(57)【特許請求の範囲】
【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。
【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。
【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。
【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。
【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。
【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ＦＬ，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１１Ｒ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１１Ｒ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ＦＬ〜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ＲＲ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４６ＦＬ，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４６ＦＲ，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４６ＦＬ，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、ＴＲＣ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８０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６０，６２を作動し、油圧回路４０内の保持弁４６ＦＬ〜４６ＲＲ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ＦＬ〜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７０ａ，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・ＯＦＦ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８２ａ，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、ｓｉｎ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、ＥＣＵ２０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９２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、ＥＣＵ２０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ＳＷ１４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Ｓ１３０に戻る。
【００４４】
そして、Ｓ１３０にて、アクセルペダルＳＷ１４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ＴＲＣ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、Ｓ１５５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９３が出力する駆動信号の周波数は、サーチ開始周波数ｆｏ  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、Ｓ１９０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８０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ＳＷ１４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、ＴＲＣ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、Ｓ２２０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、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４８ＦＬ〜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／Ｃ５３４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〜４ＲＲ…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
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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