させる駆動制御回路１９と、を備える。

駆動制御回路１９は、電動機１０を正転乃至逆転の一方向に回転させる際、電動機１０の回転方向に対応する、例えば、図５Ａ及び図５Ｃに示すように、上アームスイッチング素子２２及び下アームスイッチング素子２３をオン状態にして前記電源ソース側から前記電源シンク側に向かって前記電源電流を電動機１０に流す通電期間（時点ｔ１０−時点ｔ１１、時点ｔ１２−時点ｔ１３）と、図５Ｂに示すように、下アームスイッチング素子２３をオフ状態にして電動機１０の還流電流を上アームスイッチング素子２２及びダイオードＤ１を通じて還流させる上アーム還流期間（時点ｔ１１−ｔ１２）と、図５Ｄに示すように、上アームスイッチング素子２２をオフ状態にして上アームスイッチング素子２２に電流を流さないオフ期間（時点ｔ１３−時点ｔ１４）を設けると共に前記オフ期間（時点ｔ１３−ｔ１４）に同時に下アームスイッチング素子２３をオン状態にして電動機１０の還流電流を下アームスイッチング素子２３及びダイオードＤ４を通じて還流させる下アーム還流期間（時点ｔ１３−時点ｔ１４）と、が繰り返すようにＰＷＭ制御するようにしている。

従来技術では、発熱量が大きくなる、電源ソース側に接続されている上アームスイッチング素子２１、２２が、通電状態と還流状態を繰り返すように制御されていたのに対し、この発明によれば、上アームスイッチング素子２１、２２が、通電状態及び還流状態の他にオフ状態を採って繰り返すように制御したので、換言すれば、電動機１０の還流状態に流れる還流電流の消費を下アームスイッチング素子２３、２４にも分散させて消費させるように制御したので、ＰＷＭ制御周期内での上アームスイッチング素子２１、２２の平均的な通過電流を小さくすることができ、これにより発熱損失（発熱量）を小さくし、結果として、駆動制御装置全体としての故障率を低減することができる。

このように、この発明によれば、従来技術では、ＰＷＭ制御周期内で、上アームスイッチング素子２１、２２を通電状態及び還流状態の２パターンが繰り返すように制御していたのを、通電状態１、還流状態、通電状態２にオフ状態を加えた４パターンで繰り返すように制御している。４パターンに限らず、ＰＷＭ制御周期内で、通電状態の期間（通電期間）をまとめて（通電期間＝通電期間１＋通電期間２）、還流状態の期間（還流期間）と、オフ状態の期間（オフ期間）の３パターンが繰り返すように制御してもよく、あるいは細かく分割して４パターン以上とすることは任意であり、ＰＷＭ制御周期内で、上アームスイッチング素子２１、２２が、通電期間及び還流期間の他にオフ期間を含むように制御すれば、この発明に含まれる。

他の実施形態に係る駆動制御装置１２Ａ、１２Ｂは、電源電流を流し出す電源ソース側と前記電源電流が流し込まれる電源シンク側との間に配され、それぞれ逆方向に並列にダイオードＤ１、Ｄ２が接続された上アームスイッチング素子１２１、１２２と下アームスイッチング素子１２３、１２４との直列回路が少なくとも２回路設けられ、前記直列回路の中点４１、４２間に電動機１０が接続されたブリッジ回路１４Ａ（図８参照）と、各前記上アームスイッチング素子１２１、１２２と各前記下アームスイッチング素子１２３、１２４を各駆動信号Ｓ１−Ｓ４によりＰＷＭ制御しながら、電動機１０を正転乃至逆転させる駆動制御回路１９と、を備え、駆動制御回路１９は、電動機１０を正転乃至逆転の一方向に回転させる際、図９Ａに示すように、電動機１０の回転方向に対応する前記上アームスイッチング素子１２２及び前記下アームスイッチング素子１２３をオン状態にして前記電源ソース側から前記電源シンク側に向かって前記電源電流を電動機１０に流す通電期間（時点ｔ０−時点ｔ１）と、図９Ｂに示すように、下アームスイッチング素子１２３をオフ状態にして電動機１０の還流電流を上アームスイッチング素子１２２及びダイオード｛Ｄ１、（Ｄ１ａ＋Ｄ１ｂ）｝を通じて還流させる上アーム還流期間（時点ｔ１−時点ｔ２）と、が繰り返すようにＰＷＭ制御する駆動制御装置１２Ａ、１２Ｂにおいて、駆動制御装置１２Ｂのように、上アームスイッチング素子１２１、１２２及び下アームスイッチング素子１２３、１２４の全てを、形状・定格が同一の素子を採用し、上アームスイッチング素子１２１、１２２用のヒートシンク８１、８２の熱抵抗を、下アームスイッチング素子１２３、１２４用のヒートシンクの熱抵抗より小さく形成するか、又は、駆動制御装置１２Ａのように、前記上アームスイッチング素子１２１、１２２を前記同一素子の並列接続｛ＦＥＴ１Ｐ（ＦＥＴ１ａとＦＥＴ２ａの並列接続）、ＦＥＴ２Ｐ（ＦＥＴ２ａとＦＥＴ２ｂの並列接続）で構成し且つ下アームスイッチング素子１２３、１２４を前記同一素子の単独素子で構成する。

この発明によれば、上下アームスイッチング素子１２１−１２４として、形状・定格が同一のスイッチング素子を採用し、発熱量の大きい上アームスイッチング素子１２１、１２２用のヒートシンク８１、８２の熱抵抗を、下アームスイッチング素子１２３、１２４用のヒートシンクの熱抵抗より小さく設定することで、同一スイッチング素子を採用することにより、異なる（形状と定格が非同一）素子を識別して管理・保管する管理コストや組み付けの際の製造の仕方に係るコストの増加を抑制しながら、駆動制御装置１２Ｂの故障率を低減することができる。

また、この発明によれば、上下アームスイッチング素子１２１−１２４として、形状・定格が同一のスイッチング素子を採用し、上アームスイッチング素子１２１、１２２を同一素子の並列接続｛ＦＥＴ１Ｐ（ＦＥＴ１ａとＦＥＴ２ａの並列接続）、ＦＥＴ２Ｐ（ＦＥＴ２ａとＦＥＴ２ｂの並列接続）｝で構成し且つ下アームスイッチング素子１２３、１２４を前記同一素子の単独素子で構成することにより、異なる（形状と定格が非同一）素子を識別して管理・保管する管理コストの増加を抑制しながら、駆動制御装置１２Ａの故障率を低減することができる。

この場合、駆動制御装置１２（１２Ａ、１２Ｂ）により駆動制御される電動機１０が、図１３に示すように、操向ハンドル２１２の操作に応じて操舵トルクセンサ２３２により検出される操舵トルクＴｓに基づき決定される目標電流Ｉｔａｒを前記電源電流として駆動制御する操舵アシスト用電動機１０として用いられる電動パワーステアリング装置２１０の故障率を低減することができる。

なお、この発明は、上述の実施形態に限らず、この明細書の記載内容に基づき、例えば、平均電流が大きい上アームスイッチング素子（２１、２２、１２１、１２２）の平均発熱損失を低減するために、下アームスイッチング素子（２３、２４、１２３、１２４）のＯＮ抵抗値（例えば、４［ｍΩ］）よりも上アームスイッチング素子（２１、２２、１２１、１２２）のＯＮ抵抗値が小さい素子（例えば、３［ｍΩ］）を選択して上アームスイッチング素子（２１、２２、１２１、１２２）として使用する等、種々の構成を採り得ることはもちろんである。

１０…電動機
１２、１２Ａ、１２Ｂ…駆動制御装置
１４、１４Ａ…ブリッジ回路 １６…駆動回路
１８…電流Ｆ／Ｂ制御部 １９…駆動制御回路
２１、２２、１２１、１２２…上アームスイッチング素子
２３、２４、１２３、１２４…下アームスイッチング素子
４１、４２…中点 ５０…グランド
８１、８２…ヒートシンク
２１０…電動パワーステアリング装置
Ｄ１−Ｄ４…ダイオード Ｓ１−Ｓ４…駆動信号

Claims (4)

1. 電源電流を流し出す電源ソース側と前記電源電流が流し込まれる電源シンク側との間に配され、それぞれ逆方向に並列にダイオードが接続された上アームスイッチング素子と下アームスイッチング素子との直列回路が少なくとも２回路設けられ、前記直列回路の中点間に電動機が接続されたブリッジ回路と、
   各前記上アームスイッチング素子と各前記下アームスイッチング素子を各駆動信号によりＰＷＭ制御しながら、前記電動機を正転乃至逆転させる駆動制御回路と、を備え、
   前記駆動制御回路は、前記電動機を正転乃至逆転の一方向に回転させる際、前記電動機の回転方向に対応する前記上アームスイッチング素子及び前記下アームスイッチング素子をオン状態にして前記電源ソース側から前記電源シンク側に向かって前記電源電流を前記電動機に流す通電期間と、前記下アームスイッチング素子をオフ状態にして前記電動機の還流電流を前記上アームスイッチング素子を通じて還流させる上アーム還流期間と、前記上アームスイッチング素子をオフ状態にして前記上アームスイッチング素子に電流を流さないオフ期間を設けると共に前記オフ期間に同時に前記下アームスイッチング素子をオン状態にして前記電動機の還流電流を前記下アームスイッチング素子を通じて還流させる下アーム還流期間と、が繰り返すようにＰＷＭ制御する
   ことを特徴とする駆動制御装置。
2. 請求項１記載の駆動制御装置において、
   前記駆動制御回路は、
   前記ＰＷＭ制御の制御周期中に、前記通電期間を２つの期間に分け、
   前記上アームスイッチング素子が、前記通電期間、前記上アーム還流期間、前記通電期間及び前記オフ期間を繰り返すようにＰＷＭ制御すると共に、これに同期して、前記下アームスイッチング素子が前記通電期間、前記オフ期間、前記通電期間及び前記下アーム還流期間を繰り返すように制御する
   ことを特徴とする駆動制御装置。
3. 電源電流を流し出す電源ソース側と前記電源電流が流し込まれる電源シンク側との間に配され、それぞれ逆方向に並列にダイオードが接続された上アームスイッチング素子と下アームスイッチング素子との直列回路が少なくとも２回路設けられ、前記直列回路の中点間に電動機が接続されたブリッジ回路と、
   各前記上アームスイッチング素子と各前記下アームスイッチング素子を各駆動信号によりＰＷＭ制御しながら、前記電動機を正転乃至逆転させる駆動制御回路と、を備え、
   前記駆動制御回路は、前記電動機を正転乃至逆転の一方向に回転させる際、前記電動機の回転方向に対応する前記上アームスイッチング素子及び前記下アームスイッチング素子をオン状態にして前記電源ソース側から前記電源シンク側に向かって前記電源電流を前記電動機に流す通電期間と、前記下アームスイッチング素子をオフ状態にして前記電動機の還流電流を前記上アームスイッチング素子を通じて還流させる上アーム還流期間と、が繰り返すようにＰＷＭ制御する駆動制御装置において、
   前記上アームスイッチング素子及び前記下アームスイッチング素子の全てを、形状・定格が同一の素子を採用し、前記上アームスイッチング素子用のヒートシンクの熱抵抗を、前記下アームスイッチング素子用のヒートシンクの熱抵抗より小さく形成するか、又は、前記上アームスイッチング素子を前記同一の素子の並列接続で構成し且つ前記下アームスイッチング素子を前記同一の素子の単独素子で構成する
   ことを特徴とする駆動制御装置。
4. 請求項１−３のいずれか１項に記載の前記駆動制御装置により駆動制御される前記電動機が、操向ハンドルの操作に応じてトルクセンサにより検出される操舵トルクに基づき決定される目標電流を前記電源電流として駆動制御する操舵アシスト用電動機として用いられている
   ことを特徴とする前記駆動制御装置を適用した電動パワーステアリング装置。

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