(57)【要約】【課題】半導体スイッチを備えた低速回転用回路とメカニカルスイッチを備えた高速回転用回路とを含む電動モータ制御装置において、半導体スイッチの発熱を抑制する。【解決手段】半導体スイッチの温度が第２設定温度より低い場合は、Ｓ３，４の判定がいずれもＮＯとなり、Ｓ５〜７において、電動モータの回転速度が目標値に近づくように半導体スイッチがデューティ制御される。第１設定温度より低く第２設定温度以上である場合には、Ｓ４の判定がＹＥＳとなり、Ｓ８において、半導体スイッチが連続ＯＮ状態とされる。また、第１設定温度以上になった場合には、Ｓ３の判定がＹＥＳとなり、Ｓ９において、半導体スイッチが連続ＯＦＦ状態とされ、メカニカルスイッチが連続ＯＮ状態とされる。それによって、半導体スイッチの発熱を抑制しつつ電動モータの回転速度を制御することができる。【選択図】図５
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
低速回転用スイッチを含む低速回転用回路と、
高速回転用スイッチを含む高速回転用回路と、
前記低速回転用スイッチのデューティ制御と、前記高速回転用スイッチの連続ＯＮ状態と連続ＯＦＦ状態との切換えとにより、前記電動モータの回転速度を制御するスイッチ制御部と
を含むことを特徴とする電動モータ制御装置。
【請求項２】
前記低速回転用スイッチが半導体スイッチであり、前記高速回転用スイッチがメカニカルスイッチである請求項１に記載の電動モータ制御装置。
【請求項３】
前記スイッチ制御部が、少なくとも、前記メカニカルスイッチを連続ＯＦＦ状態とした状態で、前記半導体スイッチをデューティ制御する第１状態と、前記メカニカルスイッチを連続ＯＦＦ状態とした状態で、前記半導体スイッチを連続ＯＮ状態とする第２状態と、前記半導体スイッチを連続ＯＦＦ状態として、前記メカニカルスイッチを連続ＯＮ状態とする第３状態とに切り換えるものである請求項２に記載の電動モータ制御装置。
【請求項４】
当該電動モータ制御装置が、前記半導体スイッチの状態を検出する半導体スイッチ状態検出部を含み、前記スイッチ制御部が、前記半導体スイッチ状態検出部による検出結果に基づいて前記半導体スイッチと前記メカニカルスイッチとの少なくとも一方を制御する半導体スイッチ状態依拠制御部を含む請求項２または３に記載の電動モータ制御装置。
【請求項５】
当該電動モータ制御装置が、前記電動モータの作動時間の非作動時間に対する比率を取得する作動時間比取得部を含み、前記スイッチ制御部が、前記作動時間比取得部による取得結果に基づいて前記半導体スイッチと前記メカニカルスイッチとの少なくとも一方を制御する作動時間比依拠制御部を含む請求項２ないし４のいずれか１つに記載の電動モータ制御装置。
【請求項６】
ブレーキシリンダの液圧により作動させられ、車両の車輪の回転を抑制する液圧ブレーキと、
前記ブレーキシリンダに高圧の作動液を供給可能な液圧源装置であって、ポンプと、そのポンプを駆動する電動モータと、請求項１ないし５のいずれか１つに記載の電動モータ制御装置とを有するものと
を含むことを特徴とする液圧ブレーキ装置。
【請求項７】
前記電動モータ制御装置が、前記電動モータの実際の回転速度を検出する回転速度検出部を含み、前記スイッチ制御部が、前記メカニカルスイッチを連続ＯＦＦ状態とした状態で、前記半導体スイッチを、前記回転速度検出部によって検出された回転速度が車両毎に設計上予め決まる目標回転速度に近づくように、デューティ制御するデューティ制御部を含む請求項６に記載の液圧ブレーキ装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電動モータの回転速度を制御する電動モータ制御装置およびその電動モータ制御装置を備えた液圧源装置を含む液圧ブレーキ装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
特許文献１には、(a)ブレーキシリンダの液圧により作動させられ、車両の車輪の回転を抑制する液圧ブレーキと、(b)前記ブレーキシリンダに高圧の作動液を供給可能な液圧源装置であって、(i)ポンプと、(ii)そのポンプを駆動する電動モータと、(iii)スイッチの制御により前記電動モータの回転速度を制御する電動モータ制御装置とを有するものとを含む液圧ブレーキ装置が記載されている。
この液圧ブレーキ装置においては、電動モータの回転速度が、車速や、ブレーキ操作状態に基づいて制御されるため、常に一定の回転速度とされる場合に比較して、作動音の低減を図ることができる。
【特許文献１】特開平８−１２７３３１号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
本発明の課題は、電動モータ制御装置の改良であり、例えば、スイッチの発熱を抑制することである。
【課題を解決しようとする手段および効果】
【０００４】
請求項１の発明に係る電動モータ制御装置は、(a)低速回転用スイッチを含む低速回転用回路と、(b)高速回転用スイッチを含む高速回転用回路と、(c)前記低速回転用スイッチのデューティ制御と、前記高速回転用スイッチの連続ＯＮ状態と連続ＯＦＦ状態との切換えとにより、前記電動モータの回転速度を制御するスイッチ制御部とを含むことによって得られる。
電動モータは、低速回転用スイッチと高速回転用スイッチとの制御により、低速回転用回路によって駆動されたり高速回転用回路によって駆動されたりする。低速回転用回路によって駆動される場合には、電動モータが、起動トルクが大きく無負荷時の回転速度が小さい低回転高トルク型の特性とされ、高速回転用回路に制御される場合には、低速回転用回路による場合より起動トルクが小さく無負荷時の回転速度が大きい高回転低トルク型の特性とされる。低速回転用回路によって駆動される場合において、低速回転用スイッチのデューティ制御により電動モータの回転速度あるいは出力トルクが連続的に制御される。
【０００５】
「デューティ制御」は、デューティ比Ｄ｛ＯＮ時間／（ＯＮ時間＋ＯＦＦ時間）｝が０以上１以下（０≦Ｄ≦１）で可変の制御であり、デューティ比Ｄは０より大きく１より小さい値（０＜Ｄ＜１）とされたり、１とされたり（連続ＯＮ状態）、０とされたり（連続ＯＦＦ状態）する。しかし、本明細書において、「デューティ制御」は、少なくとも、デューティ比を０より大きく１より小さい範囲（０＜Ｄ＜１）で可変とすることを含む制御をいい、デューティ比を０と１とのいずれか一方とすることしか予定されていない制御は含まないものとする。また、連続ＯＦＦ状態については、低速回転用スイッチの制御自体が行われない状態であると考えることもできる。
【０００６】
電動モータにおいては、低速回転している場合は高速回転している場合より作動音が小さくなる。そのため、低速回転用スイッチの制御により、回転速度をできる限り小さくすることが望ましい。また、電動モータが回転速度の小さい領域で作動させられることが普通である場合には、低速回転用スイッチのデューティ制御により、回転速度がきめ細かに制御されることが望ましい。さらに、高回転が要求される場合には、回転速度を制御する必要性が低いことが多い。また、高速回転用回路において回転速度が制御されるようにするより、低速回転用回路において回転速度が制御されるようにする方が、電力の損失を低減させることができる。これらの理由により、低速回転用スイッチがデューティ制御され、高速用スイッチが連続ＯＮ状態と連続ＯＦＦ状態とに切り換えられるようにすることは妥当なことである。
【０００７】
一方、低速回転用スイッチが、デューティ比Ｄが０より大きく１より小さい状態でデューティ制御されると発熱し易く、低速回転用スイッチの温度が高くなる。その場合に、低速回転用スイッチを連続ＯＮ状態としたり、低速回転用スイッチを連続ＯＦＦ状態とするとともに高速回転用スイッチを連続ＯＮ状態とすれば、低速回転用スイッチの発熱を抑制することができる。
このように、低速回転用回路のスイッチをデューティ制御するものとすれば、作動音をできる限り小さくしつつ電動モータの回転速度を制御することができる。また、低速回転用スイッチを連続ＯＮ状態としたり、低速回転用スイッチを連続ＯＦＦ状態として高速回転用スイッチを連続ＯＮ状態としたりすれば、低速回転用スイッチの発熱を抑制しつつ、電動モータの回転速度を制御することができる。
【０００８】
なお、低速回転用スイッチと高速回転用スイッチとの両方を半導体スイッチとしても、いずれか一方を半導体スイッチとし他方をメカニカルスイッチとしてもよい。ただし、請求項２に記載のように、デューティ制御が行われる低速回転用スイッチを半導体スイッチとし、連続ＯＮ状態と連続ＯＦＦ状態とに切り換えられる高速回転用スイッチをメカニカルスイッチとすることが望ましい。半導体スイッチは無接点スイッチであり、可動部を有する有接点スイッチであるメカニカルスイッチに比較して応答性が高いからである。
【０００９】
請求項３の発明に係る電動モータ制御装置は、前記スイッチ制御部を、少なくとも、前記メカニカルスイッチを連続ＯＦＦ状態とした状態で、前記半導体スイッチをデューティ制御する第１状態と、前記メカニカルスイッチを連続ＯＦＦ状態とした状態で、前記半導体スイッチを連続ＯＮ状態とする第２状態と、前記半導体スイッチを連続ＯＦＦ状態として、前記メカニカルスイッチを連続ＯＮ状態とする第３状態とに切り換えるものとすることによって得られる。
第１状態、第２状態において、電動モータは低回転高トルク型の特性で作動させられる。第１状態においては、電動モータの回転速度や出力トルクが制御されるが第２状態においては制御されることはない。第３状態において、電動モータは高回転低トルク型の特性で作動させられる。
【００１０】
請求項４の発明に係る電動モータ制御装置は、前記半導体スイッチの状態を検出する半導体スイッチ状態検出部を含み、前記スイッチ制御部が、前記半導体スイッチ状態検出部による検出結果に基づいて前記半導体スイッチと前記メカニカルスイッチとの少なくとも一方を制御する半導体スイッチ状態依拠制御部を含むものとすることによって得られる。
半導体スイッチ状態検出部は、半導体スイッチの発熱状態を検出するものであり、例えば、半導体の温度を検出する温度検出部を含むものとしたり、半導体スイッチが継続してデューティ制御（連続ＯＦＦ状態を除く）される時間を検出するものとしたりすることができる。半導体スイッチは、デューティ制御におけるＯＮ・ＯＦＦの切り換えにより発熱し、温度が高くなるため、デューティ制御される時間が長い場合は短い場合より半導体スイッチの温度が高いと推定することができる。
例えば、半導体スイッチの温度が設定温度より高い状態は、半導体スイッチが過熱状態あるいは過熱状態となるおそれがある状態であり、異常状態であるとすることができる。また、温度が高い場合は低い場合より、半導体スイッチの異常のレベルが高いとすることができる。異常のレベルは、連続的に変わるようにしても段階的に変わるようにしてもよい。具体的には、温度が第１設定温度以上である場合は、第１設定温度より低く第２設定温度以上である場合より異常レベルが高いとすることができる。また、デューティ制御継続時間が設定時間以上の場合は半導体スイッチが過熱状態あるいは過熱するおそれがある状態であるとすることができ、異常状態であるとすることができる。
【００１１】
半導体スイッチが異常状態である場合には、例えば、半導体スイッチのデューティ制御におけるデューティ比Ｄを１としたり（第２状態）、デューティ比Ｄを０とするとともにメカニカルスイッチをＯＮ状態としたり（第３状態）することができる。それによって、半導体スイッチの発熱を抑制することができる。半導体スイッチにおいては、デューティ制御においてＯＮ・ＯＦＦの切り換えが行われる場合より連続ＯＮ状態にされた方が発熱が抑制される。
また、第２状態、第３状態において、半導体スイッチの温度が第３設定温度（前述の第１設定温度、第２設定温度より低い温度）より低くなった場合、デューティ制御が継続して行われない時間（連続ＯＦＦ状態の時間）が設定時間を超えた場合には、半導体スイッチの温度が十分に下がったとされて、第１状態に戻されるようにすることができる。
【００１２】
請求項５の発明に係る電動モータ制御装置は、前記電動モータの作動時間の非作動時間に対する比率を取得する作動時間比取得部を含み、前記スイッチ制御部を、前記作動時間比取得部による取得結果に基づいて前記半導体スイッチと前記メカニカルスイッチとの少なくとも一方を制御する作動時間比依拠制御部を含むものとすることによって得られる。
電動モータの作動時間比が高い場合は低い場合より相対的に半導体スイッチの温度が高いとすることができる。したがって、電動モータの作動時間比に基づいて前述のように、半導体スイッチを連続ＯＮ状態（第２状態）としたり、半導体スイッチを連続ＯＦＦ状態としてメカニカルスイッチをＯＮ状態（第３状態）としたりすれば、半導体スイッチの発熱を抑制することができる。
なお、第２状態あるいは第３状態において、電動モータの非作動時間が設定時間を超えた場合には第１状態に切り換えられるようにすることができる。この場合に、第２状態から第１状態に切り換えられる場合には、第３状態から第１状態に切り換えられる場合より、非作動時間のしきい値を小さくすることができる。また、第３状態において、電動モータの非作動時間が第１設定時間を越えた場合に第１状態に切り換えられ、第１設定時間より短い第２設定時間を超えた場合に第２状態に切り換えられるようにすることもできる。
【００１３】
電動モータ制御装置は、前記半導体スイッチについてのデューティ制御時間の非デューティ制御時間に対する比率を取得する取得部を含むものとしたり、半導体スイッチがデューティ比が０より大きく１より小さい値でデューティ制御される時間のデューティ比が０または１の時間に対する比率を取得する取得部を含むものとしたりすることができ、これらの比率に基づいて、上述の場合と同様の制御が行われるようにすることができる。
【００１４】
請求項１〜５に記載の電動モータ制御装置は、電動モータの作動によって高圧の作動液を車両の車輪の回転を抑制する液圧ブレーキのブレーキシリンダに供給可能な液圧源装置の、その電動モータを制御する電動モータ制御装置に適用することができる。液圧源装置は、電動モータにより作動させられるポンプを含むものとしたり液圧シリンダを含むものとしたりすることができる。
ブレーキシリンダの液圧は、液圧源装置の出力液圧を制御することによって制御される場合や、液圧源装置とブレーキシリンダとの間に設けられた液圧制御弁装置の制御によって制御される場合がある。前者の場合には、液圧源装置に含まれる電動モータの制御によりブレーキシリンダの液圧が制御されるのであり、換言すれば、電動モータは要求制動力に基づいて制御されることになる。後者の場合において、液圧源装置に作動液を加圧した状態で蓄えるアキュムレータが設けられる場合には、アキュムレータに蓄えられる作動液の圧力が設定範囲内にあるように電動モータが制御される。
【００１５】
請求項６の発明に係る液圧ブレーキ装置は、(a)ブレーキシリンダの液圧により作動させられ、車両の車輪の回転を抑制する液圧ブレーキと、(b)前記ブレーキシリンダに高圧の作動液を供給可能な液圧源装置であって、(i)ポンプと、(ii)そのポンプを駆動する電動モータと、(iii)請求項１ないし５のいずれか１つに記載の電動モータ制御装置とを有するものとを含むものとすることによって得られる。
ブレーキシリンダには、液圧源装置の作動液が供給され、それによって液圧ブレーキが作動させられる。液圧源装置は、ポンプ、ポンプを駆動する電動モータ、電動モータ制御装置を含む。電動モータの駆動によりポンプが作動させられ、高圧の作動液が出力される。
【００１６】
請求項７の発明に係る液圧ブレーキ装置は、前記電動モータ制御装置を、前記電動モータの実際の回転速度を検出する回転速度検出部を含むものとし、前記スイッチ制御部を、前記メカニカルスイッチを連続ＯＦＦ状態とした状態で、前記半導体スイッチを、前記回転速度検出部によって検出された回転速度が前記車両毎に設計上予め決まる目標回転速度に近づくように、デューティ制御するデューティ制御部を含むものとすることによって得られる。
半導体スイッチは、電動モータの実際の回転速度が目標回転速度に近づくようにデューティ制御される。目標回転速度は、車両毎に予め決められる回転速度であり、設計上、車両全体としての作動音を小さくし得る回転速度とすることができる。
【発明の最良の実施の形態】
【００１７】
以下、本発明の一実施形態である液圧ブレーキ装置について図面に基づいて詳細に説明する。本液圧ブレーキ装置は動力式液圧源を含み、動力式液圧源は電動モータ制御装置を含む。
図１に示す液圧ブレーキ装置は、ブレーキ操作部材としてのブレーキペダル１０，２つの加圧室を含むマスタシリンダ１２，動力により作動させられる動力式液圧源としてのポンプ装置１４，左右前後に位置する車輪に対応してそれぞれに設けられたブレーキ１６〜１９等を含む。ブレーキ１６、１７が左右前輪のブレーキであり、ブレーキ１８，１９が左右後輪のブレーキである。ブレーキ１６〜１９は、ブレーキシリンダ２０〜２３の液圧により作動させられる液圧ブレーキである。
マスタシリンダ１２は、２つの加圧ピストンを含むものであり、２つの加圧ピストンそれぞれの前方の液圧室には運転者によるブレーキペダル１０の操作によって、その操作力に応じた液圧が発生させられる。マスタシリンダ１２の２つの加圧室には、それぞれ、マスタ通路２６，２７を介して左右前輪のブレーキシリンダ２０，２１が接続される。マスタ通路２６，２７の途中には、それぞれ、マスタ遮断弁２９，３０が設けられる。マスタ遮断弁２９，３０は常開の電磁開閉弁である。
また、ポンプ装置１４には、４つのブレーキシリンダ２０〜２３がポンプ通路３６を介して接続される。ブレーキシリンダ２０〜２３には、マスタシリンダ１２から遮断された状態でポンプ装置１４から液圧が供給されて、液圧ブレーキ１６〜１９が作動させられる。ブレーキシリンダ２０〜２３の液圧は液圧制御弁装置３８により制御される。
【００１８】
ポンプ装置１４は、ポンプ５６，ポンプ５６を駆動するポンプモータ５８を含む。ポンプ５６の吸入側は吸入通路６０を介してリザーバ６２に接続され、吐出側にはアキュムレータ７０が接続される。ポンプ５６によってリザーバ６２の作動液が汲み上げられてアキュムレータ７０に供給され、加圧された状態で蓄えられる。
また、ポンプ５６の吐出側のアキュムレータ７０より下流側（ブレーキシリンダ側）の部分とポンプ５６の吸入側の部分とがリリーフ通路７４によって接続される。
リリーフ通路７４にはリリーフ弁７６が設けられる。リリーフ弁７６は、高圧側であるアキュムレータ側の液圧が設定圧を越えると閉状態から開状態に切り換わる。
【００１９】
ポンプモータ５８である電動モータには、図２に示す電動モータ制御回路８０が接続される。電動モータ５８は、本実施形態においては、ブラシ付きの直流モータであり、コモンブラシ８２，低速用ブラシ８４，高速用ブラシ８５を含む。コモンブラシ８２は、低電位側のブラシであり、アースされている。低速用ブラシ８４，高速用ブラシ８５は高電位側のブラシであり、それぞれ、低速用スイッチ８６，高速用スイッチ８８を介して、並列に電源９０に接続される。コモンブラシ８２は、高電位側のブラシ８４，８５に共通に設けられる低電位用のブラシである。コモンブラシ８２には、抵抗９１が接続され、抵抗に流れる電流に応じて電動モータ５８の回転速度が検出される。
本実施形態においては、コモンブラシ８２，低速用ブラシ８４，低速用スイッチ８６，電源９０を含む回路が低速回転用回路９２であり、コモンブラシ８２，高速用ブラシ８５，高速用スイッチ８８，電源９０を含む回路が高速回転用回路９４である。
【００２０】
電動モータ５８において、低速用ブラシ８４は、コモンブラシ８２に対して、起動トルクが最大となる相対位置に設けられ、高速用ブラシ８５は、低速用ブラシ８４に電源９０が接続される場合より、起動トルクは小さいが、無負荷時の回転速度が大きくなる相対位置に設けられる。具体的には、コモンブラシ８２と低速用ブラシ８４とは電気角度が１８０度隔たった相対位置に設けられ、コモンブラシ８２と高速用ブラシ８５とは１８０度とは異なった角度だけ隔たった位置に設けられる。
その結果、高速用スイッチ８８がＯＮとされた場合は、低速用スイッチ８６がＯＮとされた場合より、電動モータ５８の有効磁束が小さくなるため、起動トルクが小さく、無負荷時の回転速度が大きくなる。
【００２１】
低速用スイッチ８６がＯＮとされて高速用スイッチ８８がＯＦＦとされた状態における電動モータ５８の特性を低回転高トルク型の特性と称し、高速用スイッチ８８がＯＮとされて低速用スイッチ８６がＯＦＦとされた状態における特性を高回転低トルク型の特性と称する。低回転高トルク型の特性と高回転低トルク型の特性とでは、無負荷状態における回転速度が高回転低トルク型の特性の場合の方が大きくなり、回転速度が０である場合の負荷が低回転高トルク型の特性における方が大きくなる。図３に、低回転高トルク型の特性、高回転低トルク型の特性を示す。
また、低速回転用スイッチ８６は半導体スイッチとされ、高速回転用スイッチ８８はメカニカルスイッチ（メカニカルリレー）とされる。半導体スイッチ８６はデューティ制御されるものであり、メカニカルスイッチ８８は連続ＯＮ状態と連続ＯＦＦ状態とに切り換えられるものである。
【００２２】
半導体スイッチ８６を低回転用回路９２に設けたのは以下の理由による。電動モータ５８においては、低速回転している場合は高速回転している場合より作動音が小さくなる。そのため、半導体スイッチ８６のデューティ制御により、回転速度をできる限り小さくすることが望ましい。また、電動モータ８６が回転速度の小さい領域で作動させられることが普通である場合には、半導体スイッチ８６のデューティ制御により、回転速度がきめ細かに制御されることが望ましい。さらに、高回転が要求される場合には、回転速度を制御する必要性が低いことが多い。また、高速回転用回路９２において回転速度が制御されるようにするより、低速回転用回路９０において回転速度が制御されるようにする方が、電力の損失を低減させることができるのである。
【００２３】
本実施形態においては、半導体スイッチ８６の状態に基づいて、メカニカルスイッチ８８の連続ＯＦＦ状態において半導体スイッチ８６がデューティ制御され電動モータの回転速度が制御される回転速度制御状態（第１状態）と、メカニカルスイッチ８８の連続ＯＦＦ状態において半導体スイッチ８６が連続ＯＮ状態（デューティ比が１の状態）とされる低回転状態（第２状態）と、半導体スイッチ８６が連続ＯＦＦ状態（テューティ比が０の状態）とされ、メカニカルスイッチ８８が連続ＯＮ状態とされる高回転状態（第３状態）との間で切り換えられる。
【００２４】
液圧制御弁装置３８（図１参照）は、増圧通路としてのポンプ通路３６に設けられた増圧リニアバルブ１５０〜１５３と、ブレーキシリンダ２０〜２３とリザーバ６２とを接続する減圧通路１５６に設けられた減圧リニアバルブ１６０〜１６３とを含む。これら増圧リニアバルブ１５０〜１５３と減圧リニアバルブ１６０〜１６３との制御によりブレーキシリンダ２０〜２３の液圧がそれぞれ別個独立に制御され得る。
増圧リニアバルブ１５０〜１５３および前輪側の減圧リニアバルブ１６０，１６１は、常閉の電磁制御弁であり、後輪側の減圧リニアバルブ１６２、１６３は、常開の電磁制御弁である。これら増圧リニアバルブ１５０〜１５３、減圧リニアバルブ１６０〜１６３は、コイル等を有するソレノイドと、シーティング弁とを含むものであり、コイルへの供給電流の制御により、ブレーキシリンダ２０〜２３の液圧が制御される。
【００２５】
マスタ通路２６には、ストロークシミュレータ装置１８０が設けられる。ストロークシミュレータ装置１８０は、ストロークシミュレータ１８２と常閉のシミュレータ用開閉弁１８４とを含むものであり、シミュレータ用開閉弁１８４の開閉により、ストロークシミュレータ１８２がマスタシリンダ１２に連通させられる連通状態と遮断される遮断状態とに切り換えられる。
【００２６】
当該液圧ブレーキ装置はブレーキＥＣＵ２００の指令に基づいて制御される。ブレーキＥＣＵ２００は、コンピュータを主体とするもので、実行部２０２，記憶部２０４，入出力部２０６等を含む。入出力部２０６には、ストロークセンサ２１１，マスタ圧センサ２１４，ブレーキ液圧センサ２１６，車輪速センサ２１８，液圧源液圧センサ２２０，半導体スイッチの温度を検出する温度センサ２２２，電動モータの回転速度を検出する電動モータ回転速度検出装置２２４等が接続されるとともに、増圧リニアバルブ１５０〜１５３，減圧リニアバルブ１６０〜１６３，マスタ遮断弁２９，３０、シミュレータ制御弁１８４のソレノイドが図示しない駆動回路を介して接続されるとともに、電動モータ制御回路８０の半導体スイッチ８６、メカニカルスイッチ８８が接続される。電動モータ回転速度検出装置２２４は、抵抗９１を含むものであり、温度センサ２２２は、半導体スイッチ８６の状態を検出する半導体スイッチ状態検出装置の一態様である。
記憶部には、図４のフローチャートで表される電動モータ制御プログラム等が格納される。
【００２７】
通常制動時には、マスタ遮断弁２９，３０が閉状態とされることによりブレーキシリンダ２０〜２３がマスタシリンダ１２から遮断されて、ポンプ装置１４の液圧によりブレーキ１６〜１９が作動させられる。ブレーキシリンダ２０〜２３の液圧は、液圧制御弁装置３８の制御により制御される。
ポンプ装置１４において、電動モータ５８が、アキュムレータ７０に蓄えられる液圧が設定範囲内にあるように制御される。アキュムレータ７０に蓄えられる液圧は、液圧源液圧センサ２２０によって検出される。
ストロークセンサ２１１によって検出される操作ストローク、マスタ圧センサ２１４によって検出されたマスタ圧等に基づいて運転者の要求制動力が求められ、要求制動力が得られるようにブレーキシリンダ液圧の目標液圧が決定される。実際のブレーキシリンダ液圧が目標液圧と同じになるように、各増圧リニアバルブ１５０〜１５３，減圧リニアバルブ１６０〜１６３のソレノイドへの供給電流が制御される。
【００２８】
また、車輪速センサ２１８によって検出された車輪速度等に基づいて各車輪の制動スリップ状態が求められ、制動スリップが大きいことが検出された場合には、アンチロック制御が行われる。アンチロック制御においては、各車輪の制動スリップが路面の摩擦係数に対して適正な大きさになるように、各ブレーキシリンダの液圧が、アンチロック制御プログラムの実行に従って、液圧制御弁装置３８の制御により別個独立に制御される。
【００２９】
電動モータ５８は、アキュムレータ７０の圧力が設定範囲の下限値以下になった場合に始動させられ、設定範囲の上限値に達した場合に停止させられる。
電動モータ５８は、原則として、回転速度が、車両毎に予め決められ、設計上作動音を小さくし得る目標回転速度に近づくように、メカニカルスイッチ８８の連続ＯＦＦ状態において半導体スイッチ８６のデューティ制御によって制御される（第１状態）。しかし、半導体スイッチ８６は、デューティ制御におけるＯＮ・ＯＦＦの切り換えにより発熱する。
そこで、半導体スイッチ８６が過熱状態にある場合あるいは過熱状態となるおそれがあり、異常であると推定された場合には、半導体スイッチ８６が連続ＯＮ状態とされたり（第２状態）、半導体スイッチ８６が連続ＯＦＦ状態とされるとともにメカニカルスイッチ８８がＯＮ状態とされたり（第３状態）する。半導体スイッチ８６が連続ＯＮ状態とされれば、デューティ制御においてＯＮ・ＯＦＦが切り換えられる場合より発熱が抑制されるのである。
本実施形態においては、半導体スイッチ８６の温度が第１設定温度以上である場合は、第１設定温度より低く第２設定温度以上である場合より異常のレベルが高く、半導体スイッチ８６の発熱を抑制する必要性が高いとされる。そのため、異常のレベルが高い（本実施例において異常レベル１とする）場合は第３状態とされ、異常のレベルが低い（本実施例において異常レベル２とする）の場合は第２状態とされる。
【００３０】
図４のフローチャートで表される電動モータ制御プログラムは予め定められた設定時間毎に実行される。
ステップ１（以下、Ｓ１と略称する。他のステップについても同様とする）において、電動モータの作動要求があるか否かが判定される。上述のように、アキュムレータ圧に基づいて作動要求の有無が決められるのである。作動要求がある場合には、Ｓ２において、半導体スイッチ８６の温度が検出され、Ｓ３において、第１設定温度以上であるか否か、Ｓ４において、第１設定温度より低く第２設定温度以上であるか否かが判定される。
半導体スイッチ８６の温度が第２設定温度より低く、正常である場合には、第１状態とされる。Ｓ５においてメカニカルスイッチ８８が連続ＯＦＦ状態とされて、Ｓ６において、電動モータ５８の実際の回転速度が検出され、Ｓ７において、実際の回転速度が目標回転速度に近づくように半導体スイッチ８６がデューティ制御される。
【００３１】
それに対して、半導体スイッチ８６の温度が第２設定温度以上で第１設定温度より低い場合には、Ｓ４の判定がＹＥＳとなって、Ｓ８において、メカニカルスイッチ８８が連続ＯＦＦ状態とされ、半導体スイッチ８６が連続ＯＮ状態とされる（第２状態）。
半導体スイッチ８６の温度が第１設定温度以上の場合には、Ｓ３の判定がＹＥＳとなって、Ｓ９において、半導体スイッチ８６が連続ＯＦＦ状態とされ、メカニカルスイッチ８８が連続ＯＮ状態とされる（第３状態）。
また、作動要求がない場合には、Ｓ１０において、半導体スイッチ８６もメカニカルスイッチ８８もＯＦＦとされる。
【００３２】
このように、本実施形態においては、半導体スイッチ８６の温度に基づいて半導体スイッチ８６が制御される。半導体スイッチ８６の温度がそれほど高くなく、異常のレベルが低い場合は連続ＯＮ状態とされ、温度が高く、異常のレベルが高い場合は連続ＯＦＦ状態とされる。それによって、半導体スイッチ８６の発熱を抑制することができる。また、半導体スイッチについて自己診断装置が設けられ、温度が設定温度以上になると作動が禁止されるようにされる場合があるが、本実施形態における電動モータ制御装置によれば、半導体スイッチ８６の発熱が抑制されるため、作動が禁止されることが回避される。さらに、電動モータ５８の回転速度が、車両毎に設計上予め定められた作動音を小さくし得る目標回転速度となるように制御されるため、電動モータ５８の作動音を小さくすることができる。
以上のように、本実施形態においては、ブレーキＥＣＵ２００の図４のフローチャートで表される電動モータ制御プログラムのＳ５，７〜９を記憶する部分、実行する部分等によりスイッチ制御部が構成される。スイッチ制御部は半導体スイッチ状態依拠制御部でもある。
【００３３】
なお、上記実施形態においては、半導体スイッチ８６の温度を検出する温度センサ２２２が設けられていたが、温度センサ２２２を設けることは不可欠ではない。電動モータ５８の作動状態に基づいて半導体スイッチ８６が過熱状態にあるか否かが推定されて、それに基づいて制御されるようにすることができる。
本実施形態においては、電動モータ５８が、半導体スイッチ８６の制御により作動状態にある作動時間（低速回転用回路９２によって駆動される時間）の、電動モータ５８が半導体スイッチ８６の制御により作動状態にない非作動時間（半導体スイッチ８６の連続ＯＦＦ状態の時間であり、電動モータ５８の停止時間とメカニカルスイッチ８８がＯＮ状態にある時間とを含む）に対する比率である作動時間比が取得される。メカニカルスイッチ８８がＯＮ状態とされる時間はそれほど長くないため、本実施形態においては、非作動時間であると考えることとした。
そして、作動時間比が第１設定値以上である場合に第３状態とされ、第１設定値より低く第２設定値以上である場合に第２状態とされる。作動時間比が大きい場合は、半導体スイッチ８６の温度が高く、発熱を抑制する必要性が高いからである。
また、第３状態において、直前の非作動時間が第１設定時間以上の場合に第１状態とされ、第２状態において、直前の非作動時間が第１設定時間より短い第２設定時間以上の場合に第１状態とされる。非作動時間が長くなれば、半導体スイッチ８６の温度が低くなったと推定することができるため、第１状態においてデューティ制御が行われるようにしても差し支えないからである。
【００３４】
本実施形態においては、図５のフローチャートで表される電動モータ制御プログラムが実行される。作動要求がある場合には、Ｓ２２において、作動時間比γが取得される。作動時間比γは、後述するが、図６のフローチャートで表される作動時間比取得プログラムの実行に従って取得される。作動時間比取得プログラムの実行においては、直前の半導体スイッチの非作動時間Ｔoff(n)も取得される。
次に、Ｓ２３，２４において、作動時間比γが第１設定値γ1以上である（例えば、異常レベル１とすることができる）か否か、第１設定値γ1より小さく第２設定値γ2以上である（例えば、異常レベル２とすることができる）か否かが判定される。
第２設定値γ2より小さい場合には、Ｓ５〜７において、前述の場合と同様に、半導体スイッチ８６のデューティ制御が行われる。
第１設定値γ1より小さく第２設定値γ2以上である場合には、Ｓ２４の判定がＹＥＳとなって、Ｓ２５において、直前の半導体スイッチ８６の非作動時間Ｔoff(n)が第２設定時間Ts2以上であるか否かが判定される。直前の非作動時間Ｔoff(n)が第２設定時間Ｔs2より短い場合には、Ｓ８において第２状態とされるが、第２設定時間Ｔs2以上の場合はＳ５〜７において半導体スイッチ８６のデューティ制御が行われる。
作動時間比γが第１設定値γ1以上である場合には、Ｓ２３の判定がＹＥＳとなって、Ｓ２７において直前の半導体スイッチの非作動時間Ｔoff(n)が第１設定時間Ｔs1以上であるか否かが判定される。第１設定時間Ｔs1より短い場合はＳ９において第３状態とされ、第１設定時間Ｔs1以上の場合はＳ５〜７において半導体スイッチ８６のデューティ制御が行われる。
【００３５】
作動時間比等取得プログラムは予め定められた設定時間毎に実行される。本実施形態においては、作動時間比が、一回のブレーキ作動毎に取得され、その一回（一連）のブレーキ作動が終了した場合に各データの初期化が行われる。
Ｓ４１において、半導体スイッチ８６がデューティ制御（デューティ比が１の状態を含む）された状態にあるか否かが判定される。半導体スイッチ８６がデューティ制御されている場合は、半導体スイッチ８６の制御により電動モータ５８が制御される場合であり、半導体スイッチ８６が連続ＯＦＦ状態にある場合は、電動モータ５８が停止状態にある場合か高速回転用回路９２により駆動される場合である。
半導体スイッチ８６が連続ＯＦＦ状態にある場合には、Ｓ４１の判定がＮＯとなって、Ｓ４２〜４４において非作動時間が取得され、デューティ制御される状態にある場合には、Ｓ４１の判定がＹＥＳとなって、Ｓ４５〜４８において作動時間が取得され、作動時間比γが取得される。
【００３６】
半導体スイッチ８６が連続ＯＦＦ状態にある場合には、Ｓ４２において、前回の本プログラムの実行時に、Ｓ４１の判定がＹＥＳであったか否か、換言すれば、前回の実行時には半導体スイッチ８６がデューティ制御されていて、今回初めて連続ＯＦＦ状態とされたか否かが判定される。実行されたのが最初である場合には、Ｓ４３においてカウンタｎが１増加させられ、Ｓ４４において非作動時間が計測される。カウンタｎを設けたのは、非作動状態が継続する時間を、それぞれ、計測するためである。非作動時間Ｔoff(n)は、Ｓ４１の判定が連続してＮＯとなる時間である。
それに対して、半導体スイッチ８６がデューティ制御される場合には、Ｓ４５において、最初であるか否かが判定される。上述の場合と同様に、前回本プログラムが実行された場合に、半導体スイッチ８６が連続ＯＦＦ状態にあり、今回初めてデューティ制御が実行されたか否かが判定されるのである。最初である場合には、Ｓ４６において、それまでの非作動時間Ｔoff(n)の総和が求められ、Ｓ４７において、作動時間Ｔonが計測される。作動時間Ｔonは、今回、ブレーキが始動させられてからの電動モータ５８の作動時間である。そして、Ｓ４８において、作動時間Ｔonを非作動時間の和ΣＴoff(n)で割ることによって作動時間比γが求められるのである。
【００３７】
本実施形態においては、モータ作動時間比に基づいて半導体スイッチ８６の温度が推定され、それに基づいて、半導体スイッチ８６，メカニカルスイッチ８８が制御される。それによって、温度センサが設けられていなくても、半導体スイッチ８６の温度の状態を取得することができ、半導体スイッチ８６の発熱を抑制することができる。
以上のように、本実施形態においては、ブレーキＥＣＵ２００の図５のフローチャートで表される電動モータ制御プログラムのＳ５，７〜９を記憶する部分、実行する部分等によりスイッチ制御部が構成される。スイッチ制御部はモータ作動時間比依拠制御部でもある。また、ブレーキＥＣＵ２００の図６のフローチャートで表されるモータ作動時間比取得プログラムを記憶する部分、実行する部分等により、作動時間比取得装置が構成される。
【００３８】
また、上記実施形態においては、電動モータ作動時間比が半導体スイッチ作動時間比に対応する値として取得されるようにされていたが、メカニカルスイッチ８８の制御によって制御される時間を作動時間に加えることもできる。
さらに、電動モータの作動時間比は、イグニッションスイッチがＯＦＦ状態からＯＮ状態に切り換えられてからの作動時間、非作動時間に基づいて取得されるようにすることもできる。
また、半導体スイッチ８６のデューティ制御時間の非デューティ制御時間に対する比率に基づいて制御されるようにしたり、半導体スイッチ８６についてデューティ比が０より大きく１より小さい範囲内でデューティ制御される時間に対するデューティ比が０または１である時間に対する比率に基づいて制御されるようにしたりすることができる。
さらに、半導体スイッチ８６のデューティ制御は、アキュムレータ７０の実際の液圧と目標設定範囲との差に基づいて行われるようにすることができる。例えば、実際のアキュムレータ圧が目標設定範囲の下限値より設定値以上低下している場合には、そうでない場合より、電動モータ５８の回転速度が大きくなるようにデューティ制御されるようにするのである。このようにすれば、アキュムレータ圧を速やかに目標設定範囲内にすることができる。
また、上記実施形態においては、高速回転用スイッチがメカニカルスイッチであったが、半導体スイッチとすることもできる。
さらに、本発明に係る電動モータ制御装置は、液圧ブレーキ装置の液圧源装置の電動モータ制御装置に限らず、電動式の摩擦ブレーキを作動させる電動モータの制御に適用したり、ワイパーモータの制御に適用したりすることもできる。
【００３９】
本発明は、前述に記載の態様の他、当業者の知識に基づいて種々の変更、改良を施した態様で実施することができる。
【図面の簡単な説明】
【００４０】
【図１】本発明の一実施形態である液圧ブレーキ装置の回路図である。この液圧ブレーキ装置には、本発明の一実施形態である電動モータ制御装置が含まれる。
【図２】上記電動モータ制御装置の回路図である。
【図３】上記電動モータ制御装置における電動モータの特性を示す図である。
【図４】上記電動モータ制御装置の記憶部に記憶された電動モータ制御プログラムを表すフローチャートである。
【図５】本発明の別の一実施形態である電動モータ制御装置の記憶部に記憶された電動モータ制御プログラムを表すフローチャートである。
【図６】上記電動モータ制御装置の記憶部に記憶されたモータ作動時間比取得プログラムを表すフローチャートである。
【符号の説明】
【００４１】
５８：電動モータ  ８６：半導体スイッチ  ８８：メカニカルスイッチ  ２００：ブレーキＥＣＵ  ２２２：温度センサ  ２２４：電動モータ回転速度検出装置
【図１】
2005219615.tif 000003
【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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