JPH10136668A - 車両用超音波モータ制御装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 車両の制動装置に適用された超音波モータを
応答性よく動作させることが可能な車両用超音波モータ
制御装置を提供する。 【解決手段】 ブレーキペダルやアクセルペダルの操作
状態の変化が検出され処理が起動されると、まず別途実
行される制動制御により超音波モータが起動されている
か否かを判断し(S150)、起動中でなければ、超音波モー
タへの駆動信号をロータが回転しないようなサーチ用駆
動電圧に設定し、これに対応したサーチ用目標振幅を設
定すると共に、超音波モータを構成する圧電体の共振点
より十分に大きいサーチ開始周波数ｆo を駆動信号の初
期周波数として設定し、駆動信号の出力を開始する(S15
5〜S170)。その後、駆動信号の周波数がサーボ制御され
ることで圧電体の振動振幅がサーチ用目標振幅に達する
と、駆動信号の周波数を検出し、これを次回の制動制御
での駆動信号の初期周波数として設定する(S190)。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、車両の制動装置に
適用された超音波モータを駆動制御する車両用超音波モ
ータ制御装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来より、油圧を用いて制動力を発生さ
せる車両の制動装置では、例えば、油圧ポンプの駆動等
のためにモータが用いられているが、通常のモータは、
高速回転でトルクが小さいため、制御に必要なトルクを
得るために、モータの回転を減速して出力する減速機構
が設けられていた。この減速機構は大きな容積を必要と
し、装置の小型化を妨げているため、近年、低速回転で
も大きなトルクが得られ、従って減速機構を必要とせず
装置を小型に構成できる超音波モータの使用が検討され
ている。

【０００３】ところで、超音波モータは、弾性体が貼り
合わされた圧電体に交流電圧の駆動信号を印加すること
により圧電体を超音波振動させ、この振動を利用して弾
性体とロータとの摩擦力により回転力を取り出すもので
ある。なお、この超音波モータを構成する圧電体は、図
１３に示すような特性を有している。

【０００４】即ち、駆動信号の周波数（駆動周波数）
が、圧電体の共振周波数（共振点）と等しい時に、圧電
体の振動振幅は最大となり、この共振点より低い周波数
領域では、急激に振幅振幅が小さくなり、一方、共振点
より高い周波数領域では、駆動周波数の上昇に従って除
々に振動振幅が小さくなる。また、この特性は、負荷状
態や周囲温度等によって変化し、例えば、図中点線にて
示すように、負荷が大きいほど（また、温度が高いほ
ど）共振点の周波数が低くなる方向にずれる。

【０００５】そして、圧電体の振動振幅が大きいほど超
音波モータの出力は大きくなるため、共振点付近で動作
させることが望ましいのであるが、あまり振動振幅が大
きくなり過ぎると、異音を発生したり圧電体を破壊する
おそれがある。このため、超音波モータの制御装置とし
ては、通常、共振点より大きい周波数領域で駆動信号の
周波数を自動調整することにより、環境変化による圧電
体の特性変化があっても、常に圧電体の振動振幅を、異
音を生じない上限付近に設定された目標振幅Ａｄに保持
するよう構成されたものが用いられている。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】しかし、このような制
御装置を、使用時の環境変化（従って圧電体の特性変
化）が大きい車両用の制動装置に組み込まれた超音波モ
ータのために用いた場合、駆動信号の初期周波数の設定
によっては、超音波モータの起動時に、目標振幅Ａｄよ
り大きい振動を発生させる周波数から制御が開始されて
異音を発生したり、共振点より低い周波数から制御が開
始されて目標振幅Ａｄとなるように制御することが不能
となったりするおそれがある。

【０００７】これに対して、駆動信号の初期周波数を、
共振点より十分に大きな所定のサーチ開始周波数ｆo に
設定して制御を開始する方法が知られているが、目標振
幅Ａｄとなる駆動周波数ｆｄに到達するまでの過渡期間
（周波数サーチ期間）では、超音波モータを最適な状態
で動作させることができず、応答性のよい制御を実現で
きないという問題があった。

【０００８】本発明は、上記問題点を解決するために、
車両の制動装置に適用された超音波モータを応答性よく
動作させることが可能な車両用超音波モータ制御装置を
提供することを目的とする。

【０００９】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
になされた本発明の車両用超音波モータ制御装置では、
駆動信号生成手段にて生成された駆動信号が超音波モー
タを構成する圧電体に印加されると、圧電体が超音波振
動して超音波モータのロータを回転させる。このとき、
振幅検出手段にて検出される圧電体の振動振幅に基づ
き、この振動振幅が所定の目標振幅となるように、周波
数調整手段が、駆動信号生成手段を制御して駆動信号の
周波数を調整する。

【００１０】なお、駆動信号の周波数は、起動時には、
予め設定された初期周波数となるが、周波数調整手段の
動作により除々に変化し、ある程度時間が経過すると、
圧電体の振動振幅を目標振幅とするような周波数に落ち
着き、以後、目標振幅が保持されるように、駆動信号の
周波数が微調整される。

【００１１】そして、本発明では、サーチ起動手段が、
運転状態の変化を反映する所定の学習条件が満たされ、
且つ制動装置にて超音波モータを用いた制動制御が行わ
れていない場合に、周波数サーチ手段を起動する。即
ち、周波数サーチ手段は、まず、駆動信号の初期周波数
として圧電体の共振周波数より十分に大きな所定のサー
チ開始周波数を設定し、振動生成手段を起動する。その
後、振幅検出手段にて検出される圧電体の振動が目標振
幅になると、この時の駆動信号の駆動周波数を検出し
て、該検出された駆動周波数を駆動信号の初期周波数と
して設定すると共に、信号生成手段を停止する。

【００１２】なお、周波数サーチ手段の起動中、制動阻
止手段は、超音波モータの動作が上記制動装置の制動力
を変化させることを阻止し、制動装置に影響を与えるこ
とのないようにしている。その後、制動装置の制動制御
により超音波モータが駆動される場合、駆動信号の初期
周波数は、先に周波数サーチ手段により設定された駆動
周波数となるため、駆動信号の周波数は、速やかに目標
振幅に対応した駆動周波数に収束する。

【００１３】即ち、周波数サーチ手段は、運転状態の変
化を反映するように繰り返し駆動信号の初期周波数を再
設定するため、周波数サーチ手段により超音波モータが
駆動された時と、制動制御により超音波モータが駆動さ
れる時とでは、その動作環境に大きな差はなく、つま
り、初期周波数が目標振幅に対応した駆動周波数にほぼ
一致しているため、周波数が変化する過渡期間（周波数
サーチ期間）がほとんどなく、速やかに駆動周波数に収
束するのである。

【００１４】このように、本発明の車両用超音波モータ
制御装置によれば、運転状態の変化が反映する学習条件
が満たされ、且つ制動装置による制動制御にて超音波モ
ータが使用されていなければ、超音波モータを実際に動
作させることで圧電体の振幅が目標振幅となる駆動周波
数を学習し、これを駆動信号の初期周波数として設定す
るようにされているので、制動制御にて超音波モータを
駆動する時には、起動後すぐに超音波モータを最適な状
態で動作（即ち、圧電体を目標振幅で振動）させること
ができ、延いては制動装置の制動制御を応答性よく実行
させることができる。

【００１５】なお、周波数サーチ手段を動作させる時
に、超音波モータの動作が制御装置の制動力に影響を与
えることを阻止する制動阻止手段は、例えば、駆動信号
生成手段が生成する駆動信号の駆動電圧を、超音波モー
タのロータが回転しない程度に圧電体を振動させるよう
なサーチ用駆動電圧に切り換える共に、周波数制御手段
に設定される目標振幅を、サーチ用駆動電圧に対応した
サーチ用目標振幅に切り換えるように構成することで実
現できる。

【００１６】即ち、駆動電圧を小さくした場合、圧電体
の周波数特性を表すグラフの形状は、振動振幅が駆動電
圧に応じて相似的に小さくなるため、サーチ用駆動電圧
に対応したサーチ用目標振幅を設定することにより、サ
ーチ用駆動電圧で動作させても、通常の駆動電圧で動作
させた時の目標振幅に対応する駆動周波数を正しく求め
ることができるのである。

【００１７】ところで、サーチ起動手段が周波数サーチ
手段を起動するための学習条件として、例えば、一定時
間の経過あるいは当該装置が適用された車両による一定
距離の走行を用いることができる。即ち、定期的に周波
数サーチ手段を動作させれば、その間隔を必要以上に大
きくしない限り、通常、その期間内で圧電体の特性が大
きく変化することはないと考えられるため、制動装置の
制動制御によって超音波モータを起動した時には、ほと
んどサーチ時間を必要とせず、速やかに超音波モータを
最適な状態にて動作させることができるのである。

【００１８】また、ブレーキペダルあるいはアクセルペ
ダルの操作状態の変化を学習条件として用いてもよい。
これは、制動装置が、ＡＢＳ（アンチロックブレーキシ
ステム）制御やＴＲＣ（トラクションコントロール）制
御時に超音波モータを動作させるよう構成されている場
合に特に有効である。

【００１９】即ち、ＡＢＳ制御は、ブレーキペダルの操
作後に、所定以上のスリップが検出される等した場合に
開始されるため、予めブレーキペダルが操作された時点
で、周波数サーチをしておけば、その後ＡＢＳ制御が開
始された時には、ほぼ同じ環境でサーチされた駆動周波
数ｆｄが初期周波数として設定されているので、直に超
音波モータを最適な状態で動作させることができ、ま
た、ＴＲＣ制御は、アクセルペダルの操作後に、所定以
上のスリップが検出される等した場合に開始されるた
め、予めブレーキペダルが操作された時点で、周波数サ
ーチをしておけば、ＴＲＣ制御が開始された時には、同
様に、直ちに超音波モータを最適な状態で動作させるこ
とができるのである。

【００２０】この他、学習条件として、当該装置が適用
された車両の速度，加速度，操舵角等を用いてもよい。

【００２１】

【発明の実施の形態】以下に本発明の実施例を図面に基
づき説明する。まず図１は本発明が適用された車両の制
御系全体の構成を表わす概略構成図である。なお、本実
施例は四輪駆動車に本発明を適用した例である。

【００２２】図２に示す如く、車両の各車輪（左前輪Ｆ
Ｌ，右前輪ＦＲ，左後輪ＲＬ，右後輪ＲＲ）には、各車
輪ＦＬ〜ＲＲに制動力を与えるための油圧式のブレーキ
装置（以下、ホイールシリンダ：Ｗ／Ｃという）２FL，
２FR，２RL，２RR、及び各車輪の回転速度を検出する速
度センサ４FL，４FR，４RL，４RRが夫々設けられてい
る。

【００２３】一方、エンジン６から変速機８を介して出
力されるトルクは、センタデファレンシャルギヤ１０Ｃ
によって、前輪用の駆動軸１１Ｆと後輪用の駆動軸１１
Ｒとに分配され、更に、前輪用の駆動軸１１Ｆのトルク
が、フロントデファレンシャルギヤ１０Ｆによって左右
前輪ＦＬ，ＦＲの各々に分配され、後輪用の駆動軸１１
Ｒのトルクが、リアデファレンシャルギヤ１１Ｒによっ
て左右後輪ＲＬ，ＲＲに各々分配されるようになってい
る。

【００２４】またエンジン６には、その回転速度，吸入
空気量，冷却水温，スロットルバルブの開度（スロット
ル開度）等の運転状態を検出するセンサ群１２が設けら
れており、これらセンサ群１２からの検出信号、及び各
速度センサ４FL〜４RRからの検出信号等が電子制御装置
（以下、ＥＣＵという）２０に入力されている。また、
ＥＣＵ２０には、ブレーキペダル３２の操作時にＯＮ状
態となるスイッチ（以下、ブレーキペダルＳＷという）
３６、図示しないアクセルペダルの操作時にＯＮ状態と
なるスイッチ（以下、アクセルペダルＳＷという）１４
からの検出信号等も入力されている。

【００２５】そして、ＥＣＵ２０は、ＣＰＵ，ＲＯＭ，
ＲＡＭ等を中心に構成されたマイクロコンピュータから
なり、上記センサ群１２からの検出信号に基づいてエン
ジン６の燃料噴射量や点火時期の制御を実行したり、上
記各速度センサ４FL〜４RR，ブレーキペダルＳＷ３６，
アクセルペダルＳＷ１４等からの検出信号に基づき、ブ
レーキペダル３２の踏込によりブレーキ油を吐出するマ
スタシリンダ（以下、Ｍ／Ｃという）３４から各車輪Ｆ
Ｌ〜ＲＲのＷ／Ｃ２FL〜２RRに至る油圧経路に設けられ
た油圧回路４０内の各種電磁弁を制御することにより、
車両制動時及び車両加速時に車輪に生じたスリップを抑
制する、アンチスキッド制御（以下、ＡＢＳ制御とい
う）及びトラクション制御（以下、ＴＲＣ制御という）
を実行する。

【００２６】次に、油圧回路４０は、図２に示す如く、
Ｍ／Ｃ３４の２個の油路から圧送されるブレーキ油を、
左前輪ＦＬと右後輪ＲＲ、右前輪ＦＲと左後輪ＲＬに各
々供給するための２系統の油圧経路４２，４４を備えて
いる。そして、油圧経路４２の左前輪ＦＬ及び右後輪Ｒ
ＲのＷ／Ｃ２FL，２RRに至る油圧経路には、その経路を
連通する増圧位置とその経路を遮断する保持位置とに切
換可能な保持弁４６FL，４６RRと、各Ｗ／Ｃ２FL，２RR
内のブレーキ油を排出するための減圧弁４８FL，４８RR
とが設けられている。

【００２７】なお、保持弁４６FL，４６RRは、通常、増
圧位置となっており、ＥＣＵ２０からの通電により保持
位置に切り換えられる。また、減圧弁４８FL，４８RR
は、通常、遮断状態になっており、ＥＣＵ２０からの通
電により連通状態となってＷ／Ｃ２FL，２RR内のブレー
キ油を排出する。

【００２８】これと同様に、油圧経路４４の右前輪ＦＲ
及び左後輪ＲＬのＷ／Ｃ２FR，２RLに至る油圧経路に
は、油圧経路４２側と同様、保持弁４６FR，４６RL及び
減圧弁４８FR，４８RLが設けられている。また油圧経路
４２の保持弁４６FL，４６RRのＭ／Ｃ３４側には、その
経路を連通・遮断する前述の切換弁としてのマスタカッ
トソレノイド（以下、ＳＭ弁という）５０ａが設けられ
ている。そして、このＳＭ弁５０ａには、保持弁４６F
L，４６RR側の油圧がＭ／Ｃ３４側の油圧に対して所定
値だけ大きい上限値以上になったときに連通して、保持
弁４６FL，４６RR側の油圧をその上限値以下に制限す
る、リリーフ弁ＰＲＶａと、Ｍ／Ｃ３４側の油圧が保持
弁４６FL，４６RR側の油圧より大きくなったときに連通
して、Ｍ／Ｃ３４から出力された圧油を保持弁４６FL，
４６RR側に供給するリリーフ弁５４ａとが、並列に接続
されている。なお、ＳＭ弁５０ａは、通常、連通状態と
なっており、ＥＣＵ２０からの通電により遮断状態に切
り換えられる。

【００２９】これと同様に、油圧経路４４の保持弁４６
FR，４６RLのＭ／Ｃ３４側にも、ＳＭ弁５０ｂ，リリー
フ弁ＰＲＶｂ，リリーフ弁５４ｂが、並列に接続されて
いる。更に、各油圧経路４２，４４には、減圧弁４８FL
及び４８RR，減圧弁４８FR及び４８RLから排出されたブ
レーキ油を一時的に蓄えるリザーバ５６，５８が備えら
れ、更にそのブレーキ油を、ＳＭ弁５０ａと保持弁４６
FL，４６RRとの間の油圧経路と、ＳＭ弁５０ｂと保持弁
４６FR，４６RLとの間の油圧経路とに夫々圧送する油圧
ポンプ６０，６２が備えられている。なお、各油圧ポン
プ６０，６２からのブレーキ油の吐出経路には、内部の
油圧の脈動を抑えるアキュムレータ６４，６６が設けら
れている。

【００３０】また更に、各油圧経路４２，４４には、Ｔ
ＲＣ制御実行時に、Ｍ／Ｃ３４を介してＭ／Ｃ３４の上
部に設けられたリザーバ６８から油圧ポンプ６０，６２
に直接ブレーキ油を供給するための油供給経路４２Ｐ，
４４Ｐが設けられ、これら各油供給経路４２Ｐ，４４Ｐ
には、その経路を連通・遮断するリザーバカットソレノ
イド（以下、ＳＲ弁という）７０ａ，７０ｂが設けられ
ている。

【００３１】なお、ＳＲ弁７０ａ，７０ｂは、通常、遮
断状態となっており、ＥＣＵ２０からの通電により連通
状態に切り換えられる。また、各油圧ポンプ６０，６２
は、ＡＢＳ制御やＴＲＣ制御実行時に、超音波モータ８
０を介して駆動される。そして、ＥＣＵ２０は、このよ
うに構成された油圧回路４０を、次のように作動させて
ＡＢＳ制御やＴＲＣ制御を実行する。

【００３２】即ち、ＥＣＵ２０は、車両制動時に各車輪
ＦＬ〜ＲＲにスリップが発生すると、ＡＢＳ制御を開始
して、超音波モータ８０を起動することで油圧ポンプ６
０，６２を作動し、油圧回路４０内の保持弁４６FL〜４
６RRと減圧弁４８FL〜４８RRを夫々ＯＮ・ＯＦＦ（通電
・非通電）することにより、各車輪ＦＬ〜ＲＲのスリッ
プ状態に応じて各Ｗ／Ｃ２FL〜２RR内のブレーキ油圧を
制御する。また、ＥＣＵ２０は、車両加速時に駆動輪Ｆ
Ｌ〜ＲＲにスリップが発生すると、ＴＲＣ制御を開始し
て、油圧回路４０内のＳＭ弁５０ａ，５０ｂとＳＲ弁７
０ａ，７０ｂとをＯＮ（通電）し、超音波モータ８０を
起動することで油圧ポンプ６０，６２を作動し、保持弁
４６FL〜４６RRと減圧弁４８FL〜４８RRとをＯＮ・ＯＦ
Ｆすることにより、各車輪輪ＦＬ〜ＲＲに制動力を与
え、スリップを抑制する。

【００３３】次に、各油圧ポンプ６０，６２を駆動する
超音波モータ８０の構成及びこれを駆動する駆動回路
を、図３及び図４に基づいて説明する。なお、図３は超
音波モータの概略構成を示す断面図、図４は超音波モー
タの駆動回路の概略構成を示すブロック図である。

【００３４】超音波モータ８０は、図３に示すように、
銅合金等から構成される円環状の弾性体８１を備え、こ
の弾性体８１に圧電体８２を貼付することによりステー
タが形成されている。圧電体８２は電気信号を機械振動
に変換する圧電材料（例えばＰＺＴ等の圧電セラミック
ス）からなり、多数の電極により円環状に分割、配列さ
れて構成されている。一方、駆動軸８３に取り付けられ
たアルミ合金等からなるロータ８４は、弾性体８１に加
圧接触されている。

【００３５】また、モータ駆動回路９０は、図４に示す
ように、圧電体８２に印加するための駆動信号を生成す
る駆動信号生成手段としての可変周波数発振器９３と、
可変周波数発振器９３が生成する駆動信号を増幅して圧
電体８２ａに印加する増幅器９４と、駆動信号の位相を
９０゜遅れさせる位相器９５と、位相器９５の出力を増
幅して圧電体８２ｂに印加する増幅器９６と、圧電体８
２ａ，８２ｂへの駆動信号の印加により発生する超音波
振動の振動振幅を検出する振動検出手段としての振動検
出器９１と、振動検出器９１にて検出される振動振幅が
所定の目標振幅となるように、可変周波数発振器９３が
生成する駆動信号の周波数を可変制御する周波数調整手
段としての周波数自動追尾回路９２とを備えている。

【００３６】このように構成されたモータ駆動回路９０
では、位相が９０゜異なる２つの駆動信号（例えば、ｓ
ｉｎ波とｃｏｓ波）が、超音波モータ８０の分割された
圧電体８２ａ，８２ｂに各々供給されることにより、圧
電体８２に貼付された弾性体８１に進行波が励起され、
駆動軸８３が回転される。

【００３７】なお、可変周波数発振器９３は、ＥＣＵ２
０からの指令によって、駆動信号の電圧レベルの変更，
起動時における駆動信号の周波数（以下、初期周波数と
いう）の変更，出力中の駆動信号の周波数の検出が可能
なように構成されている。また、周波数自動追尾回路９
２は、振動検出器９１にて検出された振動振幅が目標値
より小さければ駆動信号の周波数を小さく、逆に目標値
より大きければ駆動信号の周波数を大きくする方向に調
整するようにされており、共振点より高い周波数領域に
て目標値を追従するように構成されていると共に、ＥＣ
Ｕ２０からの指令によって、振動振幅の目標値の変更が
可能なように構成されている。

【００３８】そして、駆動信号の電圧レベル及び振動振
幅の目標値は、制動制御時（制御用駆動電圧，制御用目
標振幅）と、後述する周波数サーチ処理時（サーチ用駆
動電圧，サーチ用目標振幅）とで切り換え可能にされて
おり、サーチ用駆動電圧は、ロータを動作させない程度
に十分に小さな振幅にて圧電体８２を振動させるように
設定され、サーチ用目標振幅は、このサーチ用駆動電圧
に対応させて設定されるものである。

【００３９】即ち、サーチ用駆動電圧にて超音波モータ
８０を駆動した場合、ロータを回転させることなく、従
って、油圧回路４０に何等影響を与えることなく、超音
波モータ８０を動作させることができ、また、振動検出
器９１にて検出される振動振幅の周波数特性のグラフ
は、駆動電圧の電圧レベルに応じて、ほぼ相似形に変化
するため、制御用目標振幅に対応したサーチ用目標振幅
を設定することができるのである。

【００４０】ここで、ＥＣＵ２０にて、上述したＡＢＳ
制御，ＴＲＣ制御と共に実行される周波数学習処理を、
図５に示すフローチャートに沿って説明する。この処理
は、車両の運転状態の変化に応じて、駆動信号の初期周
波数を繰り返し再設定するためのものである。

【００４１】図５に示すように、本処理が起動される
と、まず、Ｓ１１０にて、エンジンがＮ（始動）してい
るか否かを判断し、始動していなければ、同ステップを
繰り返し実行することで待機し、エンジンが始動してい
ると判断されると、Ｓ１２０に移行する。

【００４２】Ｓ１２０では、駆動信号の初期周波数を設
定する周波数サーチ処理を実行する。続くＳ１３０で
は、アクセルペダルＳＷ１４がＯＦＦ状態からＯＮ状態
に変化したか否かを判断し、そのように変化していなけ
ればＳ１３５に移行する。

【００４３】またＳ１３５では、アクセルペダルＳＷ１
４がＯＮ状態からＯＦＦ状態に変化したか否かを判断
し、そのように変化していなければＳ１４０に移行す
る。更にＳ１４０では、ブレーキペダルＳＷ３６がＯＦ
Ｆ状態からＯＮ状態に変化したか否かを判断し、そのよ
うに変化していなければＳ１３０に戻る。

【００４４】そして、Ｓ１３０にて、アクセルペダルＳ
Ｗ１４がＯＦＦ状態からＯＮ状態に変化したと判断され
るか、Ｓ１３５にて、アクセルペダルＳＷ１４がＯＮ状
態からＯＦＦ状態に変化したと判断されるか、あるいは
Ｓ１４０にてブレーキペダルＳＷ３６がＯＦＦ状態から
ＯＮ状態に変化したと判断された場合には、Ｓ１２０に
戻って、周波数サーチ処理を実行する。

【００４５】次に、Ｓ１２０の周波数サーチ処理を、図
６に示すフローチャートに沿って説明する。本処理が起
動されると、まずＳ１５０にて、ＡＢＳ制御またはＴＲ
Ｃ制御の実行により、超音波モータ８０が起動されてい
るか否かを判断し、超音波モータ８０が起動されていれ
ばそのまま本処理を終了し、起動されていなければ、Ｓ
１５５に移行する。

【００４６】Ｓ１５５では、可変周波数発振器９３にて
生成される駆動信号の駆動電圧が、サーチ用駆動電圧と
なるよう設定すると共に、周波数自動追尾回路９２の目
標値をサーチ用目標振幅に設定し、続くＳ１６０では、
可変周波数発振器９３にて生成される駆動信号の初期周
波数が、共振点より十分に大きな所定のサーチ開始周波
数ｆo となるように設定する。

【００４７】次のＳ１７０では、可変周波数発振器９３
を起動して駆動信号の出力を開始させる。すると、周波
数自動追尾回路９２の動作により、可変周波数発振器９
３が出力する駆動信号の周波数は、サーチ開始周波数ｆ
o から、サーチ用目標振幅に対応した周波数ｆｄに向け
て除々に変化する。

【００４８】続くＳ１８０では、圧電体８２の振動振幅
がサーチ用目標振幅に達したか否かを判断し、達してい
なければ同ステップを繰り返し実行することで待機し、
サーチ用目標振幅に達していると判断されると、Ｓ１９
０に移行する。なお、振動振幅がサーチ用目標振幅に達
しているか否かの判断は、振動検出器９１の出力に基づ
いて行ってもよいし、周波数自動追尾回路９２が、可変
周波数発振器９３の発振周波数を制御するための制御量
に基づいて行ってもよい。

【００４９】Ｓ１９０では、可変周波数発振器９３が出
力中の駆動信号の周波数を検出して、該検出した周波数
を、次回のＡＢＳ制御やＴＲＣ制御によって超音波モー
タ８０が起動される時の駆動信号の初期周波数として設
定し、続くＳ２００では、可変周波数発振器９３を停止
することで駆動信号の出力を停止した後、本処理を終了
する。

【００５０】以上説明したように、本実施例において
は、アクセルペダル及びブレーキペダルの操作状態の変
化時に、サーチ用目標振幅（延いては制御用目標振幅）
に対応した駆動周波数を検出して、この駆動周波数を、
次回のＡＢＳ制御やＴＲＣ制御によって超音波モータ８
０が駆動される時の駆動信号の初期周波数として設定す
るようにされている。

【００５１】従って、本実施例によれば、ＡＢＳ制御や
ＴＲＣ制御による超音波モータ８０の起動時には、図７
中に実線にて示すように、制御用目標振幅となるように
駆動周波数をサーチする時間をほとんど必要とせず、起
動直後から直ちに圧電体８２を制御用目標振幅Ａｄにて
振動させて、超音波モータ８０を最適な状態で駆動する
ことができ、その結果、ＡＢＳ制御やＴＲＣ制御を応答
性よく行うことができる。

【００５２】特に、本実施例では、アクセルペダルＳＷ
１４がＯＦＦ状態からＯＮ状態に変化した時点、即ち、
アクセル踏込後、所定以上のスリップの検出により実行
されるＴＲＣ制御が実行される直前と、同様に、ブレー
キペダルＳＷ３６がＯＦＦ状態からＯＮ状態に変化した
時点、即ち、ブレーキ踏込後、所定以上のスリップの検
出により実行されるＡＢＳ制御が実行される直前とに、
周波数サーチ処理を実行するようにされているので、Ｔ
ＲＣ制御及びＡＢＳ制御時には、駆動信号の初期周波数
が、ほぼ正確に制御用目標振幅に対応したものとなる。

【００５３】次に、第２実施例について説明する。第１
実施例とは、周波数学習処理の内容が異なるだけで他の
構成は全く同様であるため、この内容の異なる周波数学
習処理についてのみ説明する。図８に示すように、本実
施例の周波数学習処理が起動されると、まずＳ２１０で
は、エンジンがＯＮ（始動）したか否かを判断し、始動
していなければ、同ステップを繰り返し実行することで
待機し、エンジンが始動していると判断されると、Ｓ２
２０に移行する。

【００５４】Ｓ２２０では、第１実施例のＳ１２０と全
く同様の周波数サーチ処理を実行し、Ｓ２３０に進む。
Ｓ２３０では、車速Ｖが増速時の判定速度Ｖ０より大き
いか否かを判断し、大きくなければ、同ステップを繰り
返し実行することで待機し、判定速度Ｖ０より大きいと
判断されると、Ｓ２４０に移行して、先のＳ２２０と同
様に周波数サーチ処理を実行する。

【００５５】続くＳ２５０では、車速Ｖが減速時の判定
速度Ｖ１（＜Ｖ０）より小さいか否かを判断し、小さく
なければ、同ステップを繰り返し実行することで待機
し、判定速度Ｖ１より小さいと判断されると、Ｓ２２０
に戻って周波数サーチ処理を実行する。

【００５６】以上説明したように、本実施例よれば、増
速中に判定速度Ｖ０より大きくなった時と、減速中に判
定速度Ｖ１より小さくなった時に、周波数サーチ処理を
行い、即ち、速度に応じて制動制御時の駆動信号の初期
周波数を変化させているので、速度に応じて超音波モー
タ８０の動作環境が大きく変化するような車両に好適に
用いることができる。

【００５７】なお、本実施例では、周波数サーチ処理を
行うタイミングが、増速時と減速時とで各々１回ずつし
かないが、これを複数回ずつ設けて、より細かい制御を
行ってもよい。また、周波数サーチ処理を行うタイミン
グを、増速時又は減速時のいずれか１回にしてもよい。

【００５８】次に、第３実施例について説明する。本実
施例では、第２実施例と同様に、第１実施例とは、周波
数学習処理の内容が異なるだけで他の構成は全く同様で
あるため、この内容の異なる周波数学習処理についての
み説明する。

【００５９】図９に示すように、本実施例の周波数学習
処理が起動されると、まずＳ３１０では、エンジンがＯ
Ｎ（始動）したか否かを判断し、始動していなければ、
同ステップを繰り返し実行することで待機し、エンジン
が始動していると判断されると、Ｓ３２０に移行する。

【００６０】Ｓ３２０では、第１実施例のＳ１２０と全
く同様の周波数サーチ処理を実行し、Ｓ３３０に進む。
Ｓ３３０では、所定時間経過すると停止（タイムアウ
ト）するタイマを起動し、続くＳ３４０では、Ｓ３３０
にて起動したタイマが停止しているか否かを判断する。
そして、タイマが停止していなければ、同ステップを繰
り返し実行することで待機し、タイマが停止したと判断
されると、Ｓ３２０に戻って周波数サーチ処理を実行す
る。

【００６１】以上説明したように、本実施例によれば、
所定時間が経過する毎に周期的に周波数サーチ処理を行
うようにされているので、例えば、操舵中のスリップを
抑制するＶＳＣ制御や、前方の車両を検出して該車両と
所定以上接近した場合に自動的にブレーキをかける自動
ブレーキ制御等、アクセルペダルやブレーキペダル等の
操作と特別な関係を有さない制動制御を実行する場合に
も、好適に適用することができる。

【００６２】次に、第４実施例について説明する。本実
施例では、第２及び第３実施例と同様に、第１実施例と
は、周波数学習処理の内容が異なるだけで他の構成は全
く同様であるため、この内容の異なる周波数学習処理に
ついてのみ説明する。

【００６３】図１０に示すように、本実施例の周波数学
習処理が起動されると、まずＳ４１０では、エンジンが
ＯＮ（始動）したか否かを判断し、始動していなけれ
ば、同ステップを繰り返し実行することで待機し、エン
ジンが始動していると判断されると、Ｓ４２０に移行す
る。

【００６４】Ｓ４２０では、第１実施例のＳ１２０と全
く同様の周波数サーチ処理を実行し、Ｓ４３０に進む。
Ｓ４３０では、車両の走行距離を表す走行距離積算値ｈ
の値をクリアし、続くＳ４４０では、車輪の回転数等か
ら走行距離を積算して、走行距離積算値ｈを求める。

【００６５】続くＳ４５０では、走行距離積算値ｈが、
比較値ｈo 以上であるか否かを判断し、比較値ｈo より
小さければＳ４４０，Ｓ４５０を繰り返し実行すること
により待機し、走行距離積算値ｈが比較値ｈo 以上であ
ると判断されると、Ｓ４２０に戻って周波数サーチ処理
を実行する。

【００６６】以上説明したように、本実施例によれば、
所定距離ｈo を走行する毎に、周波数サーチ処理を行う
ようにされているので、第３実施例と同様に、ＶＳＣ制
御や自動ブレーキ制御等、アクセルペダルやブレーキペ
ダルの操作と特別な関係を有さない制動制御を実行する
場合にも、好適に適用することができる。

【００６７】以上、本発明の実施例について説明した
が、本発明は上記実施例に限定されるものではなく、様
々な態様にて実施することができる。例えば、上記実施
例では、周波数サーチ処理を実行する際に、超音波モー
タ８０の動作が油圧回路４０に影響を与えないようにす
るために、超音波モータ８０を、ロータが回転しないよ
うなサーチ用駆動電圧にて駆動しているが、例えば、保
持弁４６FL〜４６RRをＯＦＦ（連通状態）、減圧弁４８
FL〜４８RRをＯＮ（連通状態）とすることにより、油圧
ポンプ６０，６２、即ち超音波モータ８０が動作して
も、ブレーキ油が還流するだけでＷ／Ｃ２FL〜２RRに油
圧が発生しないように設定し、サーチ用の駆動電圧／目
標振幅を用いることなく、通常通りの制御用の駆動電圧
／目標振幅にて周波数サーチ処理を行うようにしてもよ
い。但し、この場合、超音波モータ８０の駆動だけでな
く、制動制御自体が行われていないことを、周波数サー
チ処理を開始するための学習条件とする必要がある。

【００６８】また、上記実施例では、制動制御にて超音
波モータ８０を駆動する時の初期周波数を、予め周波数
サーチ処理にて検出された周波数ｆｄに設定している
が、初期周波数を、サーチ開始時の周波数ｆo に設定し
ておき、超音波モータ８０の駆動直後に、駆動周波数を
ｆo →ｆｄへ瞬時に変化させるように構成してもよい。

【００６９】更に、上記実施例では、超音波モータ８０
を、ブレーキ油を圧送する油圧ポンプ６０，６２を駆動
するために用いているが、図１１，図１２に示すよう
に、油圧を発生させるシリンダのピストンや、摩擦力を
発生させるブレーキパッドを変位させるために用いても
よい。但し、図１１，図１２では、車輪ＲＲの油圧回路
のみを示すもので、他の車輪ＦＬ，ＦＲ，ＲＬについて
も同様の油圧回路が設けられているものとする。

【００７０】即ち、図１１に示すように、超音波モータ
５８０を、回転運動を直線運動に変換するボールネジ機
構５１０を介してシリンダ５６２内のピストン５６１に
連結し、その回転によって、ピストン５６１を上昇／下
降させるために用いてもよい。

【００７１】なお、図１１に示す制動装置は、Ｍ／Ｃ５
３４で発生したブレーキ油の圧力をシリンダ５６２のロ
ッド側に与える経路５０１と、Ｍ／Ｃ５３４で発生した
ブレーキ油の圧力をシリンダ５６２のヘッド側に与える
経路５０２と、シリンダ５６２のヘッド側のブレーキ油
の圧力をＷ／Ｃ２RRに与える経路５０３と、経路５０２
の途中に設けられ、該経路５０２を連通・遮断するカッ
ト弁５０５とを備え、更に、図示しないブレーキペダル
ＳＷにて検出されるブレーキペダル５３２の操作状態
と、図示しない油圧センサにて検出されるＭ／Ｃ５３４
内のブレーキ油圧とに基づいて、ＥＣＵが、ブレーキペ
ダル５３２が踏まれていなければ、カット弁５０５を連
通位置に保持し、一方、ブレーキペダル５３２が踏まれ
ると、カット弁５０５を遮断位置に切り換えると共に、
Ｍ／Ｃ５３４内の油圧に応じてピストン移動量、即ちモ
ータ回転量を求め、その回転量だけ超音波モータ５８０
を所定方向に回転させることにより、車輪ＲＲの制動力
を制御するものである。

【００７２】また、図１２に示すように、超音波モータ
６８０を、回転運動を直線運動に変換するボールネジ機
構６１０を介してブレーキロータ６０２の近傍に配設さ
れたブレーキパッド６０１に接続し、その回転によっ
て、ブレーキパッド６０１をブレーキロータ６０２への
押圧位置／押圧解除位置に移動させるために用いてもよ
い。

【００７３】なお、図１２に示す制動装置は、ブレーキ
ペダル６３２に加えられた踏力を検出する踏力検出セン
サ６３３を備えており、ＥＣＵは、この踏力検出センサ
６３３にて検出された踏力に基づいて推力を求め、更
に、求められた推力に応じたストローク速度でブレーキ
パッド６０１がブレーキロータ６０２を押圧するように
超音波モータ６８０の回転量を制御するものである。

【図面の簡単な説明】

【図１】 実施例の車両制御系全体の構成を表す概略構
成図である。

【図２】 油圧回路の構成を表す説明図である。

【図３】 超音波モータの構成を表す断面図である。

【図４】 モータ駆動回路の構成を表すブロック図であ
る。

【図５】 ＥＣＵが実行する周波数学習処理を表すフロ
ーチャートである。

【図６】 図５のＳ１２０にて実行される周波数サーチ
処理を表すフローチャートである。

【図７】 超音波モータの起動時における動作状態を表
す説明図である。

【図８】 第２実施例における周波数学習処理を表すフ
ローチャートである。

【図９】 第３実施例における周波数学習処理を表すフ
ローチャートである。

【図１０】 第４実施例における周波数学習処理を表す
フローチャートである。

【図１１】 超音波モータが適用された制動装置の他の
構成を表す説明図である。

【図１２】 超音波モータが適用された制動装置の他の
構成を表す説明図である。

【図１３】 超音波モータを構成する圧電体の振動振幅
の特性を表す説明図である。

【符号の説明】

２FL〜２RR…フライホイール（Ｗ／Ｃ） ４FL〜４
RR…速度センサ ６…エンジン ８…変速機 １２…センサ群 １４…アクセルペダルＳＷ ２０…ＥＣＵ ３２…
ブレーキペダル ３４…マスタシリンダ（Ｍ／Ｃ） ３６…ブレーキペ
ダルＳＷ ４０…油圧回路 ４２，４４…油圧経路 ４２Ｐ，
４４Ｐ…油供給経路 ４６FL〜４６RR…保持弁 ４８FL〜４８RR…減圧弁 ５０ａ，５０ｂ…ＳＭ弁 ５４ａ，５４ｂ…リリーフ
弁 ５６，５８，６８…リザーバ ６０，６２…油圧ポン
プ ６４，６６…アキュムレータ ７０ａ，７０ｂ…ＳＲ
弁 ８０…超音波モータ ８１…弾性体 ８２…圧電体
８３…駆動軸 ８４…ロータ ９０…モータ駆動回路 ９１…振動
検出器 ９２…周波数自動追尾回路 ９３…可変周波数発振器 ９４，９６…増幅器 ９５…位相器

Claims (5)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 超音波モータを駆動する交流の駆動信号
   を生成すると共に、該駆動信号の周波数を外部からの制
   御によって連続的に変化させることが可能な駆動信号生
   成手段と、 上記超音波モータを構成する圧電体の振動振幅を検出す
   る振幅検出手段と、 該振幅検出手段にて検出される振幅が、所定の目標振幅
   となるよう上記駆動信号生成手段を制御して上記駆動信
   号の周波数を調整する周波数調整手段と、 を備え、車両の制動装置に適用された超音波モータを制
   御する車両用超音波モータ制御装置において、 上記駆動信号生成手段を、該駆動信号生成手段の起動時
   における上記駆動信号の初期周波数を外部から設定可能
   に構成し、更に、 上記駆動信号の初期周波数として上記圧電体の共振周波
   数より十分に大きな所定のサーチ開始周波数を設定後、
   上記駆動信号生成手段を起動し、上記振幅検出手段にて
   検出される上記圧電体の振動が上記目標振幅になると、
   上記駆動信号の駆動周波数を検出して、該検出された駆
   動周波数を上記駆動信号の初期周波数として設定すると
   共に、上記信号生成手段を停止する周波数サーチ手段
   と、 運転状態の変化を反映する所定の学習条件が満たされ、
   且つ上記制動装置にて上記超音波モータを用いた制動制
   御が行われていない場合に、上記周波数サーチ手段を起
   動するサーチ起動手段と、 上記周波数サーチ手段の起動中、上記超音波モータの動
   作が上記制動装置の制動力を変化させることを阻止する
   制動阻止手段と、 を設けたことを特徴とする車両用超音波モータ制御装
   置。
2. 【請求項２】 上記制動阻止手段は、上記駆動信号生成
   手段が生成する駆動信号の駆動電圧を、上記超音波モー
   タのロータが回転しない程度に上記圧電体を振動させる
   サーチ用駆動電圧に切り換える共に、上記周波数制御手
   段に設定される目標振幅を上記サーチ用駆動電圧に対応
   したサーチ用目標振幅に切り換えることを特徴とする請
   求項１に記載の車両用超音波モータ制御装置。
3. 【請求項３】 上記サーチ起動手段は、少なくとも一定
   時間の経過あるいは当該装置が適用された車両の一定距
   離の走行を、上記学習条件とすることを特徴とする請求
   項１または請求項２に記載の車両用超音波モータ制御装
   置。
4. 【請求項４】 上記サーチ起動手段は、少なくとも当該
   装置が適用された車両のブレーキペダルあるいはアクセ
   ルペダルの操作状態の変化を、上記学習条件とすること
   を特徴とする請求項１または請求項２に記載の車両用超
   音波モータ制御装置。
5. 【請求項５】 上記サーチ起動手段は、少なくとも当該
   装置が適用された車両の所定速度への到達を上記学習条
   件とすることを特徴とする請求項１または請求項２に記
   載の車両用超音波モータ制御装置。