特許 7400306 直流モータ制御装置

(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】

(24)【登録日】2023-12-11

(45)【発行日】2023-12-19

(54)【発明の名称】直流モータ制御装置

(51)【国際特許分類】

   H02P 7/29 20160101AFI20231212BHJP

   H02P 29/62 20160101ALI20231212BHJP

【ＦＩ】

H02P7/29 G

H02P29/62

【請求項の数】 4

(21)【出願番号】P 2019179162

(22)【出願日】2019-09-30

(65)【公開番号】P2021057984

(43)【公開日】2021-04-08

【審査請求日】2022-08-30

(73)【特許権者】

【識別番号】301065892

【氏名又は名称】株式会社アドヴィックス

(74)【代理人】

【識別番号】100105957

【弁理士】

【氏名又は名称】恩田 誠

(74)【代理人】

【識別番号】100068755

【弁理士】

【氏名又は名称】恩田 博宣

(72)【発明者】

【氏名】飯田 崇史

(72)【発明者】

【氏名】内藤 政行

【審査官】池田 貴俊

(56)【参考文献】

【文献】特開２００６－２３００４９（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開平０９－０７０１９５（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１７－１５８３２４（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２００９－１３１１２８（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開平１１－０６９８６７（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０００－３５０４８６（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１４－２２０９５７（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ｈ０２Ｐ ７／２９

Ｈ０２Ｐ ２９／６２

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

パルス幅変調制御により直流モータを駆動する直流モータ制御装置において、
前記パルス幅変調制御における前記直流モータの駆動信号のスイッチング周波数を同直流モータの駆動周波数とし、前記直流モータの電圧値及び電流値のうちの少なくとも一方を同直流モータの電気状態量としたとき、
第１周波数から同第１周波数とは異なる第２周波数に前記駆動周波数を切り替えた状態で前記電気状態量を取得した後、前記第２周波数とは異なる周波数に前記駆動周波数を切り替える取得部と、
前記取得部が取得した前記電気状態量に基づいて前記直流モータの回転数を導出する導出部と、
を備えており、かつ前記第２周波数は、前記駆動周波数を前記第１周波数とした状態で前記電気状態量を取得する場合よりも同電気状態量の取得精度が高くなる駆動周波数であり、
前記取得部は、前記電気状態量の取得を既定の周期毎に繰り返すものであって、
前記第２周波数は前記第１周波数よりも高い周波数とされており、かつ前記取得部は、前記直流モータの温度が高いときには、同温度が低いときよりも前記既定の周期を長くする直流モータ制御装置。

【請求項2】

前記第２周波数は前記第１周波数よりも高い周波数とされており、かつ前記取得部は、前記直流モータの温度が高いときには、同温度が低いときよりも、前記電気状態量の取得に際して前記駆動周波数を前記第２周波数に維持する期間を短くする請求項１に記載の直流モータ制御装置。

【請求項3】

前記取得部は、前記直流モータの回転数の指示値である指示回転数の切替えに応じて前記電気状態量の取得を実行する請求項１又は請求項２に記載の直流モータ制御装置。

【請求項4】

前記直流モータは、車両の制動装置のブレーキ液を吐出するポンプを駆動するモータである請求項１～請求項３のいずれか１項に記載の直流モータ制御装置。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、直流モータの供給電力をパルス幅変調により制御する直流モータ制御装置に関する。

【背景技術】

【0002】

特許文献１には、車両の制動装置においてブレーキ液を吐出するポンプを駆動する直流モータのパルス幅変調制御を行う直流モータ制御装置が記載されている。以下の説明では、パルス幅変調制御における直流モータの駆動信号のスイッチング周波数を同直流モータの駆動周波数と記載する。特許文献１には、ポンプの吐出能力の確保や直流モータの作動音の抑制に適した駆動周波数と、直流モータの温度上昇の抑制に適した駆動周波数と、は異なる周波数となることが、すなわちパルス幅変調制御における直流モータの駆動周波数には状況に応じた最適な値が存在することが、示されている。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0003】

【文献】特開２００５－５９６２６号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0004】

ところで、直流モータ制御装置には、直流モータの電圧値や電流値からモータ回転数を検知するものがある。こうした電圧値や電流値に基づくモータ回転数の検知精度は、直流モータの駆動周波数によって変化する。そのため、直流モータの電圧値や電流値に基づきモータ回転数を検知する場合には、その検知精度が低下する駆動周波数は使用できなくなり、設定可能な駆動周波数の範囲が制限されてしまう。そしてその結果、所望とする駆動周波数での直流モータの駆動を断念せざるを得なくなることがある。例えば上述した直流モータの作動音の抑制に適した駆動周波数がモータ回転数の検知精度が低下する周波数となっていれば、モータ回転数の検知精度の低下、作動音の増大のいずれかを許容しなければならなくなる。

【課題を解決するための手段】

【0005】

上記課題を解決する直流モータ制御装置は、パルス幅変調制御により直流モータを駆動するものであって、パルス幅変調制御における直流モータの駆動信号のスイッチング周波数を同直流モータの駆動周波数とし、直流モータの電圧値及び電流値のうちの少なくとも一方を同直流モータの電気状態量としたとき、第１周波数から同第１周波数とは異なる第２周波数に駆動周波数を切り替えた状態で電気状態量を取得した後、第２周波数とは異なる周波数に駆動周波数を切り替える取得部と、取得部が取得した電気状態量に基づいて前記直流モータの回転数を導出する導出部と、を備えている。そして、同制御装置は、駆動周波数を第１周波数とした状態で電気状態量を取得する場合よりも同電気状態量の取得精度が高くなる駆動周波数を第２周波数として用いている。

【0006】

以下の説明では、直流モータの回転数をモータ回転数と記載する。上記直流モータ制御装置では、取得部が取得した電気状態量に基づいて導出部がモータ回転数を導出することでモータ回転数を検知している。また、上記直流モータ制御装置における取得部は、直流モータの駆動周波数を第１周波数から第２周波数に切り替えた状態で電気状態量を取得し、その取得後に第２周波数と異なる周波数に駆動周波数を切り替えている。なお、以下の説明では、モータ回転数の検知のための電気状態量の取得を実施する期間をサンプリング期間と記載する。

【0007】

こうした直流モータ制御装置では、サンプリング期間とそれ以外の期間とでは異なる駆動周波数で直流モータが駆動される。そのため、サンプリング期間の駆動周波数、すなわち第２周波数として電気状態量の取得精度が高い周波数が設定されていれば、それ以外の期間の駆動周波数には、電気状態量の取得精度が低い周波数が設定されていても、モータ回転数の検知精度を確保できる。すなわち、サンプリング期間以外には、電気状態量の取得精度の低い駆動周波数での直流モータの駆動が許容される。したがって、上記直流モータ制御装置によれば、モータ回転数の検知精度の確保のための駆動周波数の設定の自由度の低下が抑えられる。

【図面の簡単な説明】

【0008】

【図1】第１実施形態の直流モータ制御装置、及び同制御装置が制御の対象とする直流モータを備える車両の制動装置の構成を模式的に示す図。

【図2】（ａ）は直流モータの駆動信号の波形の一例を、（ｂ）は同図（ａ）の場合よりもデューティ比が大きいときの同駆動信号の波形を、（ｃ）は同図（ａ）の場合よりもデューティ比が小さいときの同駆動信号の波形を、それぞれ示す図。

【図3】モータ電圧値及びモータ電流値とモータ回転数との関係を示す図。

【図4】第１実施形態の直流モータ制御装置において取得部が実施する処理のフローチャート。

【図5】第１実施形態による制御中の（ａ）は指示回転数、モータ回転数及びモータ回転数モニタ値の推移を、（ｂ）は応答期間フラグの状態の推移を、（ｃ）は第１カウンタの値の推移を、（ｄ）は第２カウンタの値の推移を、（ｅ）は駆動周波数の推移を、（ｆ）は電流モニタ値の推移を、それぞれ示すタイムチャート。

【図6】駆動周波数を第１周波数とした状態で直流モータを駆動したときの同直流モータの駆動信号及びモータ電流値の波形の一例を示す図。

【図7】駆動周波数を第２周波数とした状態で直流モータを駆動したときの同直流モータの駆動信号及びモータ電流値の波形の一例を示す図。

【図8】駆動周波数を第１周波数よりも低い周波数とした状態で直流モータを駆動したときの同直流モータの駆動信号及びモータ電流値の波形の一例を示す図。

【図9】（ａ）は第２実施形態の直流モータ制御装置によるモータ温度が低いときの駆動周波数の切替え態様を、（ｂ）は同第２実施形態の直流モータ制御装置によるモータ温度が高いときの駆動周波数の切替え態様を、それぞれ示すタイムチャート。

【図10】駆動周波数を第２周波数とした状態で直流モータを駆動したときの同直流モータの駆動信号及びモータ電流値の波形の他の例を示す図。

【図11】駆動周波数を第１周波数とした状態で直流モータを駆動したときの同直流モータの駆動信号及びモータ電流値の波形の他の例を示す図。

【発明を実施するための形態】

【0009】

（第１実施形態）
以下、直流モータ制御装置の第１実施形態を、図１～図７を参照して詳細に説明する。
まず、図１を参照して本実施形態の直流モータ制御装置が制御の対象とする直流モータ３３を備える車両の制動装置２０の構成を説明する。図１に示す制御装置５０が直流モータ制御装置として機能する。制動装置２０は、車輪２１の回転を摩擦により減速させる制動機構４０を備えている。

【0010】

制動機構４０は、各車輪２１にそれぞれ個別に設けられている。各車輪２１の制動機構４０はそれぞれ、車輪２１と一体回転する回転体２２と、その回転体２２に押し付けられる摩擦材４２と、を備えている。また、各車輪２１の制動機構４０には、液圧調整回路３０からのブレーキ液の供給を受けて作動するホイールシリンダ４１がそれぞれ設けられている。ホイールシリンダ４１は、同ホイールシリンダ４１内に導入されたブレーキ液の圧力であるＷ／Ｃ圧の増大に応じて摩擦材４２を回転体２２に押し付ける。そして、各車輪２１の制動機構４０は、回転体２２に摩擦材４２を押し付けたときの摩擦により、車輪２１の回転を減速するための制動力を発生する。

【0011】

また、制動装置２０は、ホイールシリンダ４１内のブレーキ液の給排を通じてＷ／Ｃ圧を調整する液圧調整回路３０を備えている。液圧調整回路３０には、ブレーキ液を貯蔵するリザーブタンク３５と、リザーブタンク３５内のブレーキ液を汲み出して吐出するポンプ３２と、が設けられている。さらに、液圧調整回路３０には、ポンプ３２を駆動する直流モータ３３が設けられている。本実施形態では、直流モータ３３として、整流子付きの直流モータが採用されている。

【0012】

直流モータ３３は、直流モータ制御装置としての制御装置５０により制御されている。制御装置５０には、車両が備える各種センサからの検出信号が入力される。図１には、そうしたセンサの一例として、直流モータ３３の温度、より具体的には直流モータ３３のブラシ温度を検出する温度センサ３６が示されている。また、制御装置５０には、直流モータ３３の供給電力を調整する駆動回路５５、直流モータ３３の端子間電圧であるモータ電圧値Ｅｍを検出する電圧計５６、及び直流モータ３３の電流値であるモータ電流値Ｉｍを検出する電流計５７が設けられている。

【0013】

駆動回路５５は、車載電源５８から入力した電力をパルス幅変調により調整して直流モータ３３に供給する。より詳しくは、駆動回路５５は、車載電源５８から入力した電力に対して一定の周期でスイッチングのオン、オフを繰り返すことで、図２（ａ）～（ｃ）に示すような電圧のパルス信号を生成して直流モータ３３に印加する。なお、図中における「Ｅ０」は、車載電源５８からの入力電圧を示している。以下の説明では、駆動回路５５が生成する電圧のパルス信号を、直流モータ３３の駆動信号と記載する。こうした駆動信号のスイッチング周期Ｔに対するスイッチングのオン時間ｔの比（ｔ／Ｔ）をデューティ比ＤＵＴＹとする。このときのモータ電圧値Ｅｍの実効値ＥＶは、デューティ比ＤＵＴＹにより変化する。駆動回路５５は、こうしたデューティ比ＤＵＴＹを変化させることで、直流モータ３３の供給電力を調整している。ちなみに、図２（ｂ）には図２（ａ）の場合よりも大きい値がデューティ比ＤＵＴＹとして設定されているときの、図２（ｃ）には図２（ａ）の場合よりも小さい値がデューティ比ＤＵＴＹとして設定されているときの、モータ電圧値Ｅｍの波形がそれぞれ示されている。なお、以下の説明では、こうした駆動信号のスイッチングの周波数、すなわち上記スイッチング周期Ｔの逆数を、直流モータ３３の駆動周波数Ｆｍと記載する。

【0014】

制御装置５０には、直流モータ３３の供給電力のパルス幅変調制御を行うための機能部として、取得部５１、導出部５２、指示回転数決定部５３、デューティ比決定部５４を備えている。

【0015】

取得部５１は、直流モータ３３の電気状態量として、電流計５７からモータ電流値Ｉｍを取得する。そして、取得部５１は、取得したモータ電流値Ｉｍの値を導出部５２に受け渡す。こうした取得部５１によるモータ電流値Ｉｍの取得に係る処理の詳細は後述する。なお、本実施形態における取得部５１は、モータ電流値Ｉｍの取得に際して、駆動周波数Ｆｍの切替えを駆動回路５５に指示している。

【0016】

導出部５２は、取得部５１から受け取ったモータ電流値Ｉｍの値を電流モニタ値として記憶する。また、導出部５２は、駆動信号のデューティ比ＤＵＴＹから直流モータ３３のモータ電圧値Ｅｍの実効値ＥＶを算出する。そして、導出部５２は、電流モニタ値とモータ電圧値Ｅｍの実効値ＥＶとに基づいて直流モータ３３の回転数であるモータ回転数Ｎｍを導出する。本実施形態の制御装置５０では、こうした導出部５２によるモータ回転数Ｎｍの導出を通じて同モータ回転数Ｎｍを検知している。なお、本実施形態における導出部５２は、制御装置５０に予め記憶された演算マップに基づいてモータ回転数Ｎｍを導出している。

【0017】

図３に示される各曲線はそれぞれ、モータ電圧値Ｅｍの実効値ＥＶを一定とした状態で直流モータ３３を駆動したときのモータ電流値Ｉｍとモータ回転数Ｎｍとの関係を示す曲線となっている。図３のグラフにおいて図中上方に位置する曲線ほど、モータ電圧値Ｅｍの実効値ＥＶが高い電圧となった状態での上記関係を示す曲線となっている。導出部５２がモータ回転数Ｎｍの導出に用いる上述の演算マップには、こうしたモータ電圧値Ｅｍ及びモータ電流値Ｉｍとモータ回転数Ｎｍとの関係が記憶されている。そして、導出部５２は、その演算マップにおけるモータ電流値Ｉｍの値として取得部５１から受け取った電流モニタ値を、モータ電圧値Ｅｍの値としてデューティ比ＤＵＴＹから算出した同モータ電圧値Ｅｍの実効値ＥＶを、それぞれ代入することで、モータ回転数Ｎｍを導出している。

【0018】

一方、指示回転数決定部５３は、モータ回転数Ｎｍの指示値である指示回転数Ｎｔを決定する。具体的には、指示回転数Ｎｔの決定に際して指示回転数決定部５３はまず、制動機構４０の作動状況等に基づき、ポンプ３２がリザーブタンク３５から汲み出すブレーキ液の流量の要求値である要求吐出量を算出する。そして指示回転数決定部５３は、要求吐出量の値分のブレーキ液をポンプ３２に吐出させるために必要なモータ回転数を求めてその値を指示回転数Ｎｔの値として決定する。

【0019】

さらに、デューティ比決定部５４は、導出部５２が導出したモータ回転数Ｎｍと指示回転数決定部５３が決定した指示回転数Ｎｔとの偏差に基づき、指示回転数Ｎｔの値が示す回転数で直流モータ３３を駆動するために必要なデューティ比ＤＵＴＹの値を算出する。そして、駆動回路５５は、取得部５１の駆動周波数Ｆｍの切替え指示と、デューティ比決定部５４が決定したデューティ比ＤＵＴＹと、に従って駆動信号を生成して直流モータ３３に印加している。なお、デューティ比決定部５４が決定したデューティ比ＤＵＴＹは導出部５２に受け渡されて、同導出部５２でのモータ電圧値Ｅｍの実効値ＥＶの算出に用いられる。

【0020】

続いて、図４を参照して、取得部５１によるモータ電流値Ｉｍの取得に係る処理の詳細を説明する。取得部５１は、図４のフローチャートに示される処理を、直流モータ３３の駆動開始時にステップＳ１００より開始し、駆動停止時に終了する。ちなみに、直流モータ３３の駆動は、指示回転数決定部５３が決定する指示回転数Ｎｔの値が「０」から正の値に切替わることをもって開始される。

【0021】

まずステップＳ１００では、指示回転数Ｎｔの値が変更されたか否かが判定される。指示回転数Ｎｔの値が変更された場合（ＹＥＳ）には、ステップＳ１１０において応答期間フラグＦＬＧがセットされるとともに第２カウンタＣ２の値が「０」にリセットされた後にステップＳ１２０に処理が進められる。これに対して指示回転数Ｎｔの値が変更されなかった場合（ＮＯ）には、ステップＳ１１０をスキップしてそのままステップＳ１２０に処理が進められる。なお、応答期間フラグＦＬＧは、セットされていることをもって、指示回転数Ｎｔの変更からモータ回転数Ｎｍがその変更された指示回転数Ｎｔに追従するまでの応答遅れの期間にあることを示すフラグである。また、第２カウンタＣ２は、指示回転数Ｎｔが変更されてからの経過時間を示すカウンタである。

【0022】

ステップＳ１２０に処理が進めると、そのステップＳ１２０において、応答期間フラグＦＬＧがクリアされているか否かが判定される。そして、応答期間フラグＦＬＧがクリアされている場合（ＹＥＳ）にはステップＳ１３０に、応答期間フラグＦＬＧがクリアされていない場合（ＮＯ）、すなわち応答期間フラグＦＬＧがセットされている場合にはステップＳ１６０に、それぞれ処理が進められる。

【0023】

応答期間フラグＦＬＧがクリアされており、ステップＳ１３０に処理が進められた場合には、そのステップＳ１３０において、第１カウンタＣ１の値に「１」を加算するとともに、第２カウンタＣ２の値を「０」にリセットするカウンタ操作が行われる。そして、続くステップＳ１４０において、第１カウンタＣ１の値が既定の検知周期判定値τ１以上であるか否かが判定される。このときの第１カウンタＣ１の値が検知周期判定値τ１未満の場合（ＮＯ）には、既定の制御周期Ｔ０が経過した後、ステップＳ１００に処理が戻される。これに対して、第１カウンタＣ１の値が検知周期判定値τ１以上の場合（ＹＥＳ）には、ステップＳ１５０において第１カウンタＣ１の値が「０」にリセットされた後、ステップＳ１９０に処理が進められる。

【0024】

なお、第１カウンタＣ１は、モータ電流値Ｉｍの取得が完了してからの経過時間を示すカウンタである。よって、ステップＳ１４０では、モータ電流値Ｉｍの取得完了から一定の時間が経過しているか否かが判定されている。

【0025】

ステップＳ１９０に処理が進められると、そのステップＳ１９０において、駆動回路５５に対して、第１周波数ＦＬから第２周波数ＦＨへの駆動周波数Ｆｍの切替えが指示される。なお、後述するように第２周波数ＦＨには、第１周波数ＦＬよりも高い周波数が設定されている。続いてステップＳ２００において、直流モータ３３の駆動周波数Ｆｍを第２周波数ＦＨに維持した状態で、電流計５７からのモータ電流値Ｉｍの取得が行われ、それらの取得した値が導出部５２に受け渡される。すなわち、ステップＳ２００が、第２ステップに相当する。ここでのモータ電流値Ｉｍの取得が完了すると、続くステップＳ２１０において、駆動回路５５に対して、第２周波数ＦＨから第１周波数ＦＬへの駆動周波数Ｆｍの切替えが指示される。そしてその後、上記制御周期Ｔ０が経過した後、ステップＳ１００に処理が戻される。なお、ステップＳ２００では、ステップＳ１９０における駆動周波数Ｆｍの切替え指示から既定の時間が経過した時点でモータ電流値Ｉｍを取得するようにしている。そのため、モータ電流値Ｉｍの取得に際して、駆動周波数Ｆｍは一定の時間、第２周波数ＦＨに維持される。

【0026】

なお、本実施形態では、上記ステップＳ１９０が、第１周波数ＦＬから同第１周波数ＦＬとは異なる第２周波数ＦＨに駆動周波数Ｆｍを切り替える第１ステップに相当する。また、上記ステップＳ２００が、駆動周波数Ｆｍを第２周波数ＦＨに維持した状態で電気状態量を取得する第２ステップに相当する。さらに、上記ステップＳ２１０が、電気状態量の取得後に第２周波数ＦＨから第１周波数ＦＬに駆動周波数Ｆｍを切り替える第３ステップに相当する。

【0027】

一方、応答期間フラグＦＬＧがセットされており（Ｓ１２０：ＮＯ）、ステップＳ１６０に処理が進められた場合には、そのステップＳ１６０において、第１カウンタＣ１の値を「０」にリセットするとともに第２カウンタＣ２の値に「１」を加算するカウンタ操作が行われる。そして続くステップＳ１７０において、第２カウンタＣ２の値が既定の応答完了判定値τ２以上であるか否かが判定される。このときの第２カウンタＣ２の値が応答完了判定値τ２未満である場合（ＮＯ）には、上記制御周期Ｔ０が経過した後、ステップＳ１００に処理が戻される。これに対して、第２カウンタＣ２の値が応答完了判定値τ２以上である場合（ＹＥＳ）には、ステップＳ１８０において応答期間フラグＦＬＧがクリアされた後、ステップＳ１９０に処理が進められる。そして、ステップＳ１９０～ステップＳ２１０において、上述の態様で、駆動周波数Ｆｍの切替え、及びモータ電流値Ｉｍの取得が行われる。

【0028】

なお、応答完了判定値τ２には、モータ回転数Ｎｍの応答遅れ期間の相対最大値を上記制御周期Ｔ０で割った商が値として設定されている。すなわち、ステップＳ１７０では、指示回転数Ｎｔの変更後のモータ回転数Ｎｍの応答遅れ期間が終了した状態にあるか否かが判定されている。

【0029】

続いて、本実施形態の作用及び効果を説明する。
図５に、直流モータ３３の駆動開始から同駆動の終了までの期間における本実施形態の制御態様の一例を示す。なお、図５（ａ）は指示回転数Ｎｔ、実際のモータ回転数Ｎｍ、及び導出部５２によるモータ回転数Ｎｍの導出値であるモータ回転数モニタ値Ｎｍ＊の推移を、図５（ｂ）は応答期間フラグＦＬＧの状態の推移を、図５（ｃ）は第１カウンタＣ１の値の推移を、それぞれ示している。また、図５（ｄ）は第２カウンタＣ２の値の推移を、図５（ｅ）は直流モータ３３の駆動周波数Ｆｍの推移を、図５（ｆ）は電流モニタ値の推移を、それぞれ示している。

【0030】

同図の時刻ｔ０には、駆動周波数Ｆｍを第１周波数ＦＬとした状態で、直流モータ３３の駆動が開始される。時刻ｔ０の直流モータ３３の駆動開始に際しては、指示回転数Ｎｔの値が「０」から正の値に変更され、これにより応答期間フラグＦＬＧがセットされる。そして、時刻ｔ０からは、第２カウンタＣ２のカウントアップが開始される。なお、このときには、第１カウンタＣ１のカウントアップは開始されず、その値は「０」に保持される。

【0031】

その後の時刻ｔ１に、第２カウンタＣ２の値が応答完了判定値τ２に達すると、すなわちモータ回転数Ｎｍの応答遅れ期間が経過すると、直流モータ３３の駆動周波数Ｆｍが第１周波数ＦＬから第２周波数ＦＨに切り替えられる。この時刻ｔ１には、応答期間フラグＦＬＧがクリアされ、第２カウンタＣ２の値が「０」にリセットされる。また、この時刻ｔ１には、第２カウンタＣ２のカウントアップが一旦停止される。そして、駆動周波数Ｆｍを第２周波数ＦＨに維持した状態で取得部５１によるモータ電流値Ｉｍの取得が行われる。

【0032】

時刻ｔ２にモータ電流値Ｉｍの取得が完了すると、その取得したモータ電流値Ｉｍの値が導出部５２に受け渡されて、モータ回転数Ｎｍの導出に用いられる電流モニタ値の値が更新される。一方、モータ電流値Ｉｍの取得が完了した時刻ｔ２には、直流モータ３３の駆動周波数Ｆｍが第２周波数ＦＨから再び第１周波数ＦＬに切り替えられる。

【0033】

また、時刻ｔ２には、第１カウンタＣ１のカウントアップが開始される。そして、その後の時刻ｔ３に第１カウンタＣ１の値が検知周期判定値τ１に達すると、直流モータ３３の駆動周波数Ｆｍが第１周波数ＦＬから第２周波数ＦＨに切り替えられ、駆動周波数Ｆｍを第２周波数ＦＨに維持した状態でモータ電流値Ｉｍが取得される。そして、モータ電流値Ｉｍの取得が完了した時刻ｔ４に、直流モータ３３の駆動周波数Ｆｍが第２周波数ＦＨから第１周波数ＦＬに再び切り替えられる。なお、第１カウンタＣ１の値は、時刻ｔ３の時点で「０」にリセットされており、そのカウントアップは時刻ｔ４に再開されている。

【0034】

なお、時刻ｔ７及び時刻ｔ１４にも、指示回転数Ｎｔが変更されている。これらのときにも同様にして、モータ回転数Ｎｍの応答遅れ期間が経過した後の時刻ｔ８、ｔ１５に直流モータ３３の駆動周波数Ｆｍが第１周波数ＦＬから第２周波数ＦＨに切り替えられる。そして、駆動周波数Ｆｍを第２周波数ＦＨに維持した状態でモータ電流値Ｉｍが取得され、その取得が完了した時刻ｔ９、ｔ１６に第２周波数ＦＨから第１周波数ＦＬに再び駆動周波数Ｆｍが切り替えられる。

【0035】

また、指示回転数Ｎｔの変更がない期間には、第１カウンタＣ１の値が検知周期判定値τ１に達する毎に、直流モータ３３の駆動周波数Ｆｍが第１周波数ＦＬから第２周波数ＦＨに切り替えられる。そして、駆動周波数Ｆｍを第２周波数ＦＨに維持した状態でモータ電流値Ｉｍが取得した後に第２周波数ＦＨから第１周波数ＦＬに再び駆動周波数Ｆｍが切り替えられる。図５の例では、こうした指示回転数Ｎｔの変更がない期間における駆動周波数Ｆｍを第２周波数ＦＨに切り替えてのモータ電流値Ｉｍの取得が、上述の時刻ｔ３から時刻ｔ４までの期間の他、時刻ｔ５から時刻ｔ６までの期間、時刻ｔ１０から時刻ｔ１１までの期間、時刻ｔ１２から時刻ｔ１３までの期間、及び時刻ｔ１７から時刻ｔ１８までの期間に、それぞれ行われている。なお、図５の例では、時刻ｔ１９に、指示回転数Ｎｔが「０」とされて、直流モータ３３の駆動が終了されている。

【0036】

以上のように、本実施形態の直流モータ制御装置における取得部５１は、指示回転数Ｎｔが変更されたときにはモータ回転数Ｎｍの応答遅れ期間の経過後に、指示回転数Ｎｔが変更されていない期間には一定の周期毎に、下記の第１～第３ステップを通じて、モータ回転数Ｎｍの導出に用いられるモータ電流値Ｉｍを取得している。すなわち、まず、第１ステップでは、第１周波数ＦＬから同第１周波数ＦＬとは異なる第２周波数ＦＨに駆動周波数Ｆｍを切り替える。次の第２ステップでは、駆動周波数Ｆｍを第２周波数ＦＨに維持した状態でモータ電流値Ｉｍを取得する。そして、第３ステップでは、モータ電流値Ｉｍの取得後に第２周波数ＦＨから第１周波数ＦＬに再び駆動周波数Ｆｍを切り替える。

【0037】

図６に、駆動周波数Ｆｍが第１周波数ＦＬに設定されているときの直流モータ３３の駆動信号及びモータ電流値Ｉｍの波形の一例を示す。同図に示すように、このときのモータ電流値Ｉｍは、駆動信号のパルスのオン、オフの切替えに応じて、大きく変動してしまう。そのため、このときの電流計５７のモータ電流値Ｉｍの結果からは、十分な精度でモータ回転数Ｎｍを検知できない虞がある。

【0038】

図７には、デューティ比ＤＵＴＹが図６の場合と同じ値に設定され、かつ駆動周波数Ｆｍが第２周波数ＦＨに設定されているときの直流モータ３３の駆動信号及びモータ電流値Ｉｍの波形の一例を示す。上述のように、第２周波数ＦＨには、第１周波数ＦＬよりも高い周波数が設定されている。同図に示すように、このときには駆動信号のパルスのオン、オフの切替えに応じたモータ電流値Ｉｍの変動は、図６の場合よりも小さくなっている。そのため、このときの電流計５７のモータ電流値Ｉｍの結果からは、十分な精度でモータ回転数Ｎｍを検知できる。

【0039】

一方、駆動周波数Ｆｍが高いときには、駆動周波数Ｆｍが低いときよりも、直流モータ３３の発熱量が多くなる。よって、駆動周波数Ｆｍを第２周波数ＦＨとした状態で直流モータ３３の駆動を続けると、直流モータ３３の温度が上昇してしまう虞がある。このように、直流モータ３３の駆動周波数Ｆｍとして第２周波数ＦＨを設定した場合には、第１周波数ＦＬを設定した場合に比べ、モータ回転数Ｎｍの検知精度を向上できるが、直流モータ３３の温度が上昇し易くなる。

【0040】

これに対して、本実施形態では、直流モータ３３の駆動周波数Ｆｍを第１周波数ＦＬから第２周波数ＦＨに切り替えた上でモータ電流値Ｉｍを取得するとともに、その取得後に駆動周波数Ｆｍを第１周波数ＦＬに戻している。すなわち、モータ電流値Ｉｍの取得を行う期間にはモータ回転数Ｎｍの検知精度を確保し易い第２周波数ＦＨで直流モータ３３を駆動する一方で、それ以外の期間には直流モータ３３の温度上昇を抑え易い第１周波数ＦＬで直流モータ３３を駆動している。そのため、モータ回転数Ｎｍの検知精度を確保しつつ、直流モータ３３の温度上昇を抑えられる。

【0041】

本実施形態の直流モータ制御装置によれば、さらに効果を奏することができる。
（１）取得部５１は、駆動周波数Ｆｍを第２周波数ＦＨに切り替えてのモータ電流値Ｉｍの取得を既定の周期毎に繰り返し実行している。そのため、モータ回転数Ｎｍを一定の周期毎に検知できる。

【0042】

（２）さらに取得部５１は、指示回転数Ｎｔが切り替えられた際にも、駆動周波数Ｆｍを第２周波数ＦＨに切り替えてのモータ電流値Ｉｍの取得を実施している。そのため、指示回転数Ｎｔの切替えに応じたモータ回転数Ｎｍの変化を速やかに検知できる。

【0043】

なお、上記実施形態は、以下のように変更して実施することができる。上記実施形態及び以下の変更例は、技術的に矛盾しない範囲で互いに組み合わせて実施することができる。

【0044】

・上記実施形態では、第１周波数ＦＬよりも高い周波数を第２周波数ＦＨとして設定していたが、第１周波数ＦＬよりも低い周波数を第２周波数ＦＨとして設定しても良い。図８には、そうした場合の駆動信号、及びモータ電流値Ｉｍの波形の一例が示されている。このときには、駆動信号のオン期間が長くなり、そのオン期間中のある程度の間、モータ電流値Ｉｍが一定に維持されるため、電流計５７からモータ電流値Ｉｍのピーク値を取得することが可能となる。こうしたモータ電流値Ｉｍのピーク値とデューティ比ＤＵＴＹとからは、同モータ電流値Ｉｍの実効値を求められる。そして、その求めたモータ電流値Ｉｍの実効値を用いてモータ回転数Ｎｍを精度良く検知することが可能となる。

【0045】

・上記実施形態では、直流モータ３３に印加する電圧をパルス幅変調により調整することで、同直流モータ３３の駆動制御を行っていた。これに対して、直流モータ３３に流す電流をパルス幅変調により調整することでも、同直流モータ３３の駆動制御を行うことが可能である。こうした場合には下記の態様でモータ回転数Ｎｍの検知を行うことが可能である。まず取得部５１は、電流計５７からのモータ電流値Ｉｍの取得に代えて、電圧計５６からのモータ電圧値Ｅｍを電気状態量として取得する。また、導出部５２は、デューティ比ＤＵＴＹからモータ電流値Ｉｍの実効値を算出するとともに、そのモータ電流値Ｉｍの実効値と取得部５１が取得したモータ電圧値Ｅｍとに基づき、モータ回転数Ｎｍを導出する。この場合にも、取得部５１が、直流モータ３３の駆動周波数Ｆｍを第１周波数ＦＬから第２周波数ＦＨに切り替えた状態でモータ電圧値Ｅｍを取得し、その取得後に駆動周波数Ｆｍを第１周波数ＦＬに戻すようにすれば、上記実施形態と同様の効果を奏することが可能である。

【0046】

・上記実施形態における取得部５１は、直流モータ３３の駆動周波数を第１周波数ＦＬから第２周波数ＦＨに切り替えた状態で電気状態量を取得した後、同駆動周波数を第２周波数ＦＨから再び第１周波数ＦＬに戻すようにしていた。電気状態量の取得を行っていないときの駆動周波数を、直流モータ３３の温度等の同直流モータ３３の運転状況に応じて可変制御を行う場合がある。こうした場合には、電気状態量の取得中に直流モータ３３の運転状況が変化して、電気状態量の取得後の駆動周波数が取得前とは異なる値となることがある。こうした場合の取得部５１は、直流モータ３３の駆動周波数を第１周波数から第２周波数に切り替えた状態で電気状態量を取得した後、第１周波数及び第２周波数のいずれとも異なる第３周波数に駆動周波数を切り替えることになる。

【0047】

・取得部５１が、電圧計５６からモータ電圧値Ｅｍを、電流計５７からモータ電流値Ｉｍを、それぞれ電気状態量として取得するとともに、それら取得したモータ電圧値Ｅｍ及びモータ電流値Ｉｍの双方の値に基づいて導出部５２がモータ回転数Ｎｍを導出するようにしても良い。

【0048】

・取得部５１が、駆動周波数Ｆｍを第２周波数ＦＨとした状態でモータ電流値Ｉｍやモータ電圧値Ｅｍを複数回取得するとともに、導出部５２がそれらの平均値を用いてモータ回転数Ｎｍを導出するようにしても良い。

【0049】

（第２実施形態）
次に、直流モータ制御装置の第２実施形態を、図９を併せ参照して説明する。なお本実施の形態にあって、上記実施の形態と共通する構成については、同一の符号を付してその詳細な説明は省略する。

【0050】

第１実施形態では、モータ電流値Ｉｍの取得に際して、一定の時間の間、駆動周波数Ｆｍを第２周波数ＦＨに維持していた。また、指示回転数Ｎｔの切替えがなされていない期間は、駆動周波数Ｆｍを第２周波数ＦＨに切り替えてのモータ電流値Ｉｍの取得を一定の周期毎に行うようにしていた。なお、以下の説明では、このときの取得部５１によるモータ電流値Ｉｍの取得の周期をサンプリング周期ＤＰと記載する。また、駆動周波数Ｆｍを第２周波数ＦＨに維持する期間をサンプリング期間ＳＴと記載する。

【0051】

上述のように、第１周波数ＦＬから第２周波数ＦＨに駆動周波数Ｆｍを切り替えることでモータ電流値Ｉｍの変動が小さくなり、モータ回転数Ｎｍの検知精度が向上する。ただし、モータ電流値Ｉｍの変動は、第２周波数ＦＨへの駆動周波数Ｆｍの切替えとともに瞬時には縮小しないため、モータ回転数Ｎｍの検知精度を高めるには、サンプリング期間ＳＴをある程度よりも長い時間とすることが望ましい。また、モータ回転数Ｎｍの検知頻度を高めるため、サンプリング周期ＤＰは短くすることが望ましい。ただし、駆動周波数Ｆｍとして高い周波数が設定されているときには、低い周波数が設定されているときよりも直流モータ３３の発熱が多くなる。そのため、サンプリング期間ＳＴを長くしたり、サンプリング周期ＤＰを短くしたりすると、直流モータ３３の温度が上昇し易くなる。

【0052】

そこで、本実施形態では、温度センサ３６による直流モータ３３のブラシ温度の検出値に応じて、サンプリング期間ＳＴ、及びサンプリング周期ＤＰを可変設定するようにしている。具体的には、直流モータ３３のブラシ温度の検出値が既定の高温判定値以上の場合には、同検出値が高温判定値未満の場合よりも短い時間をサンプリング期間ＳＴとして設定している。また、ブラシ温度の検出値が高温判定値以上の場合には、同検出値が高温判定値未満の場合よりも長い周期をサンプリング周期ＤＰとして設定している。ちなみに、サンプリング周期ＤＰは、検知周期判定値τ１の値を変えることで変更できる。

【0053】

なお、図９（ａ）には、直流モータ３３のブラシ温度が高温判定値未満のときの、指示回転数Ｎｔが一定となっている期間の駆動周波数Ｆｍの推移が示されている。また、図９（ｂ）には、直流モータ３３のブラシ温度が高温判定値以上のときの、指示回転数Ｎｔが一定となっている期間の駆動周波数Ｆｍの推移が示されている。

【0054】

ここで、駆動周波数Ｆｍを第１周波数ＦＬとした状態で直流モータ３３を駆動している期間を低周波数駆動期間とし、駆動周波数Ｆｍを第２周波数ＦＨとした状態で直流モータ３３を駆動している期間を高周波数駆動期間とする。図９（ａ）及び図９（ｂ）の比較から明らかなように、直流モータ３３のブラシ温度が高温判定値以上の場合には、同ブラシ温度が高温判定値未満の場合よりも、低周波数駆動期間に対する高周波数駆動期間の比率が小さくなる。そしてその結果、直流モータ３３の温度上昇が抑えられる。そのため、本実施形態では、直流モータ３３の温度が低いうちは、モータ回転数Ｎｍの検知精度や検知頻度を高めつつも、直流モータ３３の温度がある限度を超えて上昇し難くすることが可能となる。

【0055】

なお、サンプリング期間ＳＴ及びサンプリング周期ＤＰのうちのいずれか一方のみを直流モータ３３の温度に応じて可変とするようにしても良い。また、サンプリング期間ＳＴ及びサンプリング周期ＤＰを、直流モータ３３の温度に対して２段階以上の段階に分けて切り替えるようにしても良い。

【0056】

（他の実施形態）
上記のような整流子付きの直流モータ３３では、その回転中の整流子間を流れる電流の変動が、いわゆる電流リップルが発生する。こうした電流リップルの周期はモータ回転数Ｎｍに反比例し、電流リップルの周波数はモータ回転数Ｎｍに比例する。そのため、電流計５７によるモータ電流値Ｉｍの検知結果からそうした電流リップルの周期や周波数を求めてモータ回転数Ｎｍを検知することも可能である。

【0057】

図１０には、第２周波数ＦＨを駆動周波数Ｆｍとして設定した状態で直流モータ３３を駆動しているときの駆動信号及びモータ電流値Ｉｍの波形を示す。このときのモータ電流値Ｉｍは、電流リップルが明確に表れた状態となっている。

【0058】

一方、図１１には、第２周波数ＦＨよりも低い第１周波数ＦＬを駆動周波数Ｆｍとして設定した状態で直流モータ３３を駆動しているときの駆動信号及びモータ電流値Ｉｍの波形を示す。このときには、駆動信号のパルスのオン、オフ切替えに応じてモータ電流値Ｉｍが大きく変動しており、電流リップルの周期や周波数を確認し難い状態となっている。

【0059】

このようにパルス幅変調制御により直流モータ３３を駆動する場合には、駆動周波数Ｆｍにより電流リップルの周期や周波数の確認が困難となることがある。よって、電流リップルの周期や周波数を確認するためのモータ電流値Ｉｍの取得に際して、上記実施形態と同様の態様の駆動周波数Ｆｍの切替えを行えば、モータ回転数Ｎｍの検知精度の確保が可能である。

【0060】

さらに、上記各実施形態は、以下のように変更して実施することができる。上記各実施形態及びその変更例は、技術的に矛盾しない範囲で互いに組み合わせて実施することができる。

【0061】

・上記実施形態では、直流モータ３３の温度上昇を抑制可能な周波数を第１周波数ＦＬとして設定していたが、それ以外の要求に応じて第１周波数ＦＬを設定するようにしても良い。いずれにせよ、その要求を満たす駆動周波数Ｆｍがモータ回転数Ｎｍの検知精度が低下する周波数となることがある。そうした場合にも、モータ回転数Ｎｍの検知精度が低下しない第２周波数ＦＨに駆動周波数Ｆｍを切り替えた上で、モータ回転数Ｎｍの検知のためのモータ電流値Ｉｍやモータ電圧値Ｅｍの取得を行い、その後に駆動周波数Ｆｍを第１周波数ＦＬに戻すようにすれば、モータ回転数Ｎｍの検知精度の確保が可能である。

【0062】

・第１周波数ＦＬを、車両が走行中の路面の摩擦係数等に応じて可変設定するようにしても良い。また、そうした場合には、モータ回転数Ｎｍの検知精度が低下する周波数が第１周波数ＦＬとして設定されているときにのみ、上記実施形態における駆動周波数Ｆｍを第２周波数ＦＨに切り替えてのモータ電流値Ｉｍやモータ電圧値Ｅｍの取得を実施するようにしても良い。このときの取得部５１は、モータ回転数Ｎｍの検知精度が低下しない周波数が第１周波数ＦＬとして設定されている場合には、駆動周波数Ｆｍをその第１周波数ＦＬに維持したまま、モータ電流値Ｉｍやモータ電圧値Ｅｍの取得を実施することになる。

【0063】

・上記実施形態における取得部５１は、指示回転数Ｎｔの切替えに応じてモータ電流値Ｉｍやモータ電圧値Ｅｍの取得を実施していたが、指示回転数Ｎｔの切替えに拘わらず、一定の周期毎に同取得を実施するようにしても良い。

【0064】

・上記実施形態における取得部５１は、指示回転数Ｎｔの切替えがない場合には一定の周期毎にモータ電流値Ｉｍやモータ電圧値Ｅｍの取得を実施していたが、そうした取得を不定期に実施するようにしても良い。例えば、モータ回転数Ｎｍが変化すると、電圧計５６によるモータ電圧値Ｅｍの検出値や電流計５７によるモータ電流値Ｉｍの検出値にも変化が生じるため、そうした検出値の変化が確認されたときに、モータ電流値Ｉｍやモータ電圧値Ｅｍを取得することが考えられる。

【0065】

・直流モータ３３として無整流子直流モータを採用しても良い。
・上記実施形態ではモータ回転数Ｎｍの検知結果を、直流モータ３３の駆動信号のデューティ比ＤＵＴＹの決定に用いていたが、例えば指示回転数Ｎｔの決定や制動機構４０の作動制御などの他の用途に用いるようにしても良い。

【0066】

・上記実施形態におけるモータ回転数Ｎｍの検知に係る制御技術は、車両の制動装置２０のプレーキ液を吐出するポンプ３２を駆動するもの以外の直流モータにも同様、あるいはそれに準じた態様で適用することができる。

【符号の説明】

【0067】

２０…制動装置、２１…車輪、２２…回転体、３０…液圧調整回路、３２…ポンプ、３３…直流モータ、３５…リザーブタンク、３６…温度センサ、４０…制動機構、４１…ホイールシリンダ、４２…摩擦材、５０…制御装置、５１…取得部、５２…導出部、５３…指示回転数決定部、５４…デューティ比決定部、５５…駆動回路、５６…電圧計、５７…電流計、５８…車載電源。

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】

【図11】