JP2011151931A - モータ制御装置 - Google Patents

Abstract

【課題】使用者が遊び感覚等で電源投入と切断の操作を繰り返しても、モータの発熱（温度上昇）を抑えて、モータの寿命低下や故障を未然に防止できるようにする。
【解決手段】電源投入後の初期駆動時に、モータ１２の通電相の切り換えを所定のタイムスケジュールで一巡させてエンコーダ４６の出力信号のエッジをカウントし、初期駆動終了時のエンコーダカウント値とロータの回転位置と通電相との対応関係を学習し、その後の通常駆動時に、エンコーダカウント値と初期駆動終了時の学習結果に基づいて通電相を決定する。初期駆動終了後は所定の禁止期間が経過するまで初期駆動の実行を禁止し、使用者が遊び感覚等で電源投入と切断の操作を繰り返しても、初期駆動が繰り返し実行されることを未然に防止する。初期駆動終了後、禁止期間内に電源切断操作が行われても、メインリレー５１を切断せずにレンジ切換制御装置４２への電源供給を継続する。
【選択図】図４

Description

本発明は、エンコーダの出力信号のカウント値に基づいてモータのロータ回転位置を検出してモータの通電相を順次切り換えてモータを駆動するモータ制御装置に関する発明である。

近年、構造が簡単で安価なモータとして需要が増加しているスイッチトリラクタンスモータ等のブラシレス型のモータは、ロータの回転に同期してパルス信号を出力するエンコーダを搭載し、このエンコーダの出力信号をカウントしてそのカウント値に基づいてロータの回転位置を検出して通電相を順次切り換えることでロータを回転駆動するようにしたものがある。

この種のエンコーダ付きのモータは、起動後のエンコーダの出力信号のカウント値に基づいてロータの起動位置からの回転量（回転角度）を検出できるだけであるので、特許文献１（特開２００４−１５８４９号公報）に記載されているように、電源投入後の初期駆動時にモータの通電相の切り換えを所定のタイムスケジュールで一巡させることで、いずれかの通電相でロータの回転位置と該通電相とを一致させて該ロータを回転駆動し、該ロータの回転により所定角度間隔で発生するエンコーダの出力信号をカウントして、初期駆動終了時のカウント値とロータの回転位置と通電相との対応関係を学習し、その後の通常駆動時に、エンコーダの出力信号のカウント値と初期駆動終了時の学習結果とに基づいて通電相を決定するようにしたものがある。

特開２００４−１５８４９号公報

ところで、初期駆動を実行するためにはモータに連続的に通電する必要があるため、モータが発熱やすい。通常、電源投入後は暫くモータ電源を切断しないため、初期駆動は１回で済むが、使用者が遊び感覚等で電源投入と切断の操作を繰り返すと、初期駆動が何回も繰り返されて、モータの温度が上昇してしまい、モータの寿命低下や故障の原因となる懸念がある。

そこで、本発明が解決しようとする課題は、使用者が遊び感覚等で電源投入と切断の操作を繰り返しても、モータの発熱（温度上昇）を抑えて、モータの寿命低下や故障を未然に防止できるモータ制御装置を提供することである。

上記課題を解決するために、請求項１に係る発明は、モータと、前記モータのロータ回転に伴って所定角度間隔でパルス信号を出力するエンコーダとを備え、前記エンコーダの出力信号のカウント値に基づいて前記ロータの回転位置を検出して前記モータの通電相を順次切り換えることで前記ロータを回転駆動するモータ制御装置において、該モータ制御装置への電源投入後に前記エンコーダの出力信号のカウント値と前記ロータの回転位置と通電相との対応関係を学習するために所定のパターンにて通電相を切り換える初期駆動を実行する初期駆動制御手段と、初期駆動終了後は所定の禁止期間が経過するまで前記初期駆動の実行を禁止する初期駆動禁止手段とを備えた構成としたものである。この構成によれば、初期駆動終了後は所定の禁止期間が経過するまで初期駆動の実行が禁止されるため、仮に使用者が遊び感覚等で電源投入と切断の操作を繰り返しても、初期駆動が繰り返し実行されることを未然に防止できて、モータの発熱（温度上昇）を抑えて、モータの寿命低下や故障を未然に防止できる。

この場合、請求項２のように、前記禁止期間は、初期駆動実行中にモータの発熱により上昇した該モータの温度又はエンコーダの温度が所定温度以下に冷却されるまでの期間以上の期間に設定すると良い。このようにすれば、使用者が遊び感覚等で電源投入と切断の操作を何回も繰り返しても、モータの発熱（温度上昇）を確実に抑えることができる。

また、請求項３のように、初期駆動終了後、前記禁止期間内に電源切断操作が行われても電源スイッチを切断せずに該モータ制御装置への電源供給を継続するようにしても良い。このようにすれば、初期駆動終了後の禁止期間内に電源切断操作が行われても、禁止期間が経過するまでは電源供給が継続されて初期駆動による学習状態が保持されるため、禁止期間内に再度電源投入操作が行われれば、初期駆動を行うことなく、直ちに通常のモータ制御に移行することができる。

また、請求項４のように、モータ制御装置への電源切断操作が行われたときに所定期間が経過するまで電源スイッチを切断せずに電源供給を継続する電源制御手段を備えた構成としても良い。このようにすれば、電源切断操作後、所定期間が経過するまでは電源供給が継続されて、初期駆動による学習状態が保持されるため、当該所定期間内に再度電源投入操作が行われれば、初期駆動を行うことなく、直ちに通常のモータ制御に移行することができる。

尚、初期駆動の実行途中で電源切断操作が行われることが考えられるが、この場合は、電源切断操作後も電源供給が継続される所定期間内に初期駆動を継続できるため、初期駆動完了後に、前記所定期間内に再度電源投入操作が行われれば、初期駆動を行うことなく、直ちに通常のモータ制御に移行することができる。

図１は本発明の実施例１を示すレンジ切換装置の斜視図である。 図２はＳＲモータの構成を説明する図である。 図３はＳＲモータを駆動する回路構成を示す回路図である。 図４はレンジ切換装置の制御システム全体の構成を概略的に示す図である。 図５はエンコーダのロータリマグネットの構成を説明する平面図である。 図６はエンコーダの側面図である。 図７（ａ）はエンコーダの出力波形を示すタイムチャート、同図（ｂ）は通電相切り換えパターンを示すタイムチャートである。 図８はＰレンジで初期駆動を行ったときの制御例を示すタイムチャートである。 図９は実施例１の電源切換操作時制御ルーチンの処理の流れを示すフローチャートである。 図１０は実施例２の電源切換操作時制御ルーチンの処理の流れを示すフローチャートである。

以下、本発明を実施するための形態を自動変速機のレンジ切換装置に適用して具体化した２つの実施例１，２を説明する。

本発明の実施例１を図１乃至図９に基づいて説明する。
まず、図１に基づいてレンジ切換機構１１の構成を説明する。レンジ切換機構１１の駆動源となるモータ１２は、例えばスイッチトリラクタンスモータにより構成され、減速機構２６（図４参照）を内蔵し、その出力軸１３の回転位置を検出する出力軸センサ１４が設けられている。この出力軸１３には、ディテントレバー１５が固定されている。

また、ディテントレバー１５にはＬ字形のパーキングロッド１８が固定され、このパーキングロッド１８の先端部に設けられた円錐体１９がロックレバー２１に当接している。このロックレバー２１は、円錐体１９の位置に応じて軸２２を中心にして上下動してパーキングギヤ２０をロック／ロック解除するようになっている。パーキングギヤ２０は、自動変速機２７の出力軸に設けられ、このパーキングギヤ２０がロックレバー２１によってロックされると、車両の駆動輪が回り止めされた状態（パーキング状態）に保持される。

一方、ディテントレバー１５をパーキングレンジ（以下「Ｐレンジ」と表記する）と他のレンジ（以下「ＮｏｔＰレンジ」と表記する）に保持するためのディテントバネ２３が支持ベース１７に固定され、このディテントバネ２３の先端に設けられた係合部２３ａがディテントレバー１５のＰレンジ保持凹部２４に嵌まり込んだときに、ディテントレバー１５がＰレンジの位置に保持され、該ディテントバネ２３の係合部２３ａがディテントレバー１５のＮｏｔＰレンジ保持凹部２５に嵌まり込んだときに、ディテントレバー１５がＮｏｔＰレンジの位置に保持されるようになっている。

Ｐレンジでは、パーキングロッド１８がロックレバー２１に接近する方向に移動して、円錐体１９の太い部分がロックレバー２１を押し上げてロックレバー２１の凸部２１ａがパーキングギヤ２０に嵌まり込んでパーキングギヤ２０をロックした状態となり、それによって、自動変速機２７の出力軸（駆動輪）がロックされた状態（パーキング状態）に保持される。

一方、ＮｏｔＰレンジでは、パーキングロッド１８がロックレバー２１から離れる方向に移動して、円錐体１９の太い部分がロックレバー２１から抜け出てロックレバー２１が下降し、それによって、ロックレバー２１の凸部２１ａがパーキングギヤ２０から外れてパーキングギヤ２０のロックが解除され、自動変速機２７の出力軸が回転可能な状態（走行可能な状態）に保持される。

尚、前述した出力軸センサ１４は、モータ１２の減速機構２６の出力軸１３の回転角度に応じた電圧を出力する回転センサ（例えばポテンショメータ）によって構成され、その出力電圧によって現在のレンジがＰレンジとＮｏｔＰレンジのいずれであるかを確認できるようになっている。

次に、図２に基づいてモータ１２の構成を説明する。
本実施例１では、モータ１２として、スイッチトリラクタンスモータ（ＳＲモータ）が用いられている。このモータ１２は、ステータ３１とロータ３２が共に突極構造を持つモータで、永久磁石が不要で構造が簡単であるという利点がある。円筒状のステータ３１の内周部には、例えば１２個の突極３１ａが等間隔に形成され、これに対して、ロータ３２の外周部には、例えば８個の突極３２ａが等間隔に形成され、ロータ３２の回転に伴い、ロータ３２の各突極３２ａがステータ３１の各突極３１ａと微小ギャップを介して順番に対向するようになっている。ステータ３１の１２個の突極３１ａには、Ｕ相、Ｖ相、Ｗ相の合計６個の巻線３３と、Ｕ’相、Ｖ’相、Ｗ’相の合計６個の巻線３４が順番に巻回されている。尚、ステータ３１とロータ３２の突極３１ａ，３２ａの数は適宜変更しても良いことは言うまでもない。

本実施例１の巻線３３，３４の巻回順序は、ステータ３１の１２個の突極３１ａに対して、例えば、Ｖ相→Ｗ相→Ｕ相→Ｖ相→Ｗ相→Ｕ相→Ｖ’相→Ｗ’相→Ｕ’相→Ｖ’相→Ｗ’相→Ｕ’相の順序で巻回されている。図３に示すように、Ｕ相、Ｖ相、Ｗ相の合計６個の巻線３３と、Ｕ’相、Ｖ’相、Ｗ’相の合計６個の巻線３４は、２系統のモータ励磁部３５，３６を構成するように結線されている。一方のモータ励磁部３５は、Ｕ相、Ｖ相、Ｗ相の合計６個の巻線３３をＹ結線して構成され（同じ相の２個の巻線３３はそれぞれ直列に接続されている）、他方のモータ励磁部３６は、Ｕ’相、Ｖ’相、Ｗ’相の合計６個の巻線３４をＹ’結線して構成されている（同じ相の２個の巻線３４はそれぞれ直列に接続されている）。２つのモータ励磁部３５，３６は、Ｕ相とＵ’相が同時に通電され、Ｖ相とＶ’相が同時に通電され、Ｗ相とＷ’相が同時に通電される。

これら２つのモータ励磁部３５は、車両に搭載されたバッテリ４０を電源として、それぞれ別個のモータドライバ３７，３８によって駆動される。このように、モータ励磁部３５，３６とモータドライバ３７，３８をそれぞれ２系統ずつ設けることで、一方の系統が故障しても、他方の系統でモータ１２を回転させることができるようになっている。図３に示すモータドライバ３７，３８の回路構成例では、各相毎にトランジスタ等のスイッチング素子３９を１個ずつ設けたユニポーラ駆動方式の回路構成としているが、各相毎にスイッチング素子を２個ずつ設けたバイポーラ駆動方式の回路構成を採用しても良い。尚、本発明は、モータ励磁部とモータドライバをそれぞれ１系統ずつ設けた構成としても良いことは言うまでもない。

各モータドライバ３７，３８の各スイッチング素子３９のオン／オフは、ＥＣＵ４１（制御手段）によって制御される。図４に示すように、このＥＣＵ４１と各モータドライバ３７，３８は、レンジ切換制御装置４２（モータ制御装置）に搭載され、このレンジ切換制御装置４２には、Ｐレンジへの切換操作を行うＰレンジスイッチ４３と、ＮｏｔＰレンジへの切換操作を行うＮｏｔＰレンジスイッチ４４の操作信号が入力される。Ｐレンジスイッチ４３又はＮｏｔＰレンジスイッチ４４の操作により選択されたレンジは、インストルメントパネル（図示せず）に設けられたレンジ表示部４５に表示される。

レンジ切換制御装置４２には、車両に搭載されたバッテリ５０からメインリレー５１（電源スイッチ）を介して電源が供給される。メインリレー５１のオン／オフは、イグニッションスイッチ５２のオン／オフによって切り替えられる。イグニッションスイッチ５２がオンされると、メインリレー５１がオンされてレンジ切換制御装置４２に電源が供給され、イグニッションスイッチ５２がオフされると、所定期間（各制御プログラムの終了処理を行うのに必要な期間）が経過した後にメインリレー５１がオフされてレンジ切換制御装置４２への電源供給が遮断される。

モータ１２には、ロータ３２の回転位置を検出するためのエンコーダ４６が設けられている。このエンコーダ４６は、例えば磁気式のロータリエンコーダにより構成されており、その具体的な構成は、図５及び図６に示すように、Ｎ極とＳ極が円周方向に交互に等ピッチで着磁された円環状のロータリマグネット４７がロータ３２の側面に同軸状に固定され、このロータリマグネット４７に対向する位置に、２個のホールＩＣ等の磁気検出素子４８，４９が配置された構成となっている。

本実施例１では、ロータリマグネット４７のＮ極とＳ極の着磁ピッチが７．５°に設定されている。このロータリマグネット４７の着磁ピッチ（７．５°）は、モータ１２の励磁１回当たりのロータ３２の回転角度と同じに設定されている。後述するように、１−２相励磁方式でモータ１２の通電相の切り換えを６回行うと、全ての通電相の切り換えが一巡してロータ３２とロータリマグネット４７が一体的に７．５°×６＝４５°回転する。このロータリマグネット４７の４５°の回転角度範囲に存在するＮ極とＳ極の数は、合計６極となっている。

このロータリマグネット４７に対して２個の磁気検出素子４８，４９が次のような位置関係で配置されている。Ａ相信号を出力する磁気検出素子４８とＢ相信号を出力する磁気検出素子４９は、ロータリマグネット４７の着磁部分（Ｎ，Ｓ）に対向し得る位置の同一円周上に配置されている。Ａ相信号とＢ相信号を出力する２個の磁気検出素子４８，４９の間隔は、図７に示すように、Ａ相信号とＢ相信号の位相差が、電気角で９０°（機械角で３．７５°）となるように設定されている。ここで、“電気角”はＡ・Ｂ相信号の発生周期を１周期（３６０°）とした場合の角度で、“機械角”は機械的な角度（ロータ３２の１回転を３６０°とした場合の角度）であり、Ａ相信号の立ち下がり（立ち上がり）からＢ相信号の立ち下がり（立ち上がり）までにロータ３２が回転する角度がＡ相信号とＢ相信号の位相差の機械角に相当する。
各磁気検出素子４８，４９の出力は、Ｎ極（Ｎ’極）と対向したときにハイレベル“１”となり、Ｓ極（Ｓ’極）と対向したときにローレベル“０”となる。

本実施例１では、ＥＣＵ４１がＡ相信号とＢ相信号の立ち上がり／立ち下がりの両方のエッジをカウントして、そのエンコーダカウント値に応じてモータ１２の通電相を切り換えることでロータ３２を回転駆動する。この際、Ａ相信号とＢ相信号の発生順序によってロータ３２の回転方向を判定し、正回転（Ｐレンジ→ＮｏｔＰレンジの回転方向）ではエンコーダカウント値をカウントアップし、逆回転（ＮｏｔＰレンジ→Ｐレンジの回転方向）ではエンコーダカウント値をカウントダウンする。これにより、ロータ３２が正回転／逆回転のいずれの方向に回転しても、エンコーダカウント値とロータ３２の回転位置との対応関係が維持されるため、正回転／逆回転のいずれの回転方向でも、エンコーダカウント値によってロータ３２の回転位置（回転角度）を検出して、その回転位置に対応した相の巻線３３，３４に通電してロータ３２を回転駆動する。

図７は、ロータ３２を逆回転方向（ＮｏｔＰレンジ→Ｐレンジの回転方向）に回転させたときのエンコーダ４６の出力波形と通電相の切換パターンを示している。逆回転方向（ＮｏｔＰレンジ→Ｐレンジの回転方向）と正回転方向（Ｐレンジ→ＮｏｔＰレンジの回転方向）のいずれの場合も、ロータ３２が７．５°回転する毎に１相通電と２相通電とを交互に切り換えるようになっており、ロータ３２が４５°回転する間に、例えば、Ｕ相通電→ＵＷ相通電→Ｗ相通電→ＶＷ相通電→Ｖ相通電→ＵＶ相通電の順序で通電相の切り換えを一巡するようになっている。

そして、この通電相の切り換え毎に、ロータ３２が７．５°ずつ回転して、Ａ相、Ｂ相信号用の磁気検出素子４８，４９に対向するロータリマグネット４７の磁極がＮ極→Ｓ極（Ｎ’極→Ｓ’極）又はＳ極→Ｎ極（Ｓ’極→Ｎ’極）に変化してＡ相信号とＢ相信号のレベルが交互に反転し、それによって、ロータ３２が７．５°回転する毎に、エンコーダカウント値が２ずつカウントアップ（又はカウントダウン）する。尚、本明細書では、Ａ相、Ｂ相信号がハイレベル“１”となることを、Ａ相、Ｂ相信号が出力されると言う場合がある。

ところで、エンコーダカウント値は、ＥＣＵ４１のＲＡＭに記憶されるため、ＥＣＵ４１の電源がオフされると、エンコーダカウント値の記憶が消えてしまう。そのため、ＥＣＵ４１の電源投入直後のエンコーダカウント値（０）は、実際のロータ３２の回転位置（通電相）に対応したものとならない。従って、エンコーダカウント値に応じて通電相を切り換えるためには、電源投入後にエンコーダカウント値と実際のロータ３２の回転位置とを対応させて、エンコーダカウント値と通電相とを対応させる必要がある。

そこで、本実施例１では、レンジ切換制御装置４２のＥＣＵ４１によってＥＣＵ４１への電源投入後の初期駆動時に、モータ１２の通電相の切り換えを所定のタイムスケジュールで一巡させてエンコーダ４６のＡ相信号及びＢ相信号のエッジをカウントし、初期駆動終了時のエンコーダカウント値とロータ３２の回転位置と通電相との対応関係を学習し、その後の通常駆動時に、エンコーダカウント値と初期駆動終了時の学習結果とに基づいて通電相を決定するようにしている。ＥＣＵ４１によって初期駆動を制御する機能が特許請求の範囲でいう初期駆動制御手段としての役割を果たす。

この初期駆動時の学習は、具体的には次のようにして行われる。図８に示すように、ＰレンジでＥＣＵ４１に電源が投入されたときに初期駆動を行う場合は、例えば、Ｗ相通電→ＵＷ相通電→Ｕ相通電→ＵＶ相通電→Ｖ相通電→ＶＷ相通電の順序で通電相の切り換えを所定のタイムスケジュールで一巡し、ロータ３２を正回転方向（Ｐレンジ→ＮｏｔＰレンジの回転方向）に駆動する。

一方、ＮｏｔＰレンジでＥＣＵ４１に電源が投入されたときに初期駆動を行う場合は、例えば、Ｖ相通電→ＵＶ相通電→Ｕ相通電→ＵＷ相通電→Ｗ相通電→ＶＷ相通電の順序で通電相の切り換えを所定のタイムスケジュールで一巡し、ロータ３２を逆回転方向（ＮｏｔＰレンジ→Ｐレンジの回転方向）に駆動する。

この初期駆動時には、１相通電の時間Ｔ１を２相通電の時間Ｔ２よりも短くし、例えばＴ１＝１０ｍｓ、Ｔ２＝１００ｍｓに設定する。初期駆動中にロータ３２の回転位置と通電相との同期がとれた後でも、トルクが小さい１相通電では、ロータ３２が振動するため、１相通電の時間Ｔ１を短くして、できるだけ速やかに次の２相通電に切り換えることで、ロータ３２の振動を速やかに停止させてエンコーダ４６の出力信号を安定させるようにしている。

このように、初期駆動時に通電相の切り換えを一巡させれば、初期駆動が終了するまでに、いずれかの通電相で必ずロータ３２の回転位置と通電相とが一致して、それ以後、通電相の切り換えに同期してロータ３２が回転して、このロータ３２の回転に同期してエンコーダ４６からＡ相信号及びＢ相信号が出力されるようになる。

この初期駆動中に、エンコーダ４６のＡ相信号及びＢ相信号の立ち上がり／立ち下がりの両方のエッジをカウントする。従って、初期駆動終了時のエンコーダカウント値を見れば、初期駆動が終了するまでにロータ３２が実際に通電相の切り換えに同期して回転した角度（回転量）が分かり、それによって、初期駆動終了時のエンコーダカウント値とロータ３２の回転位置と通電相との対応関係が分かる。

図８の例では、初期駆動時に最初の通電相（Ｗ相）からロータ３２が回転し、通電相の切り換え毎にロータ３２が７．５°ずつ回転してエンコーダカウント値が２ずつカウントアップし、初期駆動終了時にエンコーダカウント値が１２となる。

これに対し、例えば、初めの３回の励磁（Ｗ相通電→ＵＷ相通電→Ｕ相通電）でロータ３２が回転しない場合、つまり４回目以降の励磁（ＵＶ相通電→Ｖ相通電→ＶＷ相通電）でロータ３２の回転位置と通電相とが同期してロータ３２が３回の励磁分だけ回転する場合は、初期駆動終了時までにロータ３２が７．５°×３＝２２．５°回転して、エンコーダカウント値が２×３＝６となる。従って、初期駆動終了時のエンコーダカウント値を見れば、初期駆動が終了するまでにロータ３２が実際に通電相の切り換えに同期して回転した角度（回転量）が判明する。

初期駆動の最後の通電相は、常にＶＷ相となるが、エンコーダカウント値は、必ずしも１２になるとは限らず、例えば８、或は４である場合もある。初期駆動終了後の通常駆動時には、エンコーダカウント値に基づいて通電相が決定されるため、初期駆動によるエンコーダカウント値のずれを修正することにより、通常駆動時に正しい通電相を選択することができる。

初期駆動終了後は、通常のモータ制御に移行し、図８に示すように、まず初期駆動終了時の通電相（ＶＷ相）と同じ相に例えば１０ｍｓ通電してロータ３２の位置を初期駆動終了時の位置に保持し、その後、フィードバック制御により、その時点のエンコーダカウント値と初期位置ずれ学習値とに基づいて通電相を切り換えてロータ３２を目標位置Ａｃｎｔの方向へ回転させる。これにより、ロータ３２の回転位置（エンコーダカウント値）が目標位置Ａｃｎｔから例えば０．５°以内に到達した時点で、通電相の切り換えを終了してロータ３２を停止させ、その後は、同じ相に通電し続けてロータ３２の停止状態を保持し、この保持状態を例えば５０ｍｓ継続する。この後、目標位置Ａｃｎｔが変化しなければ、通電を停止する。

ところで、初期駆動を実行するためにはモータ１２に連続的に通電する必要があるため、モータ１２が発熱やすい。通常、電源投入後は暫くモータ１２の電源を切断しないため、初期駆動は１回で済むが、使用者が遊び感覚等で電源投入と切断の操作（イグニッションスイッチ５２のオン／オフの切換操作）を繰り返すと、初期駆動が何回も繰り返されて、モータ１２の温度が上昇してしまい、モータ１２の寿命低下や故障の原因となる懸念がある。

そこで、本実施例１では、初期駆動終了後は所定の禁止期間が経過するまで初期駆動の実行を禁止して、仮に使用者が遊び感覚等で電源投入と切断の操作を繰り返しても、初期駆動が繰り返し実行されることを未然に防止するようにしている。ここで、禁止期間は、初期駆動実行中にモータ１２の発熱により上昇した該モータ１２の温度又はエンコーダ４６の温度が所定の許容温度以下に冷却されるまでの期間以上の期間（時間）に設定されている。この禁止期間は、予め設定した一定の時間としても良いし、モータ１２の温度等に応じて変化させても良い。モータ１２の温度は、温度センサで検出しても良いし、初期駆動時のモータ１２の通電電流量等に基づいて推定しても良い。

更に、本実施例１では、初期駆動終了後、上記禁止期間内に電源切断操作（イグニッションスイッチ５２のオフ操作）が行われても、メインリレー５１を切断せずにレンジ切換制御装置４２への電源供給を継続するようにしている。このようにすれば、初期駆動終了後の禁止期間内に電源切断操作が行われても、禁止期間が経過するまでは電源供給が継続されて初期駆動による学習状態が保持されるため、禁止期間内に再度電源投入操作が行われれば、初期駆動を行うことなく、直ちに通常のモータ制御に移行することができる。

以上説明した本実施例１の電源切換操作時の制御は、レンジ切換制御装置４２のＥＣＵ４１によって図９の電源切換操作時制御ルーチンに従って実行される。本ルーチンは、レンジ切換制御装置４２への電源供給中に所定周期で繰り返し実行され、特許請求の範囲でいう初期駆動禁止手段としての役割を果たす。

本ルーチンが起動されると、まずステップ１０１で、初期駆動が終了したか否かを判定し、初期駆動終了前と判定されれば、初期駆動終了後の経過時間をカウントする経過時間カウンタのカウント値Ｔ１を“０”に維持（又はクリア）して本ルーチンを終了する。

その後、本ルーチンが起動された時に、上記ステップ１０１で、初期駆動が終了したと判定されれば、ステップ１０３に進み、経過時間カウンタのカウント値Ｔ１を１カウントアップして、初期駆動終了後の経過時間をカウントする。この後、ステップ１０４に進み、経過時間カウンタのカウント値Ｔ１が禁止期間に相当する所定値未満であるか否かを判定し、経過時間カウンタのカウント値Ｔ１が所定値未満であれば、初期駆動が禁止された禁止期間内であると判断して、そのまま本ルーチンを終了する。これにより、禁止期間内には初期駆動が禁止される。

その後、上記ステップ１０４で、経過時間カウンタのカウント値Ｔ１が所定値になったと判定された時点で、初期駆動終了後の禁止期間が経過したと判断して、ステップ１０５に進み、イグニッションスイッチ５２がオフ（ＯＦＦ）されたか否かを判定し、イグニッションスイッチ５２がオフされていないと判定されれば、そのまま本ルーチンを終了する。

その後、上記ステップ１０５で、イグニッションスイッチ５２がオフされたと判定された時点で、ステップ１０６に進み、メインリレー５１をオフしてレンジ切換制御装置４２への電源供給を遮断して本ルーチンを終了する。

以上説明した本実施例１によれば、初期駆動終了後に所定の禁止期間が経過するまで初期駆動の実行を禁止するようにしたので、仮に使用者が遊び感覚等で電源投入と切断の操作を繰り返しても、初期駆動が繰り返し実行されることを未然に防止できて、モータ１２の発熱（温度上昇）を抑えて、モータ１２の寿命低下や故障を未然に防止できる。

しかも、初期駆動終了後の禁止期間内に電源切断操作が行われても、禁止期間が経過するまでは電源供給が継続されて初期駆動による学習状態が保持されるため、禁止期間内に再度電源投入操作が行われれば、初期駆動を行うことなく、直ちに通常のモータ制御に移行することができる。

上記実施例１では、初期駆動終了後に所定の禁止期間が経過するまで初期駆動の実行を禁止するようにしたが、本発明の実施例２では、図１０の電源切換操作時制御ルーチンを実行することで、レンジ切換制御装置４２への電源切断操作（イグニッションスイッチ５２のオフ操作）が行われたときに所定の禁止期間が経過するまでメインリレー５１を切断せずに電源供給を継続するようにしている。その他の事項は、上記実施例１と同じである。

以下、本実施例２で実行する図１０の電源切換操作時制御ルーチンの処理内容を説明する。本ルーチンは、ＥＣＵ４１によってレンジ切換制御装置４２への電源供給中に所定周期で繰り返し実行され、特許請求の範囲でいう電源制御手段としての役割を果たす。

本ルーチンが起動されると、まずステップ２０１で、イグニッションスイッチ５２がオフ（ＯＦＦ）されたか否かを判定し、イグニッションスイッチ５２がオフされていないと判定されれば、ステップ２０２に進み、電源切断操作後の経過時間をカウントする経過時間カウンタのカウント値Ｔ２“０”に維持（又はクリア）して本ルーチンを終了する。

その後、本ルーチンが起動された時に、上記ステップ２０１で、イグニッションスイッチ５２がオフされたと判定されれば、ステップ２０３に進み、経過時間カウンタのカウント値Ｔ２を１カウントアップして、電源切断操作後の経過時間をカウントする。この後、ステップ２０４に進み、経過時間カウンタのカウント値Ｔ２が禁止期間に相当する所定値未満であるか否かを判定し、経過時間カウンタのカウント値Ｔ２が所定値未満であれば、電源切断が禁止された禁止期間内であると判断して、そのまま本ルーチンを終了する。

その後、上記ステップ２０４で、経過時間カウンタのカウント値Ｔ２が所定値になったと判定された時点で、電源切断操作後の禁止期間が経過したと判断して、ステップ２０５に進み、メインリレー５１をオフしてレンジ切換制御装置４２への電源供給を遮断して本ルーチンを終了する。

以上説明した本実施例２によれば、レンジ切換制御装置４２への電源切断操作が行われたときに、所定の禁止期間が経過するまでメインリレー５１を切断せずに電源供給を継続するようにしたので、電源切断操作後、禁止期間が経過するまでは電源供給が継続されて、初期駆動による学習状態を保持できる。このため、禁止期間内に再度電源投入操作が行われれば、初期駆動を行うことなく、直ちに通常のモータ制御に移行することができるため、仮に使用者が遊び感覚等で電源投入と切断の操作を繰り返しても、初期駆動が繰り返し実行されることを未然に防止できて、モータ１２の発熱（温度上昇）を抑えて、モータ１２の寿命低下や故障を未然に防止できる。

尚、初期駆動の実行途中で電源切断操作が行われることが考えられるが、この場合は、電源切断操作後も電源供給が継続される禁止期間内に初期駆動を継続できるため、初期駆動完了後に、禁止期間内に再度電源投入操作が行われれば、初期駆動を行うことなく、直ちに通常のモータ制御に移行することができる。

尚、エンコーダ４６は、磁気式のエンコーダに限定されず、例えば、光学式のエンコーダやブラシ式のエンコーダを用いても良い。
また、上記各実施例１，２では、モータ１２としてスイッチトリラクタンスモータ（ＳＲモータ）を用いたが、エンコーダの出力信号のカウント値に基づいてロータの回転位置を検出してモータの通電相を順次切り換えるブラシレス型の同期モータであれば、ＳＲモータに限定されず、他の種類のブラシレス型の同期モータであっても良い。

また、上記各実施例１，２のレンジ切換装置は、ＰレンジとＮｏｔＰレンジの２つのレンジを切り換える構成であるが、例えば、ディテントレバー１５の回動動作に連動して自動変速機のレンジ切換弁とマニュアルバルブを切り換えて、自動変速機のＰ、Ｒ、Ｎ、Ｄ、…の各レンジを切り換えるレンジ切換装置にも本発明を適用して実施できる。

その他、本発明は、レンジ切換装置に限定されず、ＳＲモータ等のブラシレス型の同期モータを駆動源とする各種の位置切換装置に適用して実施できることは言うまでもない。

１１…レンジ切換機構、１２…モータ、１４…出力軸センサ、１５…ディテントレバー、１８…パーキングロッド、２０…パーキングギヤ、２１…ロックレバー、２３…ディテントバネ、２４…Ｐレンジ保持凹部、２５…ＮｏｔＰレンジ保持凹部、２６…減速機構、２７…自動変速機、３１…ステータ、３２…ロータ、３３，３４…巻線、３５，３６…モータ励磁部、３７，３８…モータドライバ、４１…ＥＣＵ（初期駆動制御手段，初期駆動禁止手段，電源制御手段）、４６…エンコーダ、５０…バッテリ、５１…メインリレー（電源スイッチ）、５２…イグニッションスイッチ

Claims (4)

1. モータと、前記モータのロータ回転に伴って所定角度間隔でパルス信号を出力するエンコーダとを備え、前記エンコーダの出力信号のカウント値に基づいて前記ロータの回転位置を検出して前記モータの通電相を順次切り換えることで前記ロータを回転駆動するモータ制御装置において、
   該モータ制御装置への電源投入後に前記エンコーダの出力信号のカウント値と前記ロータの回転位置と通電相との対応関係を学習するために所定のパターンにて通電相を切り換える初期駆動を実行する初期駆動制御手段と、
   前記初期駆動制御手段による初期駆動終了後は所定の禁止期間が経過するまで前記初期駆動の実行を禁止する初期駆動禁止手段と
   を備えていることを特徴とするモータ制御装置。
2. 前記禁止期間は、前記初期駆動実行中に前記モータの発熱により上昇した該モータの温度又は前記エンコーダの温度が所定温度以下に冷却されるまでの期間以上の期間に設定されていることを特徴とする請求項１に記載のモータ制御装置。
3. 前記初期駆動禁止手段は、前記初期駆動終了後、前記禁止期間内に電源切断操作が行われても電源スイッチを切断せずに該モータ制御装置への電源供給を継続することを特徴とする請求項１又は２に記載のモータ制御装置。
4. モータと、前記モータのロータ回転に伴って所定角度間隔でパルス信号を出力するエンコーダとを備え、前記エンコーダの出力信号のカウント値に基づいて前記ロータの回転位置を検出して前記モータの通電相を順次切り換えることで前記ロータを回転駆動するモータ制御装置において、
   該モータ制御装置への電源投入後に前記エンコーダの出力信号のカウント値と前記ロータの回転位置と通電相との対応関係を学習するために所定のパターンにて通電相を切り換える初期駆動を実行する初期駆動制御手段と、
   該モータ制御装置への電源切断操作が行われたときに所定期間が経過するまで電源スイッチを切断せずに該モータ制御装置への電源供給を継続する電源制御手段と
   を備えていることを特徴とするモータ制御装置。

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