特許 6611911 モータ制御装置及び車両用ブレーキ液圧制御装置

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】6611911

(24)【登録日】2019年11月8日

(45)【発行日】2019年11月27日

(54)【発明の名称】モータ制御装置及び車両用ブレーキ液圧制御装置

(51)【国際特許分類】

   H02P 7/29 20160101AFI20191118BHJP

   B60T 8/48 20060101ALI20191118BHJP

【ＦＩ】

   H02P7/29 E

   B60T8/48

【請求項の数】2

【全頁数】8

(21)【出願番号】特願2018-508828(P2018-508828)

(86)(22)【出願日】2017年2月28日

(86)【国際出願番号】JP2017007925

(87)【国際公開番号】WO2017169474

(87)【国際公開日】20171005

【審査請求日】2018年8月22日

(31)【優先権主張番号】特願2016-73541(P2016-73541)

(32)【優先日】2016年3月31日

(33)【優先権主張国】JP

(73)【特許権者】

【識別番号】000226677

【氏名又は名称】日信工業株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】100067356

【弁理士】

【氏名又は名称】下田 容一郎

(74)【代理人】

【識別番号】100160004

【弁理士】

【氏名又は名称】下田 憲雅

(74)【代理人】

【識別番号】100120558

【弁理士】

【氏名又は名称】住吉 勝彦

(74)【代理人】

【識別番号】100148909

【弁理士】

【氏名又は名称】瀧澤 匡則

(72)【発明者】

【氏名】小菅 真太郎

【審査官】 田村 惠里加

(56)【参考文献】

【文献】 特開２００５−０９６６１３（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００６−２５６４１３（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００１−２２５７３４（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ｈ０２Ｐ ４／００，７／００，７／０３−７／３４７，

２１／００−２５／０３，２５／０４，

２５／０８−３１／００

Ｂ６０Ｔ ８／４８

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

モータのＯＮ／ＯＦＦ制御を行う駆動制御部と、モータの端子間電圧を取得する電圧取得部と、を備えたモータ制御装置であって、
前記駆動制御部は、
前記モータのモータ駆動信号がＯＦＦであるときに、前記電圧取得部によって取得された前記端子間電圧が低下して目標電圧に達した際に、前記モータ駆動信号をＯＦＦにしてから前記目標電圧に達するまでのＯＦＦ時間に基づき直後のＯＮ時間を設定するとともに前記モータ駆動信号をＯＦＦからＯＮに切り替え、
前記モータ駆動信号をＯＦＦからＯＮに切り替えてから前記ＯＮ時間経過後に、前記モータ駆動信号をＯＮからＯＦＦに切り替え、
前記ＯＦＦ時間が長くなるにつれ、直後のＯＮ時間を前記ＯＦＦ時間が短い場合よりも短くするとともに、前記ＯＦＦ時間と直後のＯＮ時間の１周期相当の合計時間は、前記ＯＦＦ時間が短い場合よりも長くなるように設定することを特徴とするモータ制御装置。

【請求項2】

液圧回路が形成された基体と、
前記基体に取り付けられたモータと、
前記モータを制御する、請求項１に記載のモータ制御装置と、
前記液圧回路を制御する制御弁手段とを備えていることを特徴とする車両用ブレーキ液圧制御装置。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、モータ制御装置及び車両用ブレーキ液圧制御装置に関する。

【背景技術】

【0002】

従来からパルス幅を変調するＰＷＭ（ＰｕｌｓｅＷｉｄｔｈＭｏｄｕｌａｔｉｏｎ）信号を用いたモータ制御が知られている（例えば、特許文献１（図３）参照）。

【0003】

特許文献１では、モータへ給電する際に、全操作過程（全操作時間ＴａｎｓｔＭａｘ）と、ＰＷＭ信号によるサイクル操作過程（周期ＴＴａｋｔ）とによって電圧制御が行われている。

【0004】

ところで、ＰＷＭ制御では、例えば高周波数での低回転数制御時に、ＯＮ／ＯＦＦの切り替えが早くなる上、損失量が大きくなりＦＥＴ（ＦＥＴ：ＦｉｅｌｄＥｆｆｅｃｔＴｒａｎｓｉｓｔｏｒ）にかかる負荷が大きくなる等の要因で発熱が大きくなる虞がある。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0005】

【特許文献1】特表２００２−５０６４０６号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0006】

本発明は、発熱を抑えつつ、モータの低回転数制御が可能な技術が付与されているモータ制御装置及び車両用ブレーキ液圧制御装置を提供することを課題とする。

【課題を解決するための手段】

【0007】

請求項１に係る発明は、モータのＯＮ／ＯＦＦ制御を行う駆動制御部と、モータの端子間電圧を取得する電圧取得部と、を備えたモータ制御装置であって、前記駆動制御部は、前記モータのモータ駆動信号がＯＦＦであるときに、前記電圧取得部によって取得された前記端子間電圧が低下して目標電圧に達した際に、前記モータ駆動信号をＯＦＦにしてから前記目標電圧に達するまでのＯＦＦ時間に基づき直後のＯＮ時間を設定するとともに前記モータ駆動信号をＯＦＦからＯＮに切り替え、前記モータ駆動信号をＯＦＦからＯＮに切り替えてから前記ＯＮ時間経過後に、前記モータ駆動信号をＯＮからＯＦＦに切り替え、前記ＯＦＦ時間が長くなるにつれ、直後のＯＮ時間を前記ＯＦＦ時間が短い場合よりも短くするとともに、前記ＯＦＦ時間と直後のＯＮ時間の１周期相当の合計時間は、前記ＯＦＦ時間が短い場合よりも長くなるように設定することを特徴とする。

【0009】

請求項２に係る発明は、液圧回路が形成された基体と、前記基体に取り付けられたモータと、前記モータを制御する、請求項１に記載のモータ制御装置と、前記液圧回路を制御する制御弁手段とを備えていることを特徴とする。

【発明の効果】

【0010】

請求項１に係る発明では、駆動制御部は、電圧取得部によって取得された端子間電圧が低下して目標電圧に達した際に、モータ駆動信号をＯＦＦにしてから目標電圧に達するまでのＯＦＦ時間に基づき直後のＯＮ時間を設定するとともにモータ駆動信号をＯＦＦからＯＮに切り替え、ＯＮ時間経過後にモータ駆動信号をＯＦＦに切り替える。従来技術のようなサイクル制御（ＰＷＭ制御）ではなく、モータの端子間電圧が低下した際の目標電圧と、例えば時間設定マップを参照しての直前のＯＦＦ時間に基づくＯＮ時間とによって、ＯＮ／ＯＦＦ制御を行う。このため、発熱を抑えつつ、モータの低回転数制御を行うことができる。

【0011】

加えて、請求項１に係る発明では、ＯＦＦ時間が長くなるにつれ、直後のＯＮ時間を短くするとともに、ＯＦＦ時間と直後のＯＮ時間の１周期相当の合計時間は、ＯＦＦ時間が短い場合よりも長くなる。このため、例えばモータが低回転になるほどＯＦＦ時間を長く且つＯＮ時間を短くし、ＯＦＦ時間と直後のＯＮ時間の１周期相当の合計時間を長くすることから、モータ回転数に応じた適切な駆動時間でのモータ駆動を行うことができる。

【0012】

請求項２に係る発明では、液圧回路が形成された基体と、基体に取り付けられたモータと、モータを制御するモータ制御装置と、液圧回路を制御する制御弁手段とを備えている。このため、車両用ブレーキ液圧制御装置において、モータ及びモータによって駆動されるポンプの作動音や振動を小さくし、商品性を向上することができる。加えて、例えば液圧制御中において、ポンプ吐出側の液圧が高い場合には、液圧が低い場合と比べてモータへの負荷が大きく、駆動信号をＯＮからＯＦＦに切り替えた後の端子間電圧の低下も早くなることから、ＯＦＦ時間が短くなるが、ＯＦＦ時間が短いと直後のＯＮ時間は長く設定されるので、ＯＮに切り替えた後でモータ回転数を十分に上げることができ、液圧に応じた適切なモータ駆動を行うことができる。

【図面の簡単な説明】

【0013】

【図1】本発明に係る車両用ブレーキ液圧制御装置の液圧回路図である。

【図2】モータの端子間電圧と時間の相間図である。

【図3】ＯＦＦ時間に基づくＯＮ時間の時間設定マップを説明する図である。

【図4】モータ電圧制御フロー図である。

【発明を実施するための形態】

【0014】

本発明の実施の形態を添付図に基づいて以下に説明する。

【実施例】

【0015】

図１に示すように、車両用ブレーキ液圧制御装置１０は、油路（ブレーキ液路）や各種部品が設けられた液圧ユニット５０と、液圧ユニット５０内の各種部品を制御する制御装置３０（本発明のモータ制御装置）とを主に備えている。液圧ユニット５０は、液圧源であるマスタシリンダ１２、２２と、前輪ブレーキ１４、２４との間に配置される。
液圧ユニット５０は、ブレーキレバー１１の操作に応じて作動液を加圧し液圧を発生する第１マスタシリンダ１２と、前輪ブレーキ１４側から逃がされた作動液を一時的に貯留する第１リザーバ１３と、第１マスタシリンダ１２から前輪ブレーキ１４への液圧路に設けられる常開型電磁弁である第１入口制御弁１５及び常閉型電磁弁である第１出口制御弁１６（本発明の制御弁手段）と、第１リザーバ１３に貯留された作動液を吸入して第１マスタシリンダ１２側に戻す第１ポンプ１７とを備えている。

【0016】

また、液圧ユニット５０は、ブレーキペダル２１の操作に応じて作動液を加圧し液圧を発生する第２マスタシリンダ２２と、後輪ブレーキ２４側から逃がされた作動液を一時的に貯留する第２リザーバ２３と、第２マスタシリンダ２２から後輪ブレーキ２４への液圧路に設けられる常開型電磁弁である第２入口制御弁２５及び常閉型電磁弁である第２出口制御弁２６（本発明の制御弁手段）と、第２リザーバ２３に貯留された作動液を吸入して第２マスタシリンダ２２側に戻す第２ポンプ２７と、第１・第２ポンプ１７、２７を駆動するモータ２８とを備えている。

【0017】

さらに、車両用ブレーキ液圧制御装置１０は、第１・第２入口制御弁１５、２５と第１・第２出口制御弁１６、２６の開閉制御をなす駆動制御部３２と、モータの端子間電圧を取得する電圧取得部３３とを備えている。駆動制御部３２及び電圧取得部３３は、制御装置３０（詳細後述）を構成する。

【0018】

上記の構成を有する液圧回路２０ａは、基体２０に形成されている。モータ２８は、基体２０に取り付けられている。制御装置３０によって、液圧回路２０ａの弁１５、１６、２５、２６が制御される。

【0019】

次に、車両用ブレーキ液圧制御装置１０の作用を説明する。なお、ブレーキレバー１１から前輪ブレーキ１４までの第１系統と、ブレーキペダル２１から後輪ブレーキ２４までの第２系統とは、作用が同じであるため、第１系統のみを説明する。

【0020】

まず、通常ブレーキ時及びアンチロックブレーキシステム（以下、ＡＢＳという）制御時の基本的な動作を説明する。車両用ブレーキ液圧制御装置１０は、通常ブレーキ時の通常状態と、ＡＢＳ制御時の減圧状態、保持状態、増圧状態と、を切り替える機能を有する。

【0021】

通常ブレーキ時；通常状態（すなわち、第１入口制御弁１５及び第１出口制御弁１６に対して電流が供給されていない状態）は、マスタシリンダ１２と前輪ブレーキ１４を連通する（第１入口制御弁１５が開）とともに、前輪ブレーキ１４とリザーバ１３の間を遮断する（第１出口制御弁１６が閉）状態である。操作子１１を操作すると、マスタシリンダ１２からの作動液圧が第１入口制御弁１５を経由して前輪ブレーキ１４に作用し、車輪が制動される。

【0022】

ＡＢＳ制御時；車輪がロックしそうになった時に、制御装置３０によって、減圧状態、保持状態、増圧状態が切り替えられることにより、ＡＢＳ制御が実行される。
ＡＢＳ制御時の減圧状態は、第１入口制御弁１５及び第２出口制御弁１６に対して電流を流して、マスタシリンダ１２と前輪ブレーキ１４の間を遮断する（第１入口制御弁１５が閉）とともに、前輪ブレーキ１４とリザーバ１３を連通する（第１出口制御弁１６が開）状態である。前輪ブレーキ１４に通じる作動液が、第１出口制御弁１６を通ってリザーバ１３に逃がされ、前輪ブレーキ１４に作用している作動液圧が減圧される。

【0023】

ＡＢＳ制御時の保持状態は、第１入口制御弁１５にのみ電流を流して、マスタシリンダ１２と前輪ブレーキ１４の間、前輪ブレーキ１４とリザーバ１３の間をそれぞれ遮断する（第１入口制御弁１５及び第１出口制御弁１６が閉）状態である。前輪ブレーキ１４、第１入口制御弁１５及び第１出口制御弁１６で閉じられた流路内に作動液が閉じ込められ、車輪ブレーキに作用している作動液圧が一定に保たれる。

【0024】

ＡＢＳ制御時の増圧状態は、第１入口制御弁１５及び第１出口制御弁１６への電流供給を停止して、マスタシリンダ１２と前輪ブレーキ１４との間を連通しつつ（第１入口制御弁１５が開）、前輪ブレーキ１４とリザーバ１３の間を遮断する（第１出口制御弁１６が閉）状態である。
これにより、第１マスタシリンダ１２からの作動液圧によって前輪ブレーキ１４の液圧が増圧される。また、ＡＢＳ制御時は、制御装置３０がモータ２８を駆動することで第１ポンプ１７を作動させる。これによって、第１リザーバ１３に一時的に貯留された作動液を第１マスタシリンダ１２側に戻すようになっている。

【0025】

次に、制御装置３０のブロック図について説明する。
制御装置３０は、第１・第２入口制御弁１５、２５の開閉制御を行うとともにモータ２８のＯＮ／ＯＦＦ制御を実行する駆動制御部３２と、モータ２８の端子間電圧を取得する電圧取得部３３とを備えている。

【0026】

次に、制御装置３０のモータ駆動制御について説明する。
図２は制御装置３０のモータ駆動制御の概要を示している。モータ２８を給電されているＯＮ状態からＯＦＦに切り替えると（時刻ｔ１）、モータ２８の端子間電圧ＶＭが徐々に低下する。時刻ｔ２で、端子間電圧ＶＭ目標電圧ＶＴに達すると、直前のＯＦＦ時間Ｔｏｆｆ１に基づきＯＮ時間Ｔｏｎ１を設定するとともにモータ駆動信号をＯＦＦからＯＮに切り替える。例えば目標電圧ＶＴは、目標回転数から決定される。

【0027】

その後、ＯＮ時間Ｔｏｎ１経過後の時刻ｔ３で、モータ駆動信号をＯＮからＯＦＦに切り替えると、再びモータ２８の端子間電圧ＶＭが徐々に低下する。そして、Ｔｏｆｆ２経過後の時刻ｔ４で、端子間電圧ＶＭが目標電圧ＶＴに達する。尚、外部環境の変化等に応じて、端子間電圧ＶＭの低下速度（すなわちＯＦＦ時間）は変化し、ここでは、Ｔｏｆｆ１＜Ｔｏｆｆ２であるものとする。時刻ｔ４で、この直前のＯＦＦ時間Ｔｏｆｆ２に基づき直後のＯＮ時間Ｔｏｎ２を設定するとともにモータ駆動信号をＯＦＦからＯＮに切り替える。その後、ＯＮ時間Ｔｏｎ２経過後の時刻ｔ５で、モータ駆動信号をＯＮからＯＦＦに切り替える。

【0028】

次に、ＯＦＦ時間に基づくＯＮ時間の時間設定マップを説明する。
図３は、時間設定マップＭＰの一例であり、ＯＦＦ時間Ｔｏｆｆが長く（大きく）なるほど、ＯＮ時間Ｔｏｎが短くなるように決められている。より詳しくは、ＯＦＦ時間が０からＴｏｆｆＡまでは、ＯＦＦ時間が長く（大きく）なるほど、ＯＮ時間Ｔｏｎが短くなるようになっている。また、ＯＦＦ時間がＴｏｆｆＡ以上の場合には、ＯＮ時間Ｔｏｎが一定値ＴｏｎＡとなるように決められている。

【0029】

さらに、ＯＦＦ時間Ｔｏｆｆが長くなるにつれ、ＯＦＦ時間Ｔｏｆｆと直後のＯＮ時間Ｔｏｎの合計である１周期相当の時間は、ＯＦＦ時間Ｔｏｆｆが短い場合よりも長くなるように設定する。

【0030】

このような時間設定マップであれば、マスタシリンダ１２が低圧であっても、最低限のＯＮ時間を確保する。例えば液圧制御中において、ポンプ吐出側の液圧が高い場合には、液圧が低い場合と比べてモータへの負荷が大きく、駆動信号をＯＮからＯＦＦに切り替えた後の端子間電圧の低下も早くなることから、ＯＦＦ時間が短くなるが、ＯＦＦ時間が短いと直後のＯＮ時間は長く設定されるので、ＯＮに切り替えた後でモータ回転数を十分に上げることができ、液圧に応じた適切なモータ駆動を行うことができる。

【0031】

以上に述べた車両用ブレーキ液圧制御装置１０の制御をフロー図に基づいて以下に説明する。例えば、液圧制御中に、モータ駆動条件を満たすと、モータ駆動を開始し、図４に示すような処理を実行する。
図４に示すように、駆動制御部３２は、モータ２８のモータ駆動信号がＯＦＦであるか否かを確認する（ＳＴＥＰ（以下ＳＴと記す）０１）。例えば、モータ駆動開始直後は、一定時間ＯＮにした後、ＯＦＦに切り替えるようになっている。モータ駆動信号がＯＦＦであれば（ＹＥＳ）、駆動制御部３２は電圧取得部３３によって取得された端子間電圧が低下して目標電圧に達したか否かを確認する（ＳＴ０２）。モータ駆動信号がＯＦＦでなければ（ＮＯ）、ＯＦＦであるか否かを確認し続ける。

【0032】

ＳＴ０２で端子間電圧が低下し目標電圧に達すれば（ＹＥＳ）、モータ駆動信号をＯＦＦにしてから目標電圧ＶＴに達するまでの時間（直前のＯＦＦ時間Ｔｏｆｆ）を取得し、図３に示した時間設定マップＭＰから直前のＯＦＦ時間Ｔｏｆｆに基づきＯＮ時間Ｔｏｎを設定し（ＳＴ０３）、これとともにモータ駆動信号をＯＦＦからＯＮに切り替える（ＳＴ０４）。さらに、モータ駆動信号をＯＦＦからＯＮに切り替えてからＯＮ時間経過後に、モータ駆動信号をＯＮからＯＦＦに切り替える（ＳＴ０５）。

【0033】

上記の制御は、従来技術のようなサイクル制御（ＰＷＭ制御）ではなく、モータ２８の端子間電圧が低下した際の目標電圧と、駆動制御部３２に格納された時間設定マップを参照しての直前のＯＦＦ時間Ｔｏｆｆに基づくＯＮ時間Ｔｏｎとによって、モータ駆動信号のＯＮ／ＯＦＦ制御を行う。換言すると、端子間電圧の下限値（目標電圧）を検出し、直前のＯＦＦ時間Ｔｏｆｆに基づくＯＮ時間Ｔｏｎを設定するので、発熱を極力抑えつつ、モータの低回転数制御を行うことができる。

【0034】

加えて、上記の制御を行う制御装置３０を搭載した車両用ブレーキ液圧制御装置１０において、モータ２８及びモータ２８によって駆動されるポンプ１７、２７の作動音や振動を小さくし、商品性を向上することができる。さらに、例えば液圧制御中において、ポンプ吐出側の液圧が高い場合には、液圧が低い場合と比べてモータへの負荷が大きく、駆動信号をＯＮからＯＦＦに切り替えた後の端子間電圧の低下も早くなることから、ＯＦＦ時間が短くなるが、ＯＦＦ時間が短いと直後のＯＮ時間は長く設定されるので、ＯＮに切り替えた後でモータ回転数を十分に上げることができ、液圧に応じた適切なモータ駆動を行うことができる。

【0035】

尚、実施例では、車両用ブレーキ液圧制御装置を自動二輪車に適用した例について説明したが、車両用ブレーキ液圧制御装置が搭載される車両はこれに限定されない。

【産業上の利用可能性】

【0036】

本発明は、二輪車に搭載されるブレーキ液圧制御装置に好適である。

【符号の説明】

【0037】

１０…車両用ブレーキ液圧制御装置、１５…第１入口制御弁、１６…第１出口制御弁、２０…基体、２０ａ…液圧回路、２５…第２入口制御弁、２６…第２出口制御弁、２８…モータ、３０…制御装置、３１…モータリレー（ＦＥＴ）、３２…駆動制御部、３３…電圧取得部。

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】