JP2000156986A - 車両に搭載された超音波モータのための電気制御装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 車両に搭載された超音波モータを、確実に変
位体を変位させて被駆動部材を駆動できる状態に保つ。 【解決手段】マイクロコンピュータは、イグニッション
スイッチのオン操作に応じてステップ１００にてプログ
ラムの実行を開始したとき、ステップ１０２の解除制御
処理を実行する。このとき、マイクロコンピュータは、
駆動回路に制御信号を出力することにより、超音波モー
タに対し、振動体とロータとの固着を解除するための駆
動信号を付与する。また、マイクロコンピュータは、上
記ステップ１０２の解除制御処理を、超音波モータの非
駆動状態が所定時間だけ継続した場合にも実行する。こ
の場合、マイクロコンピュータは、ステップ１１０の判
定処理により、上記ステップ１０２の解除制御処理を、
この車両が停止中であるときにのみ許容する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、車両に搭載され
て、例えばショックアブソーバの発生する減衰力を変更
するためなどに用いられる超音波モータを駆動制御する
電気制御装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来から、例えば特開平４−２１７８８
４号公報に示されているように、超音波モータをカメラ
に適用することは知られている。この場合、超音波モー
タは、駆動信号の付与に応じて振動する振動体と、振動
体に圧接して振動体の振動に応じて変位する変位体とを
備えていて、駆動回路が振動体に駆動信号を付与するこ
とにより振動体を振動させて変位体の変位により被駆動
部材としてのレンズ枠を移動させるようにしていた。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】しかし、上記従来装置
においては、超音波モータの非駆動状態、すなわち振動
体に対して変位体が一定の位置に保たれたままの状態が
長時間継続したとき、振動体と変位体とが固着して変位
体が変位不能となり、被駆動部材が駆動不能になること
があるという問題があった。

【０００４】

【発明の概要】本発明は上記問題に対処するためになさ
れたものであり、その目的は、車両に搭載された超音波
モータの変位体を確実に変位させて被駆動部材を駆動で
きる状態に保つようにした車両に搭載された超音波モー
タのための電気制御装置を提供することにある。

【０００５】上記目的を達成するために、本発明の第１
の構成上の特徴は、車両に搭載されて前記振動体及び変
位体を備え変位体の変位により被駆動部材を駆動する超
音波モータのための電気制御装置において、振動体に駆
動信号を付与する駆動回路と、イグニッションスイッチ
がオン操作されたとき駆動回路を制御して振動体に同振
動体と変位体との固着を解除するための解除用駆動信号
を付与する解除手段を設けたことにある。これによれ
ば、イグニッションスイッチがオン操作されたとき、解
除手段による制御に応じて駆動回路が振動体に解除用駆
動信号を付与するため、イグニッションスイッチのオフ
状態時に生じた振動体と変位体との固着が解除される。
したがって、超音波モータを、その変位体を確実に変位
させて被駆動部材を駆動できる状態に保つことができ
る。

【０００６】また、本発明の第２の構成上の特徴は、前
記駆動回路を備えた超音波モータのための電気制御装置
において、超音波モータが継続して非駆動状態にある時
間を計測する計時手段と、計時手段が所定時間を計時し
たとき駆動回路を制御して振動体に同振動体と変位体と
の固着を解除するための解除用駆動信号を付与する解除
手段とを設けたことにある。これによれば、超音波モー
タの非駆動状態が所定時間だけ継続したとき、解除手段
による制御に応じて駆動回路が振動体に解除用駆動信号
を付与するため、超音波モータが非駆動状態にあるとき
発生した振動体と変位体との固着が解除される。したが
って、超音波モータを、その変位体を確実に変位させて
被駆動部材を駆動できる状態に保つことができる。

【０００７】また、本発明の第３の構成上の特徴は、前
記第２の構成上の特徴を有する車両に搭載された超音波
モータのための電気制御回路において、車両が停止中で
あることを検出する停止検出手段と、停止検出手段によ
り車両が停止中であることが検出されているときにのみ
解除手段による解除用駆動信号の付与を許容する解除駆
動許容手段とを設けたことにある。これによれば、解除
手段が車両の停止時にのみ超音波モータの振動体に対し
解除用駆動信号を付与するようになるため、同解除用駆
動信号の付与による超音波モータの駆動が車両の走行に
影響することを回避できる。

【０００８】また、本発明の第４の構成上の特徴は、前
記第１〜３の構成上の特徴のうちのいずれか一つを有す
る車両に搭載された超音波モータのための電気制御装置
において、変位体の変位を検出する変位検出手段と、解
除手段による解除用駆動信号付与時に変位検出手段によ
り変位体の変位が検出されなかったとき超音波モータの
駆動不能状態を報知する報知手段とを設けたことにあ
る。これによれば、解除手段による解除用駆動信号の付
与時に、振動体と変位体との固着が解除されず変位体が
変位しなかった場合、報知手段が超音波モータの駆動不
能状態を報知する。したがって、振動体と変位体との解
除不能な固着に対して迅速に対処することが可能とな
る。

【０００９】

【発明の実施の形態】以下、本発明の一実施形態を図面
を用いて説明する。同実施形態は、本発明に係る電気制
御装置を車両の減衰力可変ショックアブソーバに組み付
けられた超音波モータに対して適用したものであり、図
１は上記電気制御装置の全体を概略的に表したブロック
図である。この電気制御装置が適用された減衰力可変シ
ョックアブソーバＳＡは、図２に示すように、シリンダ
１０と、シリンダ１０の内周面に液密的かつ軸線方向に
摺動可能に組み付けられたピストン２０と、ピストン２
０を下端部にて固定したピストンロッド３０とを備えて
いる。

【００１０】シリンダ１０は、共に円筒状に形成されて
同軸的に配置したアウタシリンダ１１及びインナシリン
ダ１２を備えている。アウタシリンダ１１は、その下端
にてブラケット１３を介してばね下部材としてのロアア
ームに組み付けられるようになっている。インナシリン
ダ１２は、その上端にて環状の支持プレート１４を介し
てアウタシリンダ１１の上端部外周面上に液密的に支持
されているとともに、その下端にて環状の支持プレート
１５を介してアウタシリンダ１１の下端部内周面上に支
持されている。

【００１１】インナシリンダ１２内は、ピストン２０に
より上下室Ｒ１，Ｒ２に区画されている。上下室Ｒ１，
Ｒ２はそれぞれ作動油で満たされており、下室Ｒ２はア
ウタシリンダ１１とインナシリンダ１２との間に形成さ
れた環状室Ｒ３にインナシリンダ１２の下端にて連通し
ている。環状室Ｒ３は気体を封入しており、ピストンロ
ッド３０の進退に伴う上下室Ｒ１，Ｒ２内における作動
油の体積変化を吸収する。

【００１２】ピストン２０は、図３に詳細に示すよう
に、それぞれピストンロッド３０の外周面上に固定され
たカップ状部材２１及び環状部材２２により構成され、
同ピストンロッド３０の外周面上に油室Ｒ４を形成して
いる。カップ状部材２１及び環状部材２２にはそれぞれ
上下室Ｒ１，Ｒ２と油室Ｒ４とを連通させる油路２１
ａ，２２ａが設けられており、各油路２１ａ，２２ａの
一端には作動油の両方向への移動を許容する環状のリー
フバルブ２３，２４がそれぞれ組み付けられている。

【００１３】ピストンロッド３０は、円筒状かつ長尺状
の本体部３１、及び円筒状のスリーブ部３２により構成
されている。本体部３１は、上端部をシリンダ１０の上
端面から進退可能に突出させて、上端にてばね上部材と
しての車体に組み付けられるようになっている。スリー
ブ部３２は、上端部にて細径部３２ａを形成していると
ともに同細径部３２ａの下方位置にて大径部３２ｂを形
成しており、同大径部３２ｂの外周面上にて本体部３１
の下端部内周面上に液密的に固着されている。スリーブ
部３２は、下端部外周面上に螺着したナット３３によっ
てピストン２０を中間部外周面上に固定するとともに、
下端を下室Ｒ２内に開口させている。スリーブ部３２の
側壁には、下室Ｒ２を同スリーブ部３２の内部を介して
それぞれ上室Ｒ１及び油室Ｒ４に連通させる油路３２
ｃ，３２ｄが形成されている。

【００１４】スリーブ部３２内には、同スリーブ部３２
と共にバルブ機構を構成するスプール３４（被駆動部
材）が同軸的かつ軸線回りに回転可能に組み込まれてい
る。スプール３４は、下端を開口した円筒状に形成され
て、スリーブ部３２の各油路３２ｃ，３２ｄに対向する
位置にて側壁に絞り孔３４ａ，３４ｂをそれぞれ形成し
ている。各絞り孔３４ａ，３４ｂは、スプール３４のス
リーブ部３２に対する回転位置に応じて各油路３２ｃ，
３２ｄの開度を変更する。スプール３４の下面であって
同スプール３４の軸線に対して対称の位置には、一対の
ピン３４ｃ，３４ｃがそれぞれ下方に向けて突設されて
いる。ピン３４ｃ，３４ｃは、スプール３４の回転時に
同スプール３４と一体的に回転し、スリーブ部３２内に
て径方向に延設されたバー３２ｅとの当接によりスプー
ル３４の回転角を規制する。スプール３４は、その上面
に形成したシャフト部３４ｆを介してピストンロッド３
０の本体部３１内に収容された超音波モータ４０に連結
されている。

【００１５】超音波モータ４０は、ピストンロッド３０
と同軸的に配設された円筒状のケーシング４１を備えて
いる。ケーシング４１の外周面とピストンロッド３０の
本体部３１の内周面との間には０．１５ｍｍ以上の間隙
Ｓが設けられており、ケーシング４１の上端部外周面上
には弾性部材により形成した環状のバンド４２が巻かれ
ている。ケーシング４１の内周面には、図４にて詳細に
示すように、段差４１ａを境に上部にて小径部４１ｂが
形成されているとともに下部にて大径部４１ｃが形成さ
れており、ケーシング４１は同大径部４１ｃの下端部に
てピストンロッド３０のスリーブ部３２の細径部３２ａ
外周面上に固着されている。

【００１６】ケーシング４１内には、同ケーシング４１
と同軸的なシャフト４３が収容されている。シャフト４
３は上下両端部にてベアリング４４，４５によりケーシ
ング４１に対して軸線回りに回転可能に支持され、下端
にてスプール３４のシャフト部３４ｆを回転不能に連結
しているとともに、中間部にて同シャフト４３と同軸的
な円柱状の振動体５０を貫通している。シャフト４３の
外周面上であって振動体５０の上下位置には、変位体と
してのロータ４６，４７が同シャフト４３に回転不能に
固定されている。ロータ４６，４７は、シャフト４３を
貫通させるとともにケーシング４１、シャフト４３及び
振動体５０と同軸的な環状に形成されてなり、皿ばね４
８，４９によってそれぞれベアリング４４，４５に対し
内側に向けて付勢されて、振動体５０の上下端面にその
内側端面を圧接させている。

【００１７】振動体５０は、シャフト４３を軸線回りに
回転可能に挿通させた円管状のボルト５１と、同ボルト
５１の軸方向中央部に配設された上下一対の円筒状の励
振部５２，５３と、励振部５２，５３の各外側に配設さ
れた上下一対のカップ状の駆動部５４，５５とを備えて
いる。

【００１８】励振部５２，５３は、例えばＰＺＴなどの
圧電素子と、周方向に並設された４枚の電極板とを軸方
向に交互に積層して構成したものである。各層の各電極
板には、ケーシング４１の内周面上の溝４１ｄに沿って
導かれたハーネス５６を介し駆動信号が付与される。こ
の駆動信号は、互いに９０度異なる２種類の位相（以
下、Ａ相及びＢ相と呼ぶ）の交流電気信号であり、各電
極板に付与される交流電気信号の位相は、各電極板毎
に、Ａ相又はＢ相に予め定められている。励振部５２，
５３は、上記駆動信号の付与に応じて、屈曲振動すると
ともに同屈曲の方向を軸線回りに回転させ、上下端面に
周方向の進行波を発生する。

【００１９】駆動部５４，５５は、底板部にてシャフト
４３を軸線周りに回転可能に貫通させるとともに内周面
上にてボルト５１の上下端部外周面上にそれぞれ螺合し
て、各内側の端面上にて励振部５２，５３を挟持してお
り、前記励振部５２，５３の端面に発生した進行波によ
って励振されるものである。振動体５０は、上記励振部
５２，５３への駆動信号の付与に応じて、同振動体５０
全体で軸方向中央位置すなわち両励振部５２，５３の間
を節として屈曲振動するとともに同屈曲の方向を軸線回
りに回転させ、駆動部５４，５５の各外側端面にて摩擦
により各ロータ４６，４７を互いに同一方向に回転させ
る。このとき、シャフト４３が、各ロータ４６，４７及
び皿ばね４８，４９と一体的に回転し、ピストンロッド
３０のスリーブ部３２に対してスプール３４を回転駆動
する。なお、この回転の方向は、上記励振部５２，５３
に付与される駆動信号において、Ａ相とＢ相とでいずれ
の位相が進んでいるかによって定まるようになってい
る。ここで、Ａ相がＢ相に対して遅れている場合の回転
方向を正方向とし、Ａ相がＢ相に対して進んでいる場合
の回転方向を逆方向とする。

【００２０】両励振部５２，５３の間には、環状の平板
５７が配設されている。平板５７は、図５にて詳細に示
すように、ボルト５１を貫通させるとともに両励振部５
２，５３に挟持された中央部５７ａと外周端部５７ｂと
の間に複数の円弧状の貫通孔５７ｃを形成しており、中
央部５７ａの外周端部５７ｂに対する若干の変位を許容
するように、すなわち可撓に構成されている。なお、貫
通孔５７ｃの数量及び形状は後に詳述する必要に応じて
適当に設定されるものであり、図５の（ａ），（ｂ）は
それぞれ同貫通孔５７ｃの数量及び形状の異なった採用
例を示したものである。平板５７の外周端部５７ｂは、
ケーシング４１の内周面上の段差４１ａと、同内周面上
の大径部４１ｂ内に嵌入された円筒状の内部ケーシング
４１ｅの上端とにより上下方向から挟持されている。

【００２１】また、ピストンロッド３０内には、ロータ
リエンコーダ６０も収容されている。ロータリエンコー
ダ６０は、超音波モータ４０のシャフト４３の外周面上
に固定されて周方向に並設された複数個の磁石６１と、
磁石６１に対向してケーシング４１の上面上に固定され
周方向に並設された複数個のホール素子６２とを備えて
おり、シャフト４３のピストンロッド３０に対する回転
に伴って、各ホール素子６２毎に磁石６１の接近を検出
し同各検出を表すパルス信号をハーネス６３を介して出
力する。

【００２２】上記減衰力可変ショックアブソーバＳＡに
適用された電気制御装置は、ハーネス５６を介して超音
波モータ４０に接続されるとともにハーネス６３を介し
てロータリエンコーダ６０に接続された駆動回路７０
と、ハーネス６３を介してロータリエンコーダ６０に接
続されたマイクロコンピュータ８０とを備えている。駆
動回路７０は、ロータリエンコーダ６０から入力される
パルス信号を利用しながら、超音波モータ４０に対し前
記Ａ相及びＢ相の交流電気信号からなる駆動信号を付与
するものである。マイクロコンピュータ８０は、図６〜
９のフローチャートに対応したプログラムを実行して、
駆動回路７０に対し制御信号を出力し超音波モータ４０
を駆動制御する。

【００２３】マイクロコンピュータ８０には、イグニッ
ションスイッチ８１、ばね上加速度センサ８２、相対速
度センサ８３、車速センサ８４及び表示器８５も接続さ
れている。イグニッションスイッチ８１は、図示しない
キーにより操作されて、この車両のエンジンを始動させ
るためのスイッチである。ばね上加速度センサ８２は、
この車両のばね上部材（車体）の加速度を検出するもの
である。相対速度センサ８３は、この車両のばね上部材
のばね下部材（車輪）に対する相対速度を検出するもの
である。車速センサ８４は、この車両の速度ｖを検出す
るものである。表示器８５は、超音波モータ４０の駆動
不能状態を視覚的に報知するためのものである。また、
マイクロコンピュータ８０には、タイマ８０ａが内蔵さ
れている。タイマ８０ａは、所定の短時間毎にタイマイ
ンタラプト信号を発生し、マイクロコンピュータ８０に
図９のタイマインタラプトプログラムを実行させるもの
である。

【００２４】次に、上記のように構成した実施形態の動
作を図６〜９のフローチャートに沿って説明する。イグ
ニッションスイッチ８１のオン操作に応じて、マイクロ
コンピュータ８０は、図６のステップ１００にてメイン
プログラムの実行を開始し、まず、ステップ１０２に
て、図７に詳細に示す解除制御処理を実行する。

【００２５】上記解除制御処理は、超音波モータ４０の
振動体５０と各ロータ４６，４７との固着を解除するた
めの処理である。マイクロコンピュータ８０は、ステッ
プ２００にてこの解除制御処理の実行を開始したとき、
まず、ステップ２０２にて、駆動電圧Ｖ及び駆動周波数
ωをそれぞれ初期駆動電圧Ｖ０及び初期駆動周波数ω０
に設定するとともに、試行カウント値ｎ、パルスカウン
ト値ｍ及びタイマカウント値ＴＭをそれぞれ値“０”に
設定する。駆動電圧Ｖ及び駆動周波数ωはそれぞれ超音
波モータ４０に付与する駆動信号の電圧及び周波数を表
すものであり、初期駆動電圧Ｖ０及び初期駆動周波数ω
０はそれぞれ同駆動信号の電圧及び周波数として適当な
値に予め設定されたものである。試行カウント値ｎは、
超音波モータ４０の振動体５０とロータ４６，４７との
固着の解除を試みた回数を計測するためのものである。
パルスカウント値ｍは、ロータリエンコーダ６０からパ
ルス信号が入力された回数を計測するためのものであ
る。タイマカウント値ＴＭは、超音波モータ４０が継続
して非駆動状態にある時間を計測するためのものであ
る。

【００２６】上記ステップ２０２の各設定後、マイクロ
コンピュータ８０は、ステップ２０４にて、超音波モー
タ４０の正転駆動を開始する。具体的には、上記設定さ
れた駆動電圧Ｖ及び駆動周波数ωに基づき駆動回路７０
に制御信号を出力して、超音波モータ４０に、Ａ相の交
流電気信号として信号Ｖ・sinωｔを付与するととも
に、Ｂ相の交流電気信号としてＡ相より９０度だけ位相
の進んだ信号Ｖ・cosωｔを付与する。これにより、超
音波モータ４０の振動体５０が振動し、通常は、同振動
体５０との摩擦により各ロータ４６，４７が正転する。

【００２７】上記正転駆動開始後、マイクロコンピュー
タ８０は、ステップ２０６にて、ロータリエンコーダ６
０からのパルス信号の入力の有無を判定する。このと
き、上述のように振動体５０の振動に伴い各ロータ４
６，４７が正常に回転していれば、同回転に伴いシャフ
ト４３が回転するため、ロータリエンコーダ６０の各ホ
ール素子６２が磁石６１の接近を検出し、同各検出を表
すパルス信号がハーネス６３を介してマイクロコンピュ
ータ８０に入力される。これにより、マイクロコンピュ
ータ８０は同ステップ２０６にて「ＹＥＳ」と判定し、
プログラムをステップ２０８以降へ進める。

【００２８】ところで、超音波モータ４０の振動体５０
及びロータ４６，４７は、互いに所定の摩擦力を得るた
めに常時圧接しているため、超音波モータ４０の非駆動
状態、すなわち振動体５０に対してロータ４６，４７が
一定の回転位置に保たれたままの状態が長時間継続する
と、振動体５０とロータ４６，４７とが固着して、前記
ステップ２０４にて付与された駆動信号ではロータ４
６，４７が回転しないことがある。この場合、シャフト
４３が回転せずに、ロータリエンコーダ６０からパルス
信号が出力されることもないため、マイクロコンピュー
タ８０は、ステップ２０６にて「ＮＯ」と判定して、プ
ログラムをステップ２１０以降へ進める。

【００２９】この場合、マイクロコンピュータ８０は、
まず、ステップ２１０にて、駆動周波数ωをそれまでの
値より補正周波数Δωだけ低い値に更新設定する。補正
周波数Δωは、予め設定された微少な値である。そし
て、同設定後、ステップ２１２にて、上記更新設定され
た駆動周波数ωが予め設定された最小駆動周波数ωmin
より小さいか否かを判定する。このとき、駆動周波数ω
が最小駆動周波数ωmin以上であれば、「ＮＯ」と判定
してプログラムを再びステップ２０４へ進め、上記更新
設定された駆動周波数ωに基づいて、超音波モータ４０
に駆動信号を付与する。

【００３０】上記ステップ２０４の再実行時において
は、前回の同ステップ２０４の実行時と比較して、駆動
周波数ωが低く設定されているため、超音波モータ４０
の駆動トルクは大きくなる。この駆動トルクの増加によ
り、振動体５０とロータ４６，４７との固着が解除され
てロータ４６，４７が回転し始めれば、マイクロコンピ
ュータ８０はロータリエンコーダ６０からのパルス信号
に基づきステップ２０６にて「ＹＥＳ」と判定し、プロ
グラムをステップ２０８以降へ進める。一方、上記固着
が依然解除されなければ、ステップ２０６における「Ｎ
Ｏ」との判定のもとに、プログラムは再びステップ２１
０へ進められて、駆動周波数ωがさらに補正周波数Δω
だけ低い値に更新設定される。このステップ２１０，２
１２，２０４，２０６からなる処理の繰り返し実行によ
り、マイクロコンピュータ８０は、駆動周波数ωを徐々
に低下させて駆動トルクを上昇させながら超音波モータ
４０に駆動信号を付与し続け、振動体５０とロータ４
６，４７との固着の解除を試みる。

【００３１】上記ステップ２１０，２１２，２０４，２
０６の処理の繰り返し実行中、振動体５０とロータ４
６．４７との固着が解除されないまま駆動周波数ωが最
小駆動周波数ωminより小さくなった場合、マイクロコ
ンピュータ８０は、ステップ２１２における「ＹＥＳ」
との判定のもとに、プログラムをステップ２１４以降へ
進める。ステップ２１４は、試行カウント値ｎが値
“１”であるか否かを判定する処理である。最初、試行
カウント値ｎは前記ステップ２０２にて値“０”に設定
されているため、マイクロコンピュータ８０は、同ステ
ップ２１４にて「ＮＯ」と判定し、プログラムをステッ
プ２１６へ進める。ステップ２１６は、駆動電圧Ｖを最
大駆動電圧Ｖmaxに更新設定するとともに、駆動周波数
ωを再び初期駆動周波数ω０に設定し、試行カウント値
ｎを値“１”に設定する処理である。最大駆動電圧Ｖma
xは、初期駆動電圧Ｖ０より大きい値に予め設定された
ものである。

【００３２】上記各設定後、マイクロコンピュータ８０
は、プログラムを再びステップ２０４へ進め、上記更新
設定された駆動電圧Ｖに基づいて、超音波モータ４０に
駆動信号を付与する。このステップ２０４の再実行時に
おいては、前回の同ステップ２０４の実行時と比較し
て、駆動電圧Ｖが高く設定されているため、超音波モー
タ４０の駆動トルクは大きくなる。この駆動トルクの増
加により、振動体５０とロータ４６，４７との固着が解
除されてロータ４６，４７が回転し始めれば、マイクロ
コンピュータ８０はロータリエンコーダ６０からのパル
ス信号に基づきステップ２０６にて「ＹＥＳ」と判定
し、プログラムをステップ２０８以降へ進める。一方、
上記固着が依然解除されなければ、ステップ２０６にお
ける「ＮＯ」との判定のもとに、前述した駆動電圧Ｖと
して初期駆動電圧Ｖ０が設定されていた場合と同様に、
ステップ２１０，２１２，２０４，２０６からなる処理
を繰り返し実行して、駆動周波数ωを徐々に低下させて
駆動トルクを上昇させながら超音波モータ４０に駆動信
号を付与し続け、振動体５０とロータ４６，４７との固
着の解除を試みる。

【００３３】上記ステップ２１０，２１２，２０４，２
０６の処理の繰り返し実行中、振動体５０とロータ４
６．４７との固着が解除されないまま駆動周波数ωが最
小駆動周波数ωminより小さくなった場合、マイクロコ
ンピュータ８０は、前記同様に、ステップ２１４にて試
行カウント値ｎが値“１”であるか否かを判定する。こ
のとき、試行カウント値ｎは前記ステップ２１６にて値
“１”に設定されているため、マイクロコンピュータ８
０は同ステップ２１４にて「ＹＥＳ」と判定しプログラ
ムをステップ２１７以降へ進める。ステップ２１７にお
いては、超音波モータ４０の駆動を停止する。ステップ
２１８においては、表示器８５にて超音波モータ４０が
駆動不能状態であることを表示する。そして、これら各
処理後、マイクロコンピュータ８０はステップ２２０に
てこのメインプログラムの実行を終了する。この場合、
以降、超音波モータ４０が駆動されることはない。

【００３４】一方、前述のように、振動体５０とロータ
４６，４７とが最初から固着していなかったか又は上記
各処理中に同固着が解除されたかしてプログラムがステ
ップ２０８以降へ進められた場合、マイクロコンピュー
タ８０は、ステップ２０８にてパルスカウント値ｍに値
“１”を加算し、ステップ２２２にて同加算したパルス
カウント値ｍが予め設定された所定値ｍ０に達したか否
かを判定する。そして、このとき同パルスカウント値ｍ
が所定値ｍ０に達していなければ、「ＮＯ」との判定の
もとにプログラムを再びステップ２０６へ進めてロータ
リエンコーダ６０からのパルス信号の入力を待つ。この
ステップ２０６，２０８，２２２からなる処理の繰り返
し実行により、各ロータ４６，４７及びシャフト４３
は、ロータリエンコーダ６０がパルス信号を所定値ｍ０
回だけ出力するまで正転し続ける。

【００３５】上記ステップ２０６，２０８，２２２から
なる処理の繰り返し実行中、ロータリエンコーダ６０か
らパルス信号が入力された回数が所定値ｍ０回に達する
と、マイクロコンピュータ８０はステップ２２２におけ
る「ＹＥＳ」との判定のもとにプログラムをステップ２
２４以降へ進める。ステップ２２４においては、前記ス
テップ２０２と同様に、駆動電圧Ｖ及び駆動周波数ωを
それぞれ初期駆動電圧Ｖ０及び初期駆動周波数ω０に設
定するとともに、試行カウント値ｎ、パルスカウント値
ｍ及びタイマカウント値ＴＭをそれぞれ値“０”に設定
する。ステップ２２６においては、超音波モータ４０の
逆転駆動を開始する。具体的には、前記ステップ２２４
にて設定された駆動電圧Ｖ及び駆動周波数ωに基づき駆
動回路７０に制御信号を出力して、超音波モータ４０
に、Ａ相の交流電気信号として信号Ｖ・cosωｔを付与
するとともに、Ｂ相の交流電気信号としてＡ相より９０
度だけ位相の遅れた信号Ｖ・sinωｔを付与する。これ
により、超音波モータ４０の振動体５０が振動し、同振
動体５０との摩擦により各ロータ４６，４７が逆転す
る。

【００３６】上記逆転駆動開始後、マイクロコンピュー
タ８０は、ステップ２２８〜２３２からなる処理を繰り
返し実行する。このステップ２２８〜２３２の処理は、
前記ステップ２０６，２０８，２２２の処理と同様に、
ロータリエンコーダ６０からパルス信号が入力される毎
にパルスカウント値ｍに値“１”を加算しながら、同加
算したパルスカウント値ｍが所定値ｍ０に達するまで継
続される循環処理である。これにより、各ロータ４６，
４７及びシャフト４３は、ロータリエンコーダ６０がパ
ルス信号を所定値ｍ０回だけ出力するまで逆転し続け
る。そして、上記循環処理中、ロータリエンコーダ６０
からパルス信号が入力された回数が所定値ｍ０に達する
と、マイクロコンピュータ８０は、プログラムをステッ
プ２３４へ進めて、超音波モータ４０の駆動を停止す
る。これにより、各ロータ４６，４７及びシャフト４３
は、前記ステップ２０４にて正転駆動される前の元の回
転位置に戻される。

【００３７】なお、上記超音波モータ４０の逆転駆動時
に各ロータ４６，４７が回転しなかった場合、マイクロ
コンピュータ８０は、ステップ２２８における「ＮＯ」
との判定にもとづいて、前記超音波モータ４０の正転駆
動時におけるステップ２１０〜２２０の処理と同等のス
テップ２３６〜２４８の処理を実行する。すなわち、駆
動周波数ωを徐々に低下させるとともに駆動電圧Ｖを段
階的に上昇させて駆動トルクを上昇させながら、超音波
モータ４０に駆動信号を付与し続ける。これにより各ロ
ータ４６，４７が回転を開始すれば、ステップ２２８に
おける「ＹＥＳ」との判定のもとに、プログラムを前記
ステップ２３０以降へ進める。一方、各ロータ４６，４
７が依然回転しないままであれば、ステップ２４４にて
超音波モータ４０の駆動を停止し、ステップ２４６にて
表示器８５により超音波モータ４０が駆動不能状態であ
ることを表示し、ステップ２４８にてこのメインプログ
ラムの実行を終了する。この場合も、以降、超音波モー
タ４０が駆動されることはない。

【００３８】各ロータ４６，４７が正常に逆転して、同
各ロータ４６，４７及びシャフト４３が正転駆動前の元
の回転位置に戻された場合、マイクロコンピュータ８０
は、ステップ２５０にて駆動電圧Ｖを初期駆動電圧Ｖ０
に設定した後、ステップ２５２にてこの解除制御処理を
終了する。

【００３９】上記解除制御処理の実行後、マイクロコン
ピュータ８０は、図６のステップ１０４にて、フラグＦ
ＬＧの値を“０”に設定する。フラグＦＬＧは、値
“１”にて、振動体５０とロータ４６，４７とが固着し
ている可能性が高く超音波モータ４０に上記解除制御処
理が必要であることを表し、値“０”にて、上記固着の
可能性が低く超音波モータ４０に上記解除制御処理の必
要がないことを表すものである。同設定後、マイクロコ
ンピュータ８０は、フラグＦＬＧが値“０”に設定され
たままであることを条件に、ステップ１０６における
「ＮＯ」との判定のもとに、ステップ１０６，１０８の
循環処理を繰り返し実行し続ける。

【００４０】上記循環処理中、減衰力可変ショックアブ
ソーバＳＡにおいては、ばね上部材がばね下部材に対し
て上下動すると、ピストン２０及びピストンロッド３０
がシリンダ１０に対して上下動する。この場合、ピスト
ン２０及びピストンロッド３０が上側に変位するとき
は、上室Ｒ１内の作動油が、リーフバルブ２３及び油路
２１ａを介して油室Ｒ４内に流れ込み、同油室Ｒ４か
ら、リーフバルブ２４及び油路２２ａと、スリーブ部３
２の油路３２ｄ及びスプール３４の絞り孔３４ｂとを介
して下室Ｒ２内に流れ込む。また、スリーブ部３２の油
路３２ｃ及びスプール３４の絞り孔３４ａを介して下室
Ｒ２内に流れ込む。一方、ピストン２０及びピストンロ
ッド３０が下側に変位するときは、下室Ｒ２内の作動油
が、油路２２ａ及びリーフバルブ２４と、スプール３４
の絞り孔３４ｂ及びスリーブ部３２の油路３２ｄとを介
して油室Ｒ４内に流れ込み、同油室Ｒ４から油路２１ａ
及びリーフバルブ２３を介して上室Ｒ１内に流れ込む。
また、スプール３４の絞り孔３４ａ及びスリーブ部３２
の油路３２ｃを介して上室Ｒ１内に流れ込む。これら各
場合において、上記作動油の通過する各油路がそれぞれ
同作動油の流れに対し抵抗として作用し、上記ピストン
２０及びピストンロッド３０の上下動に対し減衰力が付
与される。

【００４１】マイクロコンピュータ８０は、上記循環処
理中、ステップ１０８にて、図８に詳細に示す減衰力制
御処理を繰り返し実行し続ける。この場合、マイクロコ
ンピュータ８０は、ステップ３００にて同減衰力制御処
理の実行を開始する毎に、まず、ステップ３０２にて、
ピストンロッド３０のスリーブ部３２に対するスプール
３４の目標回転位置を算出する。具体的には、予め定め
られた所定の算出方法に従って、ばね上加速度センサ８
２及び相対速度センサ８３による検出に基づいて上記ピ
ストン２０及びピストンロッド３０の上下動に対し付与
すべき理想的な減衰力を算出し、同算出した減衰力に対
応するスプール３４の回転位置を上記目標回転位置とし
て算出する。

【００４２】上記算出後、マイクロコンピュータ８０
は、ステップ３０４にて、ピストンロッド３０のスリー
ブ３２に対するスプール３４の実際の回転位置が上記算
出した目標回転位置と等しいか否かを判定する。なお、
上記実際の回転位置は、ロータリエンコーダ６０から入
力されたパルス信号に基づいて算出したものである。こ
のとき、上記実際の回転位置が目標回転位置と等しけれ
ば、マイクロコンピュータ８０は同ステップ３０４にて
「ＹＥＳ」と判定し、プログラムをステップ３０６へ進
める。ステップ３０６は、超音波モータ４０を非駆動状
態に保つ処理である。同処理後、マイクロコンピュータ
８０はステップ３１２にてこの減衰力制御処理を一旦終
了する。

【００４３】一方、上記実際の回転位置が目標回転位置
と異なっていれば、マイクロコンピュータ８０は、ステ
ップ３０４における「ＮＯ」との判定のもとに、ステッ
プ３０６にて回転位置制御処理を実行する。同処理にお
いて、マイクロコンピュータ８０は、駆動回路７０に制
御信号を出力し、上記実際の回転位置が目標回転位置と
等しくなるように、超音波モータ４０に正転又は逆転駆
動を開始させる。また、この場合、マイクロコンピュー
タ８０は、ステップ３１０にてタイマカウント値ＴＭを
値“０”にリセットする。同リセット後、マイクロコン
ピュータ８０は、ステップ３１２にてこの減衰力制御処
理を一旦終了する。

【００４４】上記ステップ３０８にて開始された超音波
モータ４０の回転駆動により、上記実際の回転位置が上
記算出した目標回転位置と等しくなると、マイクロコン
ピュータ８０は、ステップ３０４における「ＹＥＳ」と
の判定のもとに、ステップ３０６にて上記回転駆動を停
止させる。このステップ１０８の減衰力制御処理の繰り
返し実行により、上記ステップ１０６，１０８の循環処
理中、ピストンロッド３０のスリーブ部３２に対するス
プール３４の回転位置は、前記ステップ３０２にて算出
される目標回転位置に随時保たれ続ける。これにより、
スリーブ部３２の各油路３２ｃ，３２ｄの開度が制御さ
れて、上記ピストン２０及びピストンロッド３０の上下
動に対して付与される減衰力が制御される。

【００４５】ところで、マイクロコンピュータ８０は、
上記ステップ１０６，１０８の循環処理中、タイマ８０
ａが所定の短時間を計時する毎に、図９に示すタイマイ
ンタラプトプログラムを割り込み実行している。マイク
ロコンピュータ８０は、ステップ３００にてこのタイマ
インタラプトプログラムの実行を開始する毎に、まず、
ステップ４０２にて、フラグＦＬＧが値“１”であるか
否かを判定する。最初、フラグＦＬＧは、前記ステップ
１０４にて、振動体５０とロータ４６，４７との固着の
可能性が低く超音波モータ４０に上記解除制御処理の必
要がないことを表す値“０”に設定されているため、マ
イクロコンピュータ８０は、同ステップ４０２における
「ＮＯ」との判定のもとに、プログラムをステップ４０
４以降へ進める。ステップ４０４においては、タイマカ
ウント値ＴＭに値“１”を加算する。ステップ４０６に
おいては、同加算したタイマカウント値ＴＭが予め設定
された所定値Ｔ０以上であるか否かを判定する。このと
きタイマカウント値ＴＭが所定値Ｔ０に達していなけれ
ば、マイクロコンピュータ８０は同ステップ４０６にお
ける「ＮＯ」との判定のもとにステップ４１０にてこの
タイマインタラプトプログラムの実行を一旦終了する。

【００４６】上記ステップ４００〜４０６，４１０の処
理の繰り返し実行により、タイマカウント値ＴＭは、値
“１”ずつ増加して時間を計測し続ける。この場合、タ
イマカウント値ＴＭは、前記図８のステップ３０８の回
転位置制御処理にて超音波モータ４０が駆動される毎に
ステップ３１０にてリセットされるため、超音波モータ
４０が継続して非駆動状態にある時間を計測することに
なる。そして、この超音波モータ４０の非駆動状態が長
時間継続してタイマカウント値ＴＭが所定値Ｔ０に達す
ると、マイクロコンピュータ８０は、ステップ４０６に
て「ＹＥＳ」と判定し、ステップ４０８にて、フラグＦ
ＬＧを、振動体５０とロータ４６，４７との固着の可能
性が高く超音波モータ４０に上記解除制御処理の必要が
あることを表す値“１”に設定し、ステップ４１０にて
このタイマインタラプトの実行を一旦終了する。このフ
ラグＦＬＧの設定により、以後、マイクロコンピュータ
８０は、このタイマインタラプトプログラムを実行した
とき、ステップ４０２における「ＹＥＳ」との判定のも
とに、そのままステップ４１０にて同タイマインタラプ
トプログラムの実行を終了するようになる。

【００４７】一方、上記フラグＦＬＧの設定により、マ
イクロコンピュータ８０は、前記図６のメインプログラ
ムにおけるステップ１０６，１０８の繰り返し実行中、
ステップ１０６の判定処理を実行したとき、「ＹＥＳ」
と判定してプログラムをステップ１１０へ進めるように
なる。ステップ１１０は、車速センサ８４により検出さ
れた車速ｖが値“０”であるか否か、すなわち、この車
両が停止中であるか否かを判定する処理である。このと
き、この車両が走行中であって車速ｖが値“０”でなけ
れば、マイクロコンピュータ８０は、同ステップ１１０
における「ＮＯ」との判定のもとに、ステップ１０６〜
１１０の循環処理を継続する。一方、この車両が停止中
であって車速ｖが値“０”であれば、マイクロコンピュ
ータ８０は、同ステップ１１０における「ＹＥＳ」との
判定のもとに、プログラムを再び前記ステップ１０２へ
進めて解除制御処理を実行する。そして、同解除制御処
理の実行後、前記同様に、ステップ１０４にてフラグＦ
ＬＧを値“０”に設定した上で、再びステップ１０６，
１０８の循環処理を繰り返し実行する。

【００４８】上述のように、上記実施形態においては、
イグニッションスイッチ８１がオン操作されたとき、マ
イクロコンピュータ８０が、図７のステップ２０４に
て、駆動回路７０に制御信号を出力することにより、超
音波モータ４０に対し、振動体５０とロータ４６，４７
との固着を解除するための駆動信号（解除用駆動信号）
を付与する。これにより、イグニッションスイッチ８１
のオフ状態時に発生した振動体５０とロータ４６，４７
との固着が解除されるため、超音波モータ４０が確実に
ロータ４６，４７を変位させてスプール３４を駆動でき
る状態に保たれる。なお、上記解除用駆動信号による超
音波モータ４０の駆動時にはイグニッションスイッチ８
１のオン操作に伴いエンジンの始動音が発生しているた
め、上記駆動に伴う超音波モータ４０の駆動音は、上記
エンジンの始動音に紛れて、運転者に違和感を与えるこ
とがない。

【００４９】また、上記ステップ２０４における解除用
駆動信号の付与は、タイマカウント値ＴＭによる計時に
基づいて、超音波モータ４０の非駆動状態が所定値Ｔ０
によって表される所定時間だけ継続した場合においても
実行される。これにより、超音波モータ４０が非駆動状
態にあるとき発生した振動体５０とロータ４６，４７と
の固着が解除されるため、超音波モータ４０が確実にロ
ータ４６，４７を変位させてスプール３４を駆動できる
状態に保たれる。

【００５０】また、上記ステップ２０４における解除用
駆動信号の付与は、図６のステップ１１０の判定処理に
より、この車両が停止中であるときにのみ許容されるよ
うになっている。これにより、上記解除用駆動信号の付
与による超音波モータの駆動が車両の走行に影響するこ
とを回避するようになっている。

【００５１】また、上記ステップ２０４における解除用
駆動信号の付与時に、振動体５０とロータ４６，４７と
の固着が解除されずロータ４６，４７が回転しなかった
場合、ステップ２１８の処理により、表示器８５が超音
波モータ４０の駆動不能状態を表示する。これにより、
振動体５０とロータ４６，４７との解除不能な固着に対
して迅速に対処することが可能となっている。

【００５２】なお、上記実施形態においては、本発明に
係る電気制御装置を車両の減衰力可変ショックアブソー
バに組み付けられた超音波モータに対して適用したが、
本発明は、車両の例えばブレーキやパワーウィンドウな
どに組み付けられた超音波モータに対しても同様に適用
できる。

【００５３】また、上記実施形態においては、超音波モ
ータ４０の駆動不能状態を報知する報知手段として同状
態を視覚的に報知する表示器８５を採用したが、この報
知手段としては、超音波モータ４０の駆動不能状態を聴
覚的に報知する警報器を採用してもよい。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施形態に係る車両に搭載された超
音波モータのための電気制御装置の全体ブロック図であ
る。

【図２】図１の減衰力可変ショックアブソーバの全体縦
断面図である。

【図３】図２のピストン及びピストンロッドの拡大縦断
面図である。

【図４】図１，２の超音波モータの拡大縦断面図であ
る。

【図５】（ａ），（ｂ）はそれぞれ図４の平板の一採用
例を示す平面図である。

【図６】図１のマイクロコンピュータにより実行される
メインプログラムを示すフローチャートである。

【図７】図６の解除制御処理の詳細を示すフローチャー
トである。

【図８】図６の減衰力制御処理の詳細を示すフローチャ
ートである。

【図９】図１のマイクロコンピュータにより実行される
タイマインタラプトプログラムを示すフローチャートで
ある。

【符号の説明】

１０…シリンダ、２０…ピストン、３０…ピストンロッ
ド、４０…超音波モータ、４６，４７…ロータ、５０…
振動体、６０…ロータリエンコーダ、７０…駆動回路、
８０…マイクロコンピュータ、８０ａ…タイマ、８１…
イグニッションスイッチ、８４…車速センサ、８５…表
示器、ＳＡ…減衰力可変ショックアブソーバ。

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】車両に搭載されて、駆動信号の付与に応じ
   て振動する振動体と、前記振動体に圧接して前記振動体
   の振動に応じて変位する変位体とを備え、前記変位体の
   変位により被駆動部材を駆動する超音波モータのための
   電気制御装置において、 前記振動体に前記駆動信号を付与する駆動回路と、 イグニッションスイッチがオン操作されたとき前記駆動
   回路を制御して前記振動体に同振動体と前記変位体との
   固着を解除するための解除用駆動信号を付与する解除手
   段を設けたことを特徴とする車両に搭載された超音波モ
   ータのための電気制御装置。
2. 【請求項２】車両に搭載されて、駆動信号の付与に応じ
   て振動する振動体と、前記振動体に圧接して前記振動体
   の振動に応じて変位する変位体とを備え、前記変位体の
   変位により被駆動部材を駆動する超音波モータのための
   電気制御装置において、 前記振動体に前記駆動信号を付与する駆動回路と、 前記超音波モータが継続して非駆動状態にある時間を計
   測する計時手段と、 前記計時手段が所定時間を計時したとき前記駆動回路を
   制御して前記振動体に同振動体と前記変位体との固着を
   解除するための解除用駆動信号を付与する解除手段とを
   設けたことを特徴とする車両に搭載された超音波モータ
   のための電気制御装置。
3. 【請求項３】前記請求項２に記載の車両に搭載された超
   音波モータのための電気制御装置において、 車両が停止中であることを検出する停止検出手段と、 前記停止検出手段により車両が停止中であることが検出
   されているときにのみ前記解除手段による解除用駆動信
   号の付与を許容する解除駆動許容手段とを設けたことを
   特徴とする車両に搭載された超音波モータのための電気
   制御装置。
4. 【請求項４】前記請求項１乃至請求項３のうちのいずれ
   か一つに記載の車両に搭載された超音波モータのための
   電気制御装置において、 前記変位体の変位を検出する変位検出手段と、 前記解除手段による解除用駆動信号付与時に前記変位検
   出手段により前記変位体の変位が検出されなかったとき
   前記超音波モータの駆動不能状態を報知する報知手段と
   を設けたことを特徴とする車両に搭載された超音波モー
   タのための電気制御装置。