JP2013059162A - 駆動装置 - Google Patents

Abstract

【課題】ロータの回転を機械的に停止させて基準位置を求める突当学習時の突当トルクの精度を高める。
【解決手段】通電開始時にロータが回転する状態で電動モータを通電して励磁相の飽和電流値を検出し、検出した飽和電流値に応じて突当学習の実行時のデューティ比を算出して、突当学習を実施する際における電動モータの出力を「予め設定した目標トルク」に低減させる。これにより、諸条件により電動モータの電流の流れ易さが変化しても、突当トルクを目標トルクにコントロールすることができ、突当トルクの精度を高めることができる。突当トルクが与えられる電動アクチュエータの出力系や、パーキング切替機構のディテント機構等の機械的な負担の変動を抑えることができ、シフトバイワイヤ（パーキングバイワイヤ）の耐久性を高めることができる。
【選択図】 図９

Description

本発明は、電動モータを用いて駆動対象物を駆動する駆動装置に関し、特にロータの回転が機械的に停止した角度、あるいは機械的に停止した角度を補正した角度を、基準位置として設定する突当学習（壁当学習）の技術に関する。

電動モータのロータを目標回転位置まで回転させる際、ロータの回転角度を検出するエンコーダのカウント値が、目標回転位置に対応した目標カウント値に達するまでロータを回転させるモータ制御装置が知られている。

ロータの回転角度を正確に制御するには、「ロータの実際の回転角（実回転角）」と「エンコーダを介してモータ制御装置が認識するロータの回転角（推定回転角）」とを一致させる必要がある。
「ロータの実際の回転角」と「エンコーダを介してモータ制御装置が認識するロータの回転角」とを対応させる技術として、モータ制御装置には、ロータの回転が機械的に停止した角度、あるいは機械的に停止した角度を補正した角度を、基準位置として設定する突当学習手段（突当学習を行う手段）が搭載される。

突当学習では、電動モータを通電してロータを回転させ、ロータが機械的に停止した時のロータの角度を求めるものであるため、ロータが機械的に停止する時の電動モータの出力トルク（以下、「突当トルク」と称する）が与えられる範囲の部材に機械的な負担を加える。

突当学習が実施される際の機械的な負担を軽減する技術として、特許文献１に開示される技術が提案されている。
この特許文献１に開示される技術は、ロータが機械的に停止する時の電動モータの駆動電流値を、予め定めた一定デューティ比によって低下させることで突当トルクを低減するものである。

しかるに、電動モータ（具体的には励磁コイル等）は、温度（環境温度、受熱温度、予熱温度等）などの諸条件により、電流の流れ易さが変化する。
このため、一定デューティ比による駆動電流を電動モータに与えても、実際に電動モータを流れる実電流値が増減する可能性があり、突当トルクが変動して、機械的な負担が変動する不具合があった。

特開２００８−１４１８１１号公報

本発明は、上記問題点に鑑みてなされたものであり、その目的は、突当トルクの精度を高めることのできる駆動装置の提供にある。

［請求項１の手段］
モータ制御装置は、
（ａ）ロータが機械的に停止する以前に、電動モータを通電した際における実際に電動モータを流れる実電流値を検出し、
（ｂ）検出した実電流値に応じて突当学習の実施時における電動モータの出力トルクを低減させる。
このため、温度などの諸条件により電動モータの電流の流れ易さが変化しても、突当トルクを目標トルクにコントロールすることができ、突当トルクの精度を高めることができる。
その結果、突当トルクが与えられる部材の機械的な負担が変動する不具合がなく、駆動装置（電動モータを用いて駆動対象物を駆動する装置：例えば、シフトバイワイヤ等）の信頼性を高めることができる。

［請求項２の手段］
モータ制御装置が検出する実電流値は、電動モータを所定時間以上通電した時の励磁コイルの電流値である。
電動モータを所定時間以上通電することで、励磁コイルの飽和電流値を検出することができる。その結果、飽和電流値に基づいて電動モータの出力トルクを低減させることができるため、突当トルクの精度を高めることができる。

［請求項３の手段］
モータ制御装置は、電動モータに与える駆動電流値を調整することで、電動モータの出力トルクを低減させるものである。

［請求項４の手段］
モータ制御装置は、検出した実電流値が大きいほど、電動モータに与えられる駆動電流値を小さくするものである。
これにより、温度などの諸条件により電動モータの電流の流れ易さが変化しても、突当トルクを略一定に調整できる。

［請求項５の手段］
モータ制御装置は、電動モータに与える駆動電流値のパルス制御により、電動モータの出力トルクを低減させるものである。
即ち、ＰＷＭ（パルス幅変調）制御、ＰＡＭ（パルス振幅変調）制御、ＰＰＭ（パルス位置変調）制御、ＰＣＭ（パルス符号変調）制御などのパルス制御を用いて、電動モータの出力トルクを低減させるものである。

［請求項６の手段］
モータ制御装置は、電動モータに電流を与えるパルスのＯＮ時間と、電動モータに電流を与えないパルスのＯＦＦ時間との比率により、電動モータの出力トルクを低減させるものである。
即ち、ＰＷＭ制御を用いて、電動モータの出力トルクを低減させるものである。

［請求項７の手段］
モータ制御装置は、検出した実電流値が大きいほど、電動モータに電流を与えるパルスのＯＮ時間の比率を小さくするものである。
これにより、温度などの諸条件により電動モータの電流の流れ易さが変化しても、突当トルクを略一定に調整できる。

車両のシステム構成を示すブロック図である。 パーキング切替機構の説明用斜視図である。 ディテントプレートの平面図である。 ディテント機構の説明図である。 電動モータの回転量の説明図である。 電動モータの駆動回路の構成図である。 初期学習で実施される励磁相の通電制御と実電流値との関係を示すタイムチャートである。 初期学習で検出される実電流値と駆動電流制御に用いられるデューティ比との関係を示すグラフである。 制御例を示すフローチャートである。 電源スイッチのＯＮ後の作動を示すタイムチャートである。

図面を参照して［発明を実施するための形態（実施形態）］を説明する。
駆動装置は、電動モータ１（例えば、ＳＲモータ等のステッピングモータ）を用いて駆動対象物２（例えば、パーキング切替機構、シフトレンジ切替機構など）を駆動するものであり、電動モータ１の通電制御を行うモータ制御装置３を備えて構成される。

このモータ制御装置３は、駆動対象物２を駆動する際、エンコーダ４のカウント値が目標カウント値に達するまでロータを回転させる。
このため、モータ制御装置３は、「ロータの実際の回転角」と「エンコーダ４を介してモータ制御装置３が認識するロータの回転角」とを一致させるために、ロータの回転が機械的に停止した角度、あるいは機械的に停止した角度を補正した角度を、基準位置として設定する突当学習を行う機能を備える。

そして、モータ制御装置３は、突当学習を行う際に、
（ａ）ロータが機械的に停止する以前に電動モータ１を通電した際において実際に電動モータ１を流れる実電流値を検出し、
（ｂ）検出した実電流値に応じて突当学習の実施時における電動モータ１の出力トルクを低減させる。

突当学習の実施時に電動モータ１の出力トルクを低減させる一例を説明する。
突当学習の開始条件が成立した場合（例えば、通電開始時など）、あるいは突当学習の開始指示が与えられた場合、モータ制御装置３は、電動モータ１を所定時間通電して電動モータ１の実電流値（飽和電流値）を電流センサ５によって検出する。
次に、モータ制御装置３は、検出した実電流値に基づいて、突当学習の実施時における電動モータ１の駆動電流値を決定する。具体的には、検出した実電流値が大きいほど、電動モータ１の駆動電流の制御を行うデューティ比（ＰＷＭ制御に用いるパルスのＯＮ−ＯＦＦの比率）におけるＯＮ時間の比率を小さくして、突当学習の実施時における電動モータ１の出力トルクを低減させる。

これにより、温度などの諸条件により電動モータ１の電流の流れ易さが変化しても、突当トルクを目標トルク（ほぼ一定のトルク）にコントロールすることができ、突当トルクの精度を高めることができる。
その結果、突当トルクが与えられる部材の機械的な負担が変動する不具合がなく、駆動装置および駆動対象物の信頼性を高めることができる。

以下において本発明をパーキングバイワイヤ（シフトバイワイヤの一形態）に適用した一例（実施例）を図面を参照して説明する。以下における実施例は具体的な一例を開示するものであって、本発明が実施例に限定されないことは言うまでもない。なお、以下の実施例において、上記［発明を実施するための形態］と同一符号は、同一機能物を示すものである。

（車両のシステム構成の説明）
先ず、図１を参照して車両のシステム構成を説明する。
この車両は、
・車両走行用の回転出力を発生するエンジン６（電気自動車用電動モータ、あるいは内燃機関等）と、
・エンジン６の回転出力を変速して出力する自動変速機７（無段変速機、あるいは有段変速機）と、
を搭載する。

また、図１に示す車両は、
・エンジン６の駆動制御を行うＥ／Ｇ−ＥＣＵ１１と、
・パーキングバイワイヤの制御（具体的には後述する電動アクチュエータ２７の駆動制御）を行うＳＢＷ−ＥＣＵ３（モータ制御装置の一例）と、
・自動変速機７の変速制御を行うＡ／Ｔ−ＥＣＵ１３と、
・車両乗員に視覚表示を行うメータの作動制御を行うメータＥＣＵ１４と、
を搭載する。

これらの各ＥＣＵは、電源供給ライン１５および信号受渡ライン１６と接続されている。
電源供給ライン１５は、例えば、乗員（ドライバ）によって操作される車両電源スイッチ（スタートスイッチ）を介して、車両に搭載されたバッテリ１７の電源端子（プラス端子）に接続されるものである。
このため、車両電源スイッチがＯＮされることにより、バッテリ１７から各ＥＣＵへ電力が供給されて、各ＥＣＵが起動する。即ち、車両電源スイッチがＯＮされることにより、パーキングバイワイヤも起動するものである。

ここで、図１に示す各符号について説明する。
エンジン６には、エンジン６の回転状態を検出する回転センサ２１が搭載されており、この回転センサ２１の出力がＥ／Ｇ−ＥＣＵ１１に付与される。
自動変速機７には、パーキング切替機構２の実際の切替状態がＰレンジであるか非Ｐレンジであるかの検出を行うニュートラルスイッチ２２（パーキング状態検出スイッチ）が搭載されており、このニュートラルスイッチ２２の出力がＥ／Ｇ−ＥＣＵ１１、ＳＢＷ−ＥＣＵ３、メータＥＣＵ１４に付与される。

自動変速機７には、変速状態を切り替えるための電動バルブ（電磁弁等）２３が搭載されており、この電動バルブ２３はＡ／Ｔ−ＥＣＵ１３によって通電制御される。
自動変速機７には、変速状態の切り替えを実行する摩擦係合装置への供給油圧の検出を行う油圧センサ２４が搭載されており、この油圧センサ２４の出力がＡ／Ｔ−ＥＣＵ１３に付与される。

ＳＢＷ−ＥＣＵ３には、乗員（ドライバ）によって操作されるシフトスイッチ２５が接続されている。
具体的な一例として、シフトスイッチ２５は、乗員（ドライバ）による手動操作によってシフトレンジをドライブレンジ（Ｄ）、ニュートラルレンジ（Ｎ）、リバースレンジ（Ｒ）、パーキングレンジ（Ｐ）などの各レンジに切り替えるスイッチである。

なお、シフトスイッチ２５の出力は、ＳＢＷ−ＥＣＵ３を介してＡ／Ｔ−ＥＣＵ１３にも出力される。
Ａ／Ｔ−ＥＣＵ１３は、シフトスイッチ２５の指示（シフトレンジの切替指示）に基づき、自動変速機７内の駆動機構（無段変速ベルト等を用いた無段変速機構、あるいは遊星歯車等を用いた有段変速機構）の実レンジの切り替え制御を行うとともに、現在のシフトレンジの状態をメータＥＣＵ１４に出力する。
一方、車両における乗員（ドライバ）の視認範囲（メータパネル等）には、現状のシフトレンジの状態を乗員に視覚表示するレンジ表示器２６が設けられており、このレンジ表示器２６がメータＥＣＵ１４によって表示状態が制御される。

（パーキングバイワイヤの説明）
パーキングバイワイヤは、シフトスイッチ２５の指示に基づいて、自動変速機７に搭載されたパーキング切替機構２を、Ｐレンジ（パーキングポジション）または非Ｐレンジ（ノットパーキングポジション）の一方に切り替えるものであり、
・上述したＳＢＷ−ＥＣＵ３と、
・パーキング切替機構２に機械的な駆動力を付与する電動アクチュエータ２７と、
を用いて構成される。

この電動アクチュエータ２７は、
・励磁相の通電状態を切り替えることにより回転する電動モータ１と、
・この電動モータ１の回転出力を増大させる減速機（例えば、サイクロイド減速機、遊星歯車減速機等）と、
を備える。
なお、減速機を搭載しない電動アクチュエータ２７であっても良い。

また、電動アクチュエータ２７には、電動モータ１（即ち、ロータおよびモータ出力軸）の回転角度を検出するエンコーダ４が搭載されており、エンコーダ４の検出信号をＳＢＷ−ＥＣＵ３に出力している。

エンコーダ４は、ロータの回転角度を非接触で検出するロータリーエンコーダであり、・電動モータ１の回転部材（ロータ、モータ出力軸等）に直接または部材を介して取り付けられる磁束発生部（例えば、周方向にＮ極とＳ極が交互に多数並んで着磁されたフェライト樹脂マグネット等）と、
・電動モータ１の固定部材（ステータ、モータハウジング等）に直接または部材を介して取り付けられ、磁束発生部に対向配置される磁束検出部（ホールＩＣ等）と、
から構成されて、電動モータ１の回転状態の検出を行う。
なお、具体的な一例として、エンコーダ４は、複数相信号（Ａ相、Ｂ相あるいはＡ相、Ｂ相、Ｚ相の信号）を出力するタイプのロータリーエンコーダである。

（パーキング切替機構２の説明）
次に、図２を参照してパーキング切替機構２を説明する。
パーキング切替機構２は、車両の駆動軸（ドライブシャフト等）と連動して回転するパーキングギヤ３１に、固定部材（自動変速機７のハウジング等）によって回動可能に支持されるパークポール３２の噛合および噛合解除を実行させて、パーキングギヤ３１のロック（Ｐレンジ）とアンロック（非Ｐレンジ）の切り替えを実行するものである。
具体的に、パーキングギヤ３１の凹部３１ａとパークポール３２の凸部３２ａの係脱によってパーキング切替機構２のＰレンジと非Ｐレンジの切り替えが実行されるものである。

パーキング切替機構２には、パークポール３２を駆動するためのパークロッド３３が設けられている。
このパークロッド３３の先端には、自動変速機７のハウジングに設けられた突出部３４とパークポール３２の間に介在配置される円錐部３５が設けられている。
図２の状態（非Ｐレンジの状態）からパークロッド３３を図２中矢印Ａ方向へ操作すると、円錐部３５がパークポール３２を押し上げる。すると、パークポール３２が軸３２ｂを中心に図２中矢印Ｂ方向に押し上げ、パークポール３２の凸部３２ａがパーキングギヤ３１の凹部３１ａに噛合して、パーキング切替機構２におけるＰレンジが達成される。

逆に、Ｐレンジの状態からパークロッド３３を図２中矢印Ａ方向とは反対側に操作すると、円錐部３５がパークポール３２を押し上げる力が無くなる。ここで、パークポール３２は、図示しないねじりコイルバネにより、図２中矢印Ｂ方向とは反対方向に常に付勢されている。このため、円錐部３５によるパークポール３２の押し上げる力が無くなると、パークポール３２の凸部３２ａがパーキングギヤ３１の凹部３１ａから外れ、パーキングギヤ３１がフリーになり、パーキング切替機構２における非Ｐレンジが達成される。

パーキング切替機構２には、パークロッド３３の操作位置を、Ｐレンジの位置、あるいは非Ｐレンジの位置のいずれか一方に保持するためのディテント機構３６が設けられている。

ディテント機構３６は、
・パークロッド３３と結合されて、パークロッド３３を、図２中矢印Ａ方向または反対方向に操作するディテントプレート３７と、
・ディテントプレート３７の回動端に形成された２つの凹部（Ｐレンジ凹部Ｘと非Ｐレンジ凹部Ｙ：図３参照）の一方にローラピン（コロ）３８を嵌め合わせてディテントプレート３７の回動を規制するディテントスプリング３９と、
を備えて構成される。

ディテントプレート３７は、電動アクチュエータ２７によって駆動されるコントロールロッド４１に結合され、コントロールロッド４１を中心に回動操作される。

そして、非Ｐレンジから電動アクチュエータ２７の出力により、コントロールロッド４１を図２中矢印Ｃ方向から見て右回りに回転させると、パークロッド３３が図２中矢印Ａ方向へ操作され、円錐部３５がパークポール３２を押し上げてＰレンジが達成される。
このとき、ローラピン３８がＰレンジ凹部Ｘに嵌まり合うことで、パーキング切替機構２のＰレンジが保持される。

逆に、Ｐレンジから電動アクチュエータ２７の出力により、コントロールロッド４１を図２中矢印Ｃ方向から見て左回りに回転させると、パークロッド３３が図２中矢印Ａ方向とは反対側に操作され、円錐部３５によるパークポール３２の押し上げが解除されて非Ｐレンジが達成される。
このとき、ローラピン３８が非Ｐレンジ凹部Ｙに嵌まり合うことで、パーキング切替機構２の非Ｐレンジが保持される。

この実施例では、ディテントスプリング３９の一例として、板バネを用いる例を示す。ディテントスプリング３９の一端は、固定部材４２（自動変速機７のハウジング等）に固定支持されるものであり、ローラピン３８はディテントスプリング３９の自由端側に設けられるものである。
なお、この実施例では、ディテントスプリング３９の一例としては板バネを用いるが、限定されるものではなく、ディテントスプリング３９にコイルスプリングを用いるなど他のディテント構造であっても良い。

（ＳＢＷ−ＥＣＵ３の説明）
電動アクチュエータ２７（具体的には電動モータ１）の通電制御を行うＳＢＷ−ＥＣＵ３を図６を参照して説明する。
ＳＢＷ−ＥＣＵ３が通電制御する電動モータ１は、複数の励磁相（励磁コイル）が搭載されるステータと、各励磁相の通電状態に応じて発生する磁気により駆動されるロータとを備える周知のＳＲモータである。なお、以下では、具体的な励磁相としてＵ相コイル、Ｖ相コイル、Ｗ相コイルを用いるものであり（限定されるものではない）、ＳＢＷ−ＥＣＵ３が各励磁相の通電状態（磁気の発生状態）を切り替えることでロータが駆動される。

電動モータ１を通電制御するＳＢＷ−ＥＣＵ３は、
・各励磁相の通電状態を決定するマイコン４３と、
・このマイコン４３の出力信号に基づいて各励磁相の通電状態の切り替えを実行する駆動回路４４と、
を備えて構成される。

マイコン４３は、各種演算処理を行うＣＰＵ、各種プログラムおよびデータを保存するメモリ、入力回路、出力回路、電源回路等を用いた周知構造のマイクロコンピュータであり、
・シフトスイッチ２５の操作状態を読み取る『指示レンジ読取手段』、
・エンコーダ４の出力（Ａ相、Ｂ相、Ｚ相等によるカウント値）からロータの回転速度、回転量（回転した数量）、回転角度を把握する『エンコーダ読取手段』、
・『指示レンジ読取手段』と『エンコーダ読取手段』に基づき「乗員（ドライバ）により指示されるＰレンジまたは非Ｐレンジ」と「パーキング切替機構２における実際の切替レンジ」が一致するように各励磁相を通電制御する『励磁相制御手段』、
・現在のパーキング切替機構２の切替状態を識別する『シフトレンジ識別手段』など、
種々の制御プログラムが搭載されている。

駆動回路４４は、
・Ｕ相コイルの通電状態の切り替えを行うスイッチング素子４４ａ（例えば、ＭＯＳＦＥＴ等のパワートランジスタ）、
・Ｖ相コイルの通電状態の切り替えを行うスイッチング素子４４ｂ（例えば、ＭＯＳＦＥＴ等のパワートランジスタ）、
・Ｗ相コイルの通電状態の切り替えを行うスイッチング素子４４ｃ（例えば、ＭＯＳＦＥＴ等のパワートランジスタ）、
を備える。
そして、各スイッチング素子４４ａ〜４４ｃがマイコン４３から与えられる指示信号（マイコン４３によってデューティ比制御されるＰＷＭのパルス信号）に応じてＯＮ−ＯＦＦするものである。

（励磁相制御手段の説明）
上述した『励磁相制御手段』は、電動モータ１のロータを目標回転位置まで回転させる際、エンコーダ４のカウント値が、目標回転位置に対応した目標カウント値に達するまでロータを回転させる制御を含むものである。
即ち、『励磁相制御手段』は、
・非Ｐレンジの状態からＰレンジに切り替える際、エンコーダ４のカウント値がＰレンジに応じて設定された目標カウント値に達するまでロータを回転させ、
・逆に、Ｐレンジの状態から非Ｐレンジに切り替える際、エンコーダ４のカウント値が非Ｐレンジに応じて設定された目標カウント値に達するまでロータを回転させる制御を行うものである。

この技術をさらに具体的に説明する。
ディテントプレート３７の回動端には、図３に示すように、ロータの回転を機械的に停止させる２つの壁（「Ｐ壁Ｘ’」と「非Ｐ壁Ｙ’」）が設けられている。
Ｐ壁Ｘ’は、Ｐレンジの状態（Ｐレンジ凹部Ｘにローラピン３８が嵌まり合った状態）で、ディテントプレート３７に、図３の右回りの駆動力を与えても、ローラピン３８を機械的にＰレンジ凹部Ｘにとどめる壁である。
また、非Ｐ壁Ｙ’は、非Ｐレンジの状態（非Ｐレンジ凹部Ｙにローラピン３８が嵌まり合った状態）で、ディテントプレート３７に、図３の左回りの駆動力を与えても、ローラピン３８を機械的に非Ｐレンジ凹部Ｙにとどめる壁である。

そして、『励磁相制御手段』は、非Ｐレンジの状態からＰレンジに切り替える際、Ｐ壁Ｘ’がローラピン３８に衝突しないように電動モータ１を制御する。具体的には、Ｐ壁Ｘ’がローラピン３８に衝突する手前の位置でロータの回転を停止する。この時のエンコーダ４のカウント値を「Ｐ目標回転位置（図５参照）」と称する。

同様に、『励磁相制御手段』は、Ｐレンジの状態から非Ｐレンジに切り替える際、非Ｐ壁Ｙ’がローラピン３８に衝突しないように電動モータ１を制御する。具体的には、非Ｐ壁Ｙ’がローラピン３８に衝突する手前の位置でロータの回転を停止する。この時のエンコーダ４のカウント値を「非Ｐ目標回転位置（図５参照）」と称する。
この制御により、切り替え毎におけるローラピン３８の衝突が防がれるため、機械的な負荷を大幅に低減することができ、機械的部品の軽量化や低コスト化を図ることが可能になる。

（シフトレンジ識別手段の説明）
上述した『シフトレンジ識別手段』は、
・ニュートラルスイッチ２２によって検出されるパーキング切替機構２の切替状態、
・あるいはエンコーダ４のカウント値（ディテントプレート３７の回動角度）、
の少なくとも一方に基づいて現在のシフトレンジ（Ｐレンジまたは非Ｐレンジ）を決定する。

エンコーダ４のカウント値から現在のシフトレンジ（Ｐレンジまたは非Ｐレンジ）を決定する具体例を説明する。
シフトレンジの判定基準として、図５に示すように、エンコーダ４のカウント値（ロータの回転量＋回転角度）に応じた「Ｐロック判定位置」および「Ｐ解除判定位置」を設定する。

「Ｐロック判定位置」は、「Ｐ目標回転位置」から所定カウント値だけ非Ｐレンジ側に設定した判定値である。そして、エンコーダ４のカウント値が、「Ｐ壁位置（Ｐ壁Ｘ’側の機械的な停止位置）」から「Ｐロック判定位置」の範囲にあるときに、シフトレンジがＰレンジであると判定する。
「Ｐ解除判定位置」は、「非Ｐ目標回転位置」から所定カウント値だけＰレンジ側に設定した判定値である。そして、エンコーダ４のカウント値が、「非Ｐ壁位置（非Ｐ壁Ｙ’側の機械的な停止位置）」から「Ｐ解除判定位置」の範囲にあるときに、シフトレンジが非Ｐレンジであると判定する。
なお、電動モータ１の回転量がＰロック判定位置からＰ解除判定位置の間にあるときは、シフトレンジが不定、またはシフトレンジが切替中であると判定する。

（ＳＢＷ−ＥＣＵ３の通電開始時のシフトレンジの設定の説明）
また、『シフトレンジ識別手段』は、ＳＢＷ−ＥＣＵ３の通電が開始された時も、
・ニュートラルスイッチ２２によって検出されるパーキング切替機構２の切替状態、
・あるいはＳＢＷ−ＥＣＵ３の記憶値や車両の状態、
の少なくとも一方に基づいて現在のシフトレンジ（Ｐレンジまたは非Ｐレンジ）を決定する。

ニュートラルスイッチ２２の検出結果を用いずに、現在のシフトレンジを決定する具体例を説明する。
ＳＢＷ−ＥＣＵ３は、前回の車両電源スイッチのＯＦＦ時におけるシフトレンジ（Ｐレンジまたは非Ｐレンジ）を記憶する。
そして、ＳＢＷ−ＥＣＵ３の通電が開始された際、『シフトレンジ識別手段』はＳＢＷ−ＥＣＵ３の記憶するシフトレンジを現在のシフトレンジに設定する。

また、ＳＢＷ−ＥＣＵ３が前回のシフトレンジを記憶していない場合は、『シフトレンジ識別手段』が車速に基づいて現在のシフトレンジを定める。
具体的な一例として、車速が３ｋｍ／ｈ以下の場合には現在のシフトレンジをＰレンジと定め、車速が３ｋｍ／ｈより速い場合（前進または後退の走行中）には現在のシフトレンジを非Ｐレンジと定める。
なお、前回のシフトレンジを記憶していない状態で車速が３ｋｍ／ｈより速い場合は、例えば車両の走行中に電源が瞬断されるなど、現在のシフトレンジのデータが消失したような状況を想定したものである。

（突当学習手段の説明）
ディテントプレート３７とローラピン３８の位置関係をＳＢＷ−ＥＣＵ３によって正確に制御するためには、「ロータの実際の回転角（実回転角）」と「エンコーダ４を介してＳＢＷ−ＥＣＵ３が識別するロータの回転角（推定回転角）」とを一致させる必要がある。
即ち、「ディテント機構３６がＰ目標回転位置（および非Ｐ目標回転位置）におけるロータの回転角」と、「エンコーダ４を介してＳＢＷ−ＥＣＵ３が識別するロータの回転角」とを一致させる必要がある。

そこで、ＳＢＷ−ＥＣＵ３（具体的にはマイコン４３）には、「ロータの実際の回転角」と「エンコーダ４を介してＳＢＷ−ＥＣＵ３が識別するロータの回転角」とを対応させる『突当学習手段』が搭載されている。
この『突当学習手段』は、ロータの回転が機械的に停止した角度、あるいは機械的に停止した角度を補正した角度を、基準位置として設定する突当学習を実行する制御プログラムである。

突当学習は、ＳＢＷ−ＥＣＵ３の通電が開始された際（通常は車両電源スイッチがＯＮされた際）に実施される。
具体的に、この実施例では、ＳＢＷ−ＥＣＵ３の通電が開始された際に、
・シフトレンジがＰレンジの場合には、『Ｐ壁突当学習』を実施し、
・シフトレンジが非Ｐレンジの場合には、『非Ｐ壁突当学習』を実施する。

『Ｐ壁突当学習』および『非Ｐ壁突当学習』を説明する。
図４（ａ）は、『Ｐ壁突当学習』を説明するための図である。
『Ｐ壁突当学習』では、
・Ｐ壁Ｘ’がローラピン３８に押し付けられる方向に電動モータ１を通電制御し、
・Ｐ壁Ｘ’をローラピン３８に押し当てることでロータの回転を機械的に停止させ、
・ロータの回転が所定時間停止した角度（エンコーダ４により読み込まれるロータの回転角）からディテントスプリング３９の撓みによる回転角分（図中、実線と破線との角度差参照）を補正した角度（エンコーダ４のカウント値）を、Ｐ側の基準位置（例えば、Ｐ目標回転位置）に設定し、
・ロータを、機械的な停止角度からＰ目標回転位置に制御して『Ｐ壁突当学習』を終了するものである。

なお、図４（ａ）における矢印Ｆ１は電動アクチュエータ２７による回転力、矢印Ｆ２はディテントスプリング３９のバネ力（復元力）、矢印Ｆ３はパークロッド３３の押し戻し力を示す。また、点線で示すディテントプレート３７は、Ｐ壁Ｘ’とローラピン３８の接触位置を示す。そして、実線で示すディテントプレート３７は、ディテントプレート３７に付与される図示右回転力（矢印Ｆ１）と図示左回転力（矢印Ｆ２＋Ｆ３）が釣り合って機械的に停止した位置を示す。

図４（ｂ）は、『非Ｐ壁突当学習』を説明するための図である。
『非Ｐ壁突当学習』では、
・非Ｐ壁Ｙ’がローラピン３８に押し付けられる方向に電動モータ１を通電制御し、
・非Ｐ壁Ｙ’をローラピン３８に押し当てることでロータの回転を機械的に停止させ、
・ロータの回転が所定時間停止した角度（エンコーダ４により読み込まれるロータの回転角）からディテントスプリング３９の撓みによる回転角分（図中、実線と破線との角度差参照）を補正した角度（エンコーダ４のカウント値）を、非Ｐ側の基準位置（例えば、非Ｐ目標回転位置）に設定し、
・ロータを、機械的な停止角度から非Ｐ目標回転位置に制御して『非Ｐ壁突当学習』を終了するものである。

なお、図４（ｂ）における矢印Ｆ１は電動アクチュエータ２７による回転力、矢印Ｆ２はディテントスプリング３９のバネ力（復元力）、矢印Ｆ３はパークロッド３３の引っ張り力を示す。また、点線で示すディテントプレート３７は、非Ｐ壁Ｙ’とローラピン３８の接触位置を示す。そして、実線で示すディテントプレート３７は、ディテントプレート３７に付与される図示左回転力（矢印Ｆ１）と図示右回転力（矢印Ｆ２＋Ｆ３）が釣り合って機械的に停止した位置を示す。

上述した『Ｐ壁突当学習』および『非Ｐ壁突当学習』は、ともに突当学習の具体的な一例であり、少なくとも高い頻度で実施される『Ｐ壁突当学習』の実施時に本発明が適用される。もちろん『Ｐ壁突当学習』と『非Ｐ壁突当学習』の両方に本発明を適用して良いことは言うまでもない。
以下では、『Ｐ壁突当学習』の実施時に、本発明を適用した例を説明する。

ＳＢＷ−ＥＣＵ３は、ＳＢＷ−ＥＣＵ３の通電が開始され、『シフトレンジ識別手段』が現在のシフトレンジがＰレンジであると識別した場合、
（ａ）ロータが機械的に停止する以前（ローラピン３８がＰ壁Ｘ’に当たる以前）において電動モータ１を通電して、実際に電動モータ１を流れる実電流値を検出し、
（ｂ）検出した実電流値に応じて『Ｐ壁突当学習』の実行時における電動モータ１の出力トルクを低減させる。

具体的な制御例と作動を、図９のフローチャート、図１０のタイムチャートおよび関連図面を参照して説明する。
ＳＢＷ−ＥＣＵ３の通電が開始され（図１０の「システム起動」参照）、『シフトレンジ識別手段』が現在のシフトレンジがＰレンジであると識別した場合、『Ｐ壁突当学習』を実施する制御ルーチンに進入する（スタート）。
この制御ルーチンでは、先ず、ロータが回転する状態で電動モータ１を通電して、電動モータ１を流れる実電流値を検出して記憶する『初期学習』を実施する（ステップＳ１〜Ｓ４）。

『初期学習』（ステップＳ１〜Ｓ４）を図６、図７を参照して説明する。
ステップＳ１では、図７の上側段に示すように、Ｐ壁Ｘ’がローラピン３８から離間する方向にロータを少量回転させるものであり（図１０の符号ａ参照）、２相通電を３回実施してステータ（通電相）に対するロータの位置を確定させる。
ステップＳ２では、３回目の２相通電（デューティ比制御しない通電）が所定時間経過したか否かの判断を行う。即ち、図７の下側段に示すように、モータ電流が飽和状態に達したか否かの判断を行う。

ステップＳ３では、３回目の２相通電が所定時間経過した時（ステップＳ２がＹｅｓ）に実電流値を読み取る。具体的に、図６に示すように、各励磁相の通電経路には、各励磁相を流れた電流値を検出する電流センサ５（電流検出用抵抗体５ａ＋抵抗間電圧に応じた出力をマイコン４３に付与するオペアンプ５ｂ等）を設けている。そして、３回目の２相通電が所定時間経過した時の電流センサ５の値（飽和電流値）をマイコン４３で読み取り、検出した実電流値（飽和電流値）をＭａｘ電流値としてメモリに記憶する（図１０の符号ｂ参照）。
ステップＳ４では、『初期学習』が完了したか否かの判断を行う。即ち、『初期学習』によりＭａｘ電流値を記憶したか否かの判断を行う。

『初期学習』が完了すると（ステップＳ４がＹｅｓ）、検出した実電流値（記憶したＭａｘ電流値）に応じて『Ｐ壁突当学習』の実行時に用いる駆動電流（電動モータ１の出力トルクを低減させるための電流値）を算出する（ステップＳ５）。
このステップＳ５を図８を参照して説明する。

この実施例のＳＢＷ−ＥＣＵ３（具体的にはマイコン４３）は、通常制御時においてディテントプレート３７の回動角度等に応じて各スイッチング素子４４ａ〜４４ｃをデューティ比制御（ＰＷＭのパルス信号による制御）して電動モータ１の駆動電流（出力トルク）を制御するように設けられている。
そこで、ＳＢＷ−ＥＣＵ３は、駆動電流のデューティ比制御を用いて『Ｐ壁突当学習』を実施する際における電動モータ１の出力を低下させるものであり、ステップＳ５では、検出した実電流値（記憶したＭａｘ電流値）から電動モータ１の出力トルクを「予め設定した目標トルク（所定値）」に低減させるためのデューティ比を求める。

具体的にマイコン４３には、図８に示すマップ、あるいは図８に相当する近似式が搭載されており、メモリに記憶したＭａｘ電流値から『Ｐ壁突当学習』の実行時のデューティ比を算出するように設けられている。
さらに具体的に説明すると、図８に示すように、検出した実電流値（記憶したＭａｘ電流値）が大きいほど、デューティ比（ＯＮ−ＯＦＦの比率制御）のＯＮ時間の比率を小さくして、『Ｐ壁突当学習』の実行時に用いる電動モータ１の出力トルクを「予め設定した目標トルク」に低減させるものである。

ステップＳ５が実行されると、ステップＳ５で算出したデューティ比による駆動電流で電動モータ１を通電制御して上述した『Ｐ壁突当学習』を実施する（ステップＳ６、Ｓ７）。
具体的に、ステップＳ６による『Ｐ壁突当学習』は以下の如く実施される。
（ｉ）Ｍａｘ電流値から求めたデューティ比によって電動モータ１を通電制御して、Ｐ壁Ｘ’がローラピン３８に押し付けられる方向に電動モータ１を駆動する（図１０の符号ｃ参照）。
（ｉｉ）Ｐ壁Ｘ’がローラピン３８に押し付けられることでロータの回転が機械的に停止する（図１０の符号ｄ参照）。
（ｉｉｉ）ロータの回転が所定時間停止した時（図１０の符号ｅ参照）、エンコーダ４により読み込まれるロータの回転角からディテントスプリング３９の撓みによる回転角分だけ補正した角度をＰ側の基準位置（例えば「Ｐ目標回転位置」）に設定する。
（ｉｖ）ロータを、機械的な停止角度から「Ｐ目標回転位置」に駆動し（図１０の符号ｆ参照）、『Ｐ壁突当学習』を完了する（図１０の符号ｇ参照）。
なお、ステップＳ７は、『Ｐ壁突当学習』が完了したか否かを判定するものである。

そして、『Ｐ壁突当学習』が完了すると（ステップＳ７がＹｅｓ）、通常制御に移行する（ステップＳ８）。
ステップＳ８の通常制御は、上述した『励磁相制御手段』によりパーキング切替機構２の切替制御を実行する。

具体的に、シフトスイッチ２５によりＰレンジから非Ｐレンジに切り替える指示が与えられると、エンコーダ４のカウント値が「Ｐ側の基準位置」に基づいて設定した「非Ｐ目標回転位置（目標カウント値）」に達するまでロータを回転させる（図１０の符号ｈ参照）。これにより、パーキング切替機構２がＰレンジから非Ｐレンジに切り替えられる。
逆に、シフトスイッチ２５により非ＰレンジからＰレンジに切り替える指示が与えられると、エンコーダ４のカウント値が「Ｐ側の基準位置」に基づいて設定した「Ｐ目標回転位置（目標カウント値）」に達するまでロータを回転させる（図１０の符号ｉ参照）。これにより、パーキング切替機構２が非ＰレンジからＰレンジに切り替えられる。

（実施例１の効果）
実施例１のパーキングバイワイヤ（駆動装置の一例）は、上述したように、
（ａ）ＳＢＷ−ＥＣＵ３の通電開始時に『初期学習』を実施して、ロータが回転する状態で電動モータ１の励磁相を通電制御して電動モータ１を流れる実電流値（飽和電流）を検出し、
（ｂ）検出した実電流値（飽和電流：記憶したＭａｘ電流値）に基づいて『Ｐ壁突当学習』の実行時のデューティ比を算出して、『Ｐ壁突当学習』を実施する際における電動モータ１の出力を「予め設定した目標トルク」に低減させる。

これにより、温度などの諸条件により電動モータ１の電流の流れ易さが変化しても、突当トルクを目標トルク（「突当トルクが与えられる部材の機械的な負担軽減（耐久性向上）」と「突当制御の応答性」の両立を図った目標トルク：電動モータ１の出力トルクを低減した所定値）にコントロールすることができ、突当トルクの精度を高めることができる。

その結果、突当トルクが与えられる部材（電動アクチュエータ２７の減速機や、パーキング切替機構２におけるディテント機構３６など）の機械的な負担の変動を抑えることができ、従来技術よりも突当トルクを抑制することができる。このため、パーキングバイワイヤの耐久性を高め、パーキングバイワイヤの信頼性を高めることができる。

上記の実施例では、駆動装置の具体的な一例としてパーキング切替機構２（駆動対象物）を駆動するパーキングバイワイヤ（駆動装置の一例）に本発明を適用したが、限定されるものではなく、例えば、シフトレンジ切替機構（駆動対象物）を駆動するシフトバイワイヤ（駆動装置の一例）に本発明を適用して良いことは言うまでもない。
具体的に、駆動対象物は限定されるものではなく、種々の駆動装置で用いられる電動モータ１の突当制御に本発明を適用しても良い。

上記の実施例では、電動モータ１の一例としてＳＲモータ（スイッチド・リラクタンス・モータ）を用いる例を示したが、電動モータ１の形式は限定されるものではない。

１ 電動モータ
２ パーキング切替機構（駆動対象物）
３ ＳＢＷ−ＥＣＵ（モータ制御装置）
４ エンコーダ
５ 電流センサ
２７ 電動アクチュエータ
３６ ディテント機構
３７ ディテントプレート
３８ ローラピン
３９ ディテントスプリング
Ｘ’ Ｐ壁（電動モータのロータの一方の回転を機械的に停止させる手段）
Ｙ’ 非Ｐ壁（電動モータのロータの他方の回転を機械的に停止させる手段）

Claims (7)

1. 電動モータ（１）におけるロータの回転が機械的に停止した角度、あるいは機械的に停止した角度を補正した角度を、基準位置として設定する突当学習を実施するモータ制御装置（３）を備える駆動装置において、
   前記モータ制御装置（３）は、
   （ａ）前記ロータが機械的に停止する以前に前記電動モータ（１）を通電した際において実際に前記電動モータ（１）を流れる実電流値を検出し、
   （ｂ）検出した実電流値に応じて突当学習時における前記電動モータ（１）の出力トルクを低減させる
   ことを特徴とする駆動装置。
2. 請求項１に記載の駆動装置において、
   前記モータ制御装置（３）が検出する実電流値は、前記電動モータ（１）を所定時間以上通電した時の励磁コイルの電流値であることを特徴とする駆動装置。
3. 請求項１または請求項２に記載の駆動装置において、
   前記モータ制御装置（３）は、前記電動モータ（１）に与える駆動電流値を調整することで、前記電動モータ（１）の出力トルクを低減させることを特徴とする駆動装置。
4. 請求項３に記載の駆動装置において、
   前記モータ制御装置（３）は、検出した実電流値が大きいほど、前記電動モータ（１）に与えられる駆動電流値を小さくすることを特徴とする駆動装置。
5. 請求項１〜請求項４のいずれかに記載の駆動装置において、
   前記モータ制御装置（３）は、前記電動モータ（１）に与える駆動電流値のパルス制御により、前記電動モータ（１）の出力トルクを低減させることを特徴とする駆動装置。
6. 請求項５に記載の駆動装置において、
   前記モータ制御装置（３）は、前記電動モータ（１）に電流を与えるパルスのオン時間と、前記電動モータ（１）に電流を与えないパルスのオフ時間との比率により、前記電動モータ（１）の出力トルクを低減させることを特徴とする駆動装置。
7. 請求項６に記載の駆動装置において、
   前記モータ制御装置（３）は、検出した実電流値が大きいほど、前記電動モータ（１）に電流を与えるパルスのオン時間の比率を小さくすることを特徴とする駆動装置。

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