JP2014023196A - モータ制御装置 - Google Patents

Abstract

【課題】モータを停止保持するように通電する停止保持処理の通電保持時間が必要以上に長くなることを防止できるようにする。
【解決手段】目標回転位置が変更される毎にエンコーダ４６の出力信号のカウント値に基づいてモータ１２の通電相を順次切り換えることでモータ１２を目標回転位置まで回転駆動するＦ／Ｂ制御を実行し、このＦ／Ｂ制御の実行後にモータ１２の通電をオフするシステムにおいて、Ｆ／Ｂ制御の開始時や終了時にモータ１２を停止保持するように通電する停止保持処理を所定の通電保持時間だけ実行する。その際、停止保持処理の直前のモータ１２の回転速度に応じて通電保持時間を設定することで、直前のモータ１２の回転速度に応じて、モータ１２を停止保持状態にするまでに必要な通電保持時間が変化するのに対応して、通電保持時間を変化させて通電保持時間を適正値に設定する。
【選択図】図２

Description

本発明は、エンコーダの出力信号に基づいてモータの通電相を順次切り換えることでモータを回転駆動するモータ制御装置に関する発明である。

近年、自動車においても、省スペース化、組立性向上、制御性向上等の要求を満たすために、機械的な駆動システムを、モータによって電気的に駆動するシステムに変更する事例が増加する傾向にある。その一例として、特許文献１（特開２００４−２３８９０号公報）に示すように、車両の自動変速機のレンジ切換機構をモータで駆動するようにしたものがある。このものは、モータの回転に同期して所定角度毎にパルス信号を出力するエンコーダを搭載し、レンジ切換時には、このエンコーダのパルス信号のカウント値（以下「エンコーダカウント値」という）に基づいてモータを目標レンジに相当する目標回転位置（目標カウント値）まで回転させることで、シフトレンジを目標レンジに切り換えるようにしている。

このようなシステムでは、目標回転位置が変更される毎に、エンコーダカウント値に基づいてモータの通電相を順次切り換えることでモータを目標回転位置まで回転駆動するＦ／Ｂ（フィードバック）制御を実行するようにしている。

この場合、Ｆ／Ｂ制御終了後に、目標回転位置に対応する相の巻線に通電し続ければ、モータを目標回転位置で電磁力により保持し続けることができるが、この構成では、モータの停止時間が長くなると、同じ相の巻線に連続して長い時間通電し続けることになるため、巻線が過熱状態になるおそれがある。そのため、モータの停止中は、巻線への通電をオフして巻線の過熱を防止するようにしている。

しかし、モータの停止中に通電をオフすると、モータを目標回転位置（Ｆ／Ｂ制御終了時の回転位置）に保持する電磁力が消滅するため、モータの回転位置が目標回転位置からずれる可能性があり、次回のＦ／Ｂ制御の開始時に脱調が発生して起動に失敗したり、モータが目標回転位置とは反対方向に回転する逆回転が発生するなど、モータを正常に目標回転位置へ回転させることができなくなる可能性がある。

この対策として、特許文献１（特開２００４−２３８９０号公報）では、Ｆ／Ｂ制御の開始時や終了時に、モータを停止保持するように通電する停止保持処理を所定の通電保持時間だけ実行することで、巻線の過熱を防止しながら、Ｆ／Ｂ制御開始時の脱調や逆回転を防止するようにしている。

特開２００４−２３８９０号公報

ところで、モータを停止保持するように通電する停止保持処理を所定の通電保持時間だけ実行する場合、その停止保持処理の直前のモータの回転速度によってモータを停止保持状態にするまでに必要な通電保持時間が変化する。例えば、直前のモータの回転速度が高ければ、モータを停止保持状態にするまでに必要な通電保持時間が長くなり、直前のモータの回転速度が低ければ、モータを停止保持状態にするまでに必要な通電保持時間が短くなる。

しかし、上記特許文献１の技術では、直前のモータの回転速度の影響が全く考慮されておらず、通電保持時間を予め設定した一定値としているため、通電保持時間は、最悪の場合（モータを停止保持状態にするまでに必要な時間が最も長くなる場合）を見込んで、モータを停止保持状態にするまでに必要な時間の最大値以上に設定する必要がある。このため、多くの場合、通電保持時間が必要以上に長くなってしまい、停止保持処理の実行時間が必要以上に長くなると共に、消費電力が必要以上に多くなるという問題がある。

そこで、本発明が解決しようとする課題は、停止保持処理を実行するシステムにおいて、通電保持時間が必要以上に長くなることを防止して、停止保持処理の実行時間を短縮することができると共に消費電力を低減することができるモータ制御装置を提供することにある。

上記課題を解決するために、請求項１に係る発明は、制御対象（１１）を回転駆動するモータ（１２）と、このモータ（１２）の回転に同期してパルス信号を出力するエンコーダ（４６）とを備え、目標回転位置が変更される毎にエンコーダ（４６）の出力信号のカウント値に基づいてモータ（１２）の通電相を順次切り換えることでモータ（１２）を目標回転位置まで回転駆動するフィードバック制御（以下「Ｆ／Ｂ制御」と表記する）を実行し、該Ｆ／Ｂ制御を実行した後にモータ（１２）の通電をオフするモータ制御装置において、所定の時期にモータ（１２）を停止保持するように通電する停止保持処理を所定の通電保持時間だけ実行する停止保持制御手段（４１）を備え、この停止保持制御手段（４１）によって、停止保持処理の直前のモータ（１２）の回転速度に応じて通電保持時間を設定するようにしたものである。

この構成では、停止保持処理の直前のモータの回転速度に応じて通電保持時間を設定することで、直前のモータの回転速度に応じて、モータを停止保持状態にするまでに必要な通電保持時間が変化するのに対応して、通電保持時間を変化させて通電保持時間を適正値（例えば必要最小限の値又はそれよりも少しだけ長い値）に設定することができる。これにより、通電保持時間が必要以上に長くなることを防止することができ、停止保持処理の実行時間を短縮することができると共に消費電力を低減することができる。

図１は本発明の一実施例を示すレンジ切換装置の斜視図である。 図２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３は停止保持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４は通電保持時間Ｔのマップの一例を概念的に示す図である。 図５は温度補正係数ＫＴのマップの一例を概念的に示す図である。 図６は電圧補正係数ＫＶのマップの一例を概念的に示す図である。

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一実施例を説明する。

まず、図１及び図２に基づいてレンジ切換装置の構成を説明する。
図１に示すように、レンジ切換機構１１は、自動変速機２７（図２参照）のシフトレンジをＰレンジ（パーキングレンジ）とＲレンジ（リバースレンジ）とＮレンジ（ニュートラルレンジ）とＤレンジ（ドライブレンジ）との間で切り換える４ポジション式のレンジ切換機構である。このレンジ切換機構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ている。スイッチトリラクタンスモータは、永久磁石が不要で構造が簡単であるという利点がある。このモータ１２は、減速機構２６（図２参照）が内蔵され、その出力軸１２ａ（図２参照）の回転位置を検出する出力軸センサ１０（図２参照）が設けられている。このモータ１２の出力軸１２ａには、マニュアルシャフト１３が接続され、このマニュアルシャフト１３に、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（図２参照）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Ｐ、Ｒ、Ｎ、Ｄの各レンジ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、ディテントレバー１５には、Ｐ、Ｒ、Ｎ、Ｄの各レンジ保持凹部２４（図１参照）が形成され、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の各レンジ保持凹部２４に嵌まり込んだときに、ディテントレバー１５が各レンジの位置に保持されるようになっている。これらディテントレバー１５とディテントバネ２３とからディテントレバー１５の回転位置を各レンジの位置に係合保持するためのディテント機構１４（節度機構）が構成されている。

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、Ｐレンジ以外のレンジでは、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。

ディテントレバー１５には、ディテントレバー１５の回転に応じて直線運動するマニュアルバルブ（図示せず）が接続され、このマニュアルバルブによって自動変速機２７の内部の油圧回路（図示せず）を切り換えることにより、シフトレンジをＰレンジとＲレンジとＮレンジとＤレンジとの間で切り換えるようになっている。

尚、前述した出力軸センサ１０は、モータ１２の減速機構２６の出力軸１２ａ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実際のシフトレンジが、Ｐレンジ、Ｒレンジ、Ｎレンジ、Ｄ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。もしくは、出力軸センサ１０が無い場合においても、後述するエンコーダ４６によって実際のシフトレンジが、Ｐレンジ、Ｒレンジ、Ｎレンジ、Ｄ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。

図２に示すように、モータ１２には、ロータの回転角（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、モータ１２のロータの回転に同期して所定角度毎にＡ相、Ｂ相のパルス信号をレンジ切換制御装置４２に出力するように構成されている。レンジ切換制御装置４２（モータ制御装置）のマイコン４１は、エンコーダ４６から出力される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、そのカウント値（以下「エンコーダカウント値」という）に応じてモータドライバ３７によってモータ１２の通電相を所定の順序で切り換えることでモータ１２を回転駆動する。尚、モータ１２の３相（Ｕ，Ｖ，Ｗ相）の巻線とモータドライバ３７の組み合わせを２系統設けて、一方の系統が故障しても、他方の系統でモータ１２を回転駆動できるようにしても良い。

モータ１２の回転中は、Ａ相信号とＢ相信号の発生順序によってモータ１２の回転方向を判定し、正回転（Ｐレンジ→Ｄ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（Ｄ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、モータ１２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モータ１２の回転角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モータ１２の回転位置を検出して、その回転位置に対応した相の巻線に通電してモータ１２を回転駆動できるようになっている。

レンジ切換制御装置４２には、シフトスイッチ４４で検出したシフトレバー操作位置の信号が入力される。これにより、レンジ切換制御装置４２のマイコン４１は、運転者のシフトレバー操作と車両状態（例えば、車速、ブレーキのオン／オフ、エンジンのオン／オフ、もしくは、ＥＶやＨＥＶであれば車両電源遷移状態等）に応じて目標レンジを切り換え、その目標レンジに応じてモータ１２を駆動してシフトレンジを切り換え、切り換え後の実際のシフトレンジを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に表示する。

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（電源）から電源リレー５１を介して電源電圧が供給される。電源リレー５１のオン／オフは、電源スイッチであるＩＧスイッチ５２（イグニッションスイッチ）のオン／オフを手動操作することで切り換えられる。ＩＧスイッチ５２がオンされると、電源リレー５１がオンされてレンジ切換制御装置４２に電源電圧が供給され、ＩＧスイッチ５２がオフされると、電源リレー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（オフ）される。

ところで、エンコーダカウント値は、マイコン４１のＲＡＭ（図示せず）に記憶されるため、レンジ切換制御装置４２の電源がオフされると、エンコーダカウント値の記憶値が消えてしまう。そのため、レンジ切換制御装置４２の電源投入直後のエンコーダカウント値は、実際のモータ１２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モータ１２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、マイコン４１は、電源投入後に初期駆動を行ってモータ１２の通電相とエンコーダカウント値との対応関係を学習する。この初期駆動では、オープンループ制御でモータ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ることで、いずれかの通電相でモータ１２の回転位置と該通電相とを一致させてモータ１２を回転駆動してエンコーダ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モータ１２の回転位置と通電相との対応関係を学習する。

また、マイコン４１は、モータ１２の起動後のエンコーダカウント値に基づいてモータ１２の起動位置からの回転量（回転角）を検出できるだけであるため、電源投入後に何等かの方法で、モータ１２の絶対的な回転位置を検出しないと、モータ１２を正確に目標位置まで回転駆動することができない。

そこで、マイコン４１は、初期駆動の終了後に、ディテントバネ２３の係合部２３ａがレンジ切換機構１１の可動範囲のＰレンジ側の限界位置であるＰレンジ壁（Ｐレンジ保持凹部２４の側壁）に突き当たるまでモータ１２を回転させる“Ｐレンジ壁突き当て制御”を実施して、Ｐレンジ側の限界位置を基準位置として学習し、この基準位置のエンコーダカウント値を基準にしてモータ１２の回転量（回転角）を制御するようにしている。尚、ディテントバネ２３の係合部２３ａがレンジ切換機構１１の可動範囲のＤレンジ側の限界位置であるＤレンジ壁（Ｄレンジ保持凹部２４の側壁）に突き当たるまでモータ１２を回転させる“Ｄレンジ壁突き当て制御”を実施して、Ｄレンジ側の限界位置を基準位置として学習するようにしても良い。また、突き当て制御を実行した後、モータ１２の回転方向を逆転させてモータ１２の回転位置をディテントバネ２３の撓み変形が無くなる所定量だけ戻す戻し制御を実行するようにしても良い。

基準位置を学習した後、マイコン４１は、運転者のシフトレバー操作により目標レンジが切り換えられると、それに応じて目標回転位置（目標カウント値）を変更し、目標回転位置が変更される毎に、エンコーダカウント値に基づいてモータ１２の通電相を順次切り換えることでモータ１２を目標回転位置まで回転駆動するフィードバック制御（以下「Ｆ／Ｂ制御」と表記する）を実行し、該Ｆ／Ｂ制御を実行した後にモータ１２の通電をオフするようにしている。

この場合、Ｆ／Ｂ制御終了後に、目標回転位置に対応する相の巻線に通電し続ければ、モータ１２を目標回転位置で電磁力により保持し続けることができるが、この構成では、モータ１２の停止時間が長くなると、同じ相の巻線に連続して長い時間通電し続けることになるため、巻線が過熱状態になるおそれがある。そのため、モータ１２の停止中は、巻線への通電をオフして巻線の過熱を防止するようにしている。

しかし、モータ１２の停止中に通電をオフすると、モータ１２を目標回転位置（Ｆ／Ｂ制御終了時の回転位置）に保持する電磁力が消滅するため、モータ１２の回転位置が目標回転位置からずれる可能性があり、次回のＦ／Ｂ制御の開始時に脱調が発生して起動に失敗したり、モータ１２が目標回転位置とは反対方向に回転する逆回転が発生するなど、モータ１２を正常に目標回転位置へ回転させることができなくなる可能性がある。

この対策として、本実施例では、マイコン４１により後述する図３の停止保持制御ルーチンを実行して、所定の時期（例えばＦ／Ｂ制御開始時等）にモータ１２を停止保持するように通電する停止保持処理を所定の通電保持時間だけ実行することで、巻線の過熱を防止しながら、Ｆ／Ｂ制御開始時の脱調や逆回転を防止するようにしている。

具体的には、モータ１２の通電オフ状態からＦ／Ｂ制御を開始するときには、現在のエンコーダカウント値に基づいて通電相を選択して、モータ１２をＦ／Ｂ制御開始時の回転位置に停止保持するように通電する“Ｆ／Ｂ制御開始位置停止保持処理”を所定の通電保持時間Ｔ1 だけ実行する。このＦ／Ｂ制御開始位置停止保持処理の実行後に、Ｆ／Ｂ制御を実行してモータ１２を目標回転位置まで回転駆動する。

このようにすれば、仮に、モータ１２の停止中にモータ１２の回転位置がずれても、Ｆ／Ｂ制御開始直前にＦ／Ｂ制御開始位置停止保持処理によってモータ１２の回転位置ずれを修正して、Ｆ／Ｂ制御開始時のモータ１２の回転位置を正確に位置決めすることができる。これにより、Ｆ／Ｂ制御開始時に最初の通電相からモータ１２の回転位置と通電相（エンコーダカウント値）とを確実に同期させることができて、Ｆ／Ｂ制御開始時の脱調やモータ１２が目標回転位置と反対方向に回転する逆回転の発生を防止でき、安定したＦ／Ｂ制御を行ってモータ１２を確実に目標回転位置まで回転させることができて、安定性・信頼性の高い位置切換制御（位置決め制御）を行うことができる。

また、Ｆ／Ｂ制御中に目標回転位置が変更されてモータ１２の回転方向を反転させる必要が生じたときには、モータ１２を反転位置（反転時の回転位置）に停止保持する通電相を選択して、モータ１２を反転位置に停止保持するように通電する“反転位置停止保持処理”を所定の通電保持時間Ｔ2 だけ実行する。この反転位置停止保持処理の実行後に、Ｆ／Ｂ制御を再開してモータ１２を変更後の目標回転位置まで回転駆動する。

このようにすれば、Ｆ／Ｂ制御中に目標回転位置が変更されたときに、モータ１２の反転位置を位置決めして反転動作を安定して行うことができ、反転位置がずれて脱調（通電相のずれ）が発生することを防止できて、モータ１２を変更後の目標回転位置まで確実に回転駆動することができる。

更に、Ｆ／Ｂ制御を終了するときには、モータ１２をＦ／Ｂ制御終了時の回転位置（目標回転位置）に停止保持する通電相を選択して、モータ１２をＦ／Ｂ制御終了時の回転位置に停止保持するように通電する“Ｆ／Ｂ制御終了位置停止保持処理”を所定の通電保持時間Ｔ3 だけ実行する。このＦ／Ｂ制御終了位置停止保持処理の実行後に、モータ１２の通電をオフする。

このようにすれば、モータ１２が目標回転位置に到達した後、モータ１２の振動が収まってから通電をオフすることができるので、慣性力によりモータ１２の停止位置が目標回転位置から大きくずれることを防止することができる。

また、本実施例では、Ｆ／Ｂ制御中にエンコーダカウント値と目標回転位置に相当する目標カウント値との差が所定値（例えば通電相の位相進み分に相当するカウント値）以下になったときに、Ｆ／Ｂ制御を終了してＦ／Ｂ制御終了位置停止保持処理に移行するようにしている。つまり、モータ１２を回転させるためには、通電相の位相をモータ１２の実際の回転位置よりも例えば２〜４カウント分（ロータ回転角で３．７５°〜１５°）だけ進める必要があるため、Ｆ／Ｂ制御中にエンコーダカウント値と目標カウント値との差が例えば通電相の位相進み分に相当するカウント値になったときに、Ｆ／Ｂ制御を終了するようにすれば、Ｆ／Ｂ制御の最後の通電相がモータ１２を目標回転位置に停止保持する通電相と一致するため、Ｆ／Ｂ制御終了位置停止保持処理移行後も、Ｆ／Ｂ制御の最後の通電相に引き続き通電することができ、Ｆ／Ｂ制御からＦ／Ｂ制御終了位置停止保持処理への移行をスムーズに行うことができる。

ところで、モータ１２を停止保持するように通電する停止保持処理を所定の通電保持時間だけ実行する場合、その停止保持処理の直前のモータ１２の回転速度によってモータ１２を停止保持状態にするまでに必要な通電保持時間が変化する。例えば、直前のモータ１２の回転速度が高ければ、モータ１２を停止保持状態にするまでに必要な通電保持時間が長くなり、直前のモータ１２の回転速度が低ければ、モータ１２を停止保持状態にするまでに必要な通電保持時間が短くなる。

しかし、従来技術では、直前のモータ１２の回転速度の影響が全く考慮されておらず、通電保持時間を予め設定した一定値としているため、通電保持時間は、最悪の場合（モータ１２を停止保持状態にするまでに必要な時間が最も長くなる場合）を見込んで、モータ１２を停止保持状態にするまでに必要な時間の最大値以上に設定する必要がある。このため、多くの場合、通電保持時間が必要以上に長くなってしまい、停止保持処理の実行時間が必要以上に長くなると共に、消費電力が必要以上に多くなるという問題がある。

この対策として、本実施例では、マイコン４１により後述する図３の停止保持制御ルーチンを実行することで、停止保持処理（Ｆ／Ｂ制御開始位置停止保持処理や反転位置停止保持処理やＦ／Ｂ制御終了位置停止保持処理）を実行する場合に、その停止保持処理の直前のモータ１２の回転速度に応じて通電保持時間を設定するようにしている。

これにより、直前のモータ１２の回転速度に応じて、モータ１２を停止保持状態にするまでに必要な通電保持時間が変化するのに対応して、通電保持時間を変化させて通電保持時間を適正値（例えば必要最小限の値又はそれよりも少しだけ長い値）に設定することができる。

また、モータ１２の温度が高いほど、巻線の抵抗値が大きくなって巻線に流れる電流が減少して、発生する電磁力が弱くなるため、モータ１２の温度が高いほど、モータ１２を停止保持状態にするまでに必要な通電保持時間が長くなる。更に、モータ１２の電源電圧（バッテリ５０の電圧）が低いほど、巻線に流れる電流が減少して、発生する電磁力が弱くなるため、モータ１２の電源電圧が低いほど、モータ１２を停止保持状態にするまでに必要な通電保持時間が長くなる。

このような特性を考慮して、モータ１２の温度とモータ１２の電源電圧に応じて通電保持時間を補正するようにしている。これにより、モータ１２の温度やモータ１２の電源電圧に応じて、モータ１２を停止保持状態にするまでに必要な通電保持時間が変化するのに対応して、通電保持時間を補正して通電保持時間を適正値に設定することができる。

以上説明した本実施例の停止保持制御は、レンジ切換制御装置４２のマイコン４１によって図３の停止保持制御ルーチンに従って実行される。以下、このルーチンの処理内容を説明する。

図３に示す停止保持制御ルーチンは、レンジ切換制御装置４２の電源オン期間中にマイコン４１により所定周期で繰り返し実行され、特許請求の範囲でいう停止保持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１０１で、Ｆ／Ｂ制御開始指令が発生したか否かを判定する。例えば、運転者のシフトレバー操作により目標レンジが切り換えられて目標回転位置（目標カウント値）が変更されたときに、Ｆ／Ｂ制御開始指令が発生する。

このステップ１０１で、Ｆ／Ｂ制御開始指令が発生したと判定された場合には、ステップ１０２に進み、エンコーダ４６の出力信号の時間間隔（例えばＡ相信号とＢ相信号の立ち上がり／立ち下がりエッジ間の時間間隔）に基づいて、現在のモータ１２の回転速度を算出することで、Ｆ／Ｂ制御開始位置停止保持処理の直前のモータ１２の回転速度を算出する。

この後、ステップ１０３に進み、自動変速機２７の油温（作動油の温度）を検出する油温センサ（図示せず）の検出値等に基づいてモータ１２の温度を推定（算出）した後、ステップ１０４に進み、電圧センサ（図示せず）で検出したモータ１２の電源電圧（バッテリ５０の電圧）を読み込む。

この後、ステップ１０５に進み、Ｆ／Ｂ制御開始位置停止保持処理の通電保持時間Ｔ1 を次のようにして算出する。
まず、Ｆ／Ｂ制御開始位置停止保持処理の直前のモータ１２の回転速度に応じた通電保持時間Ｔ1 をＦ／Ｂ制御開始位置停止保持処理用のマップ又は数式を用いて算出する。

ここで、通電保持時間Ｔの算出に用いるマップ（図４参照）又は数式は、Ｆ／Ｂ制御開始位置停止保持処理用と反転位置停止保持処理用とＦ／Ｂ制御終了位置停止保持処理用とが別々に用意され、それぞれ直前のモータ１２の回転速度が高いほど通電保持時間Ｔが長くなるように設定されている。これにより、直前のモータ１２の回転速度が高いほど、モータ１２を停止保持状態にするまでに必要な通電保持時間が長くなるのに対応して、通電保持時間Ｔを長くするようになっている。通電保持時間Ｔの算出に用いるマップ又は数式は、予め試験データや設計データ等に基づいて作成され、マイコン４１のＲＯＭに記憶されている。

尚、Ｆ／Ｂ制御開始位置停止保持処理用のマップ又は数式は、直前のモータ１２の回転速度が同一であれば、反転位置停止保持処理の通電保持時間Ｔ2 及びＦ／Ｂ制御終了位置停止保持処理の通電保持時間Ｔ3 よりもＦ／Ｂ制御開始位置停止保持処理の通電保持時間Ｔ1 の方が短くなるように設定されている。

また、モータ１２の温度に応じた温度補正係数ＫＴ1 をＦ／Ｂ制御開始位置停止保持処理用のマップ又は数式を用いて算出する。
ここで、温度補正係数ＫＴの算出に用いるマップ（図５参照）又は数式は、Ｆ／Ｂ制御開始位置停止保持処理用と反転位置停止保持処理用とＦ／Ｂ制御終了位置停止保持処理用とが別々に用意され、それぞれモータ１２の温度が高いほど温度補正係数ＫＴが大きくなるように設定されている。これにより、モータ１２の温度が高いほど、モータ１２を停止保持状態にするまでに必要な通電保持時間が長くなるのに対応して、温度補正係数ＫＴを大きくして通電保持時間Ｔを長くするようになっている。温度補正係数ＫＴの算出に用いるマップ又は数式は、予め試験データや設計データ等に基づいて作成され、マイコン４１のＲＯＭに記憶されている。

更に、モータ１２の電源電圧に応じた電圧補正係数ＫＶ1 をＦ／Ｂ制御開始位置停止保持処理用のマップ又は数式を用いて算出する。
ここで、電圧補正係数ＫＶの算出に用いるマップ（図６参照）又は数式は、Ｆ／Ｂ制御開始位置停止保持処理用と反転位置停止保持処理用とＦ／Ｂ制御終了位置停止保持処理用とが別々に用意され、それぞれモータ１２の電源電圧が低いほど電圧補正係数ＫＶが大きくなるように設定されている。これにより、モータ１２の電源電圧が低いほど、モータ１２を停止保持状態にするまでに必要な通電保持時間が長くなるのに対応して、電圧補正係数ＫＶを大きくして通電保持時間Ｔを長くするようになっている。電圧補正係数ＫＶの算出に用いるマップ又は数式は、予め試験データや設計データ等に基づいて作成され、マイコン４１のＲＯＭに記憶されている。

この後、温度補正係数ＫＴ1 と電圧補正係数ＫＶ1 を用いて通電保持時間Ｔ1 を補正して、最終的な通電保持時間Ｔ1 を求める。
Ｔ1 ＝Ｔ1 ×ＫＴ1 ×ＫＶ1

この後、ステップ１０６に進み、モータ１２をＦ／Ｂ制御開始時の回転位置に停止保持するように通電する“Ｆ／Ｂ制御開始位置停止保持処理”を通電保持時間Ｔ1 だけ実行する。このＦ／Ｂ制御開始位置停止保持処理の実行後、マイコン４１は、Ｆ／Ｂ制御を実行してモータ１２を目標回転位置まで回転駆動する。

一方、上記ステップ１０１で、Ｆ／Ｂ制御開始指令が発生していないと判定された場合には、ステップ１０７に進み、Ｆ／Ｂ制御中に反転指令が発生したか否かを判定する。例えば、Ｆ／Ｂ制御中に目標回転位置が変更されてモータ１２の回転方向を反転させる必要が生じたときに、反転指令が発生する。

このステップ１０７で、Ｆ／Ｂ制御中に反転指令が発生したと判定された場合には、ステップ１０８に進み、エンコーダ４６の出力信号の時間間隔に基づいて、現在のモータ１２の回転速度を算出することで、反転位置停止保持処理の直前のモータ１２の回転速度を算出する。この後、ステップ１０９に進み、油温センサの検出値等に基づいてモータ１２の温度を推定（算出）した後、ステップ１１０に進み、電圧センサで検出したモータ１２の電源電圧を読み込む。

この後、ステップ１１１に進み、反転位置停止保持処理の通電保持時間Ｔ2 を次のようにして算出する。
まず、反転位置停止保持処理の直前のモータ１２の回転速度に応じた通電保持時間Ｔ2 を反転位置停止保持処理用のマップ又は数式を用いて算出する。

尚、反転位置停止保持処理用のマップ又は数式は、直前のモータ１２の回転速度が同一であれば、Ｆ／Ｂ制御開始位置停止保持処理の通電保持時間Ｔ1 よりも反転位置停止保持処理の通電保持時間Ｔ2 の方が長くなるように設定されている。

また、モータ１２の温度に応じた温度補正係数ＫＴ2 を反転位置停止保持処理用のマップ又は数式を用いて算出する。更に、モータ１２の電源電圧に応じた電圧補正係数ＫＶ2 を反転位置停止保持処理用のマップ又は数式を用いて算出する。

この後、温度補正係数ＫＴ2 と電圧補正係数ＫＶ2 を用いて通電保持時間Ｔ2 を補正して、最終的な通電保持時間Ｔ2 を求める。
Ｔ2 ＝Ｔ2 ×ＫＴ2 ×ＫＶ2

この後、ステップ１１２に進み、モータ１２を反転位置に停止保持するように通電する“反転位置停止保持処理”を通電保持時間Ｔ2 だけ実行する。この反転位置停止保持処理の実行後に、マイコン４１は、Ｆ／Ｂ制御を再開してモータ１２を変更後の目標回転位置まで回転駆動する。

一方、上記ステップ１０７で、Ｆ／Ｂ制御中に反転指令が発生していないと判定された場合には、ステップ１１３に進み、Ｆ／Ｂ制御終了指令が発生したか否かを判定する。例えば、Ｆ／Ｂ制御中にエンコーダカウント値と目標回転位置に相当する目標カウント値との差が所定値（例えば通電相の位相進み分に相当するカウント値）以下になったときに、Ｆ／Ｂ制御終了指令が発生する。

このステップ１１３で、Ｆ／Ｂ制御終了指令が発生したと判定された場合には、ステップ１１４に進み、エンコーダ４６の出力信号の時間間隔に基づいて、現在のモータ１２の回転速度を算出することで、Ｆ／Ｂ制御終了位置停止保持処理の直前のモータ１２の回転速度を算出する。この後、ステップ１１５に進み、油温センサの検出値等に基づいてモータ１２の温度を推定（算出）した後、ステップ１１６に進み、電圧センサで検出したモータ１２の電源電圧を読み込む。

この後、ステップ１１７に進み、Ｆ／Ｂ制御終了位置停止保持処理の通電保持時間Ｔ3 を次のようにして算出する。
まず、Ｆ／Ｂ制御終了位置停止保持処理の直前のモータ１２の回転速度に応じた通電保持時間Ｔ3 をＦ／Ｂ制御終了位置停止保持処理用のマップ又は数式を用いて算出する。

尚、Ｆ／Ｂ制御終了位置停止保持処理用のマップ又は数式は、直前のモータ１２の回転速度が同一であれば、反転位置停止保持処理の通電保持時間Ｔ2 よりもＦ／Ｂ制御終了位置停止保持処理の通電保持時間Ｔ3 の方が長くなるように設定されている。

また、モータ１２の温度に応じた温度補正係数ＫＴ3 をＦ／Ｂ制御終了位置停止保持処理用のマップ又は数式を用いて算出する。更に、モータ１２の電源電圧に応じた電圧補正係数ＫＶ3 をＦ／Ｂ制御終了位置停止保持処理用のマップ又は数式を用いて算出する。

この後、温度補正係数ＫＴ3 と電圧補正係数ＫＶ3 を用いて通電保持時間Ｔ3 を補正して、最終的な通電保持時間Ｔ3 を求める。
Ｔ3 ＝Ｔ3 ×ＫＴ3 ×ＫＶ3

この後、ステップ１１８に進み、モータ１２をＦ／Ｂ制御終了時の回転位置に停止保持するように通電する“Ｆ／Ｂ制御終了位置停止保持処理”を通電保持時間Ｔ3 だけ実行する。このＦ／Ｂ制御終了位置停止保持処理の実行後に、マイコン４１は、モータ１２の通電をオフする。

尚、図３のルーチンでは、自動変速機２７の油温を検出する油温センサの検出値等に基づいてモータ１２の温度を推定（算出）するようにしているが、モータ１２の温度を推定する方法は、これに限定されず、適宜変更しても良い。また、モータ１２の温度を温度センサで検出するようにしても良い。

以上説明した本実施例では、停止保持処理（Ｆ／Ｂ制御開始位置停止保持処理や反転位置停止保持処理やＦ／Ｂ制御終了位置停止保持処理）を実行する場合に、その停止保持処理の直前のモータ１２の回転速度に応じて通電保持時間を設定するようにしたので、直前のモータ１２の回転速度に応じて、モータ１２を停止保持状態にするまでに必要な通電保持時間が変化するのに対応して、通電保持時間を変化させて通電保持時間を適正値（例えば必要最小限の値又はそれよりも少しだけ長い値）に設定することができる。これにより、通電保持時間が必要以上に長くなることを防止することができるため、停止保持処理の実行時間を短縮してシフトレンジの切換時間を短縮することができ、シフトフィーリングを向上させることができると共に、消費電力を低減することができる。

また、本実施例では、モータ１２の温度とモータ１２の電源電圧に応じて通電保持時間を補正するようにしたので、モータ１２の温度やモータ１２の電源電圧に応じて、モータ１２を停止保持状態にするまでに必要な通電保持時間が変化するのに対応して、通電保持時間を補正して通電保持時間を適正値に設定することができる。

尚、上記実施例では、モータ１２の温度とモータ１２の電源電圧の両方に応じて通電保持時間を補正するようにしたが、これに限定されず、例えば、モータ１２の温度とモータ１２の電源電圧のうちの一方のみに応じて通電保持時間を補正するようにしても良い。或は、モータ１２の温度やモータ１２の電源電圧に応じた通電保持時間の補正を省略するようにしても良い。

また、上記実施例では、Ｆ／Ｂ制御開始位置停止保持処理と反転位置停止保持処理とＦ／Ｂ制御終了位置停止保持処理とを全て実行するシステムに本発明を適用したが、これに限定されず、例えば、Ｆ／Ｂ制御開始位置停止保持処理と反転位置停止保持処理とＦ／Ｂ制御終了位置停止保持処理のうちの一つ又は二つを実行するシステムに本発明を適用しても良い。或は、Ｆ／Ｂ制御開始位置停止保持処理と反転位置停止保持処理とＦ／Ｂ制御終了位置停止保持処理以外の停止保持処理を実行するシステムに本発明を適用しても良い。

また、上記実施例では、エンコーダ４６として磁気式のエンコーダを用いたが、これに限定されず、エンコーダ４６は、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、エンコーダ４６は、Ａ相信号とＢ相信号を出力するエンコーダに限定されず、Ａ相、Ｂ相信号に加え、補正用（インデックス用）のＺ相信号を出力するエンコーダをもちいても良い。

また、上記実施例では、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モ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、上記実施例では、シフトレンジをＰレンジとＲレンジとＮレンジとＤレンジの四つのレンジ間で切り換えるレンジ切換機構を備えたシステムに本発明を適用したが、これに限定されず、例えば、シフトレンジをＰレンジとＮｏｔＰレンジの二つのレンジ間で切り換えるレンジ切換機構を備えたシステムに本発明を適用しても良い。或は、シフトレンジを三つのレンジ間又は五つ以上のレンジ間で切り換えるレンジ切換機構を備えたシステムに本発明を適用しても良い。

また、自動変速機（ＡＴ、ＣＶＴ、ＤＣＴ等）に限定されず、電気自動車用の減速機のシフト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も良い等、要旨を逸脱しない範囲内で種々変更して実施できる。

１１…レンジ切換機構（制御対象）、１２…モータ、２７…自動変速機、４１…マイコン（停止保持制御手段）、４２…レンジ切換制御装置（モータ制御装置）、４６…エンコーダ

Claims (10)

1. 制御対象（１１）を回転駆動するモータ（１２）と、前記モータ（１２）の回転に同期してパルス信号を出力するエンコーダ（４６）とを備え、目標回転位置が変更される毎に前記エンコーダ（４６）の出力信号のカウント値に基づいて前記モータ（１２）の通電相を順次切り換えることで前記モータ（１２）を前記目標回転位置まで回転駆動するフィードバック制御（以下「Ｆ／Ｂ制御」と表記する）を実行し、該Ｆ／Ｂ制御を実行した後に前記モータ（１２）の通電をオフするモータ制御装置において、
   所定の時期に前記モータ（１２）を停止保持するように通電する停止保持処理を所定の通電保持時間だけ実行する停止保持制御手段（４１）を備え、
   前記停止保持制御手段（４１）は、前記停止保持処理の直前の前記モータ（１２）の回転速度に応じて前記通電保持時間を設定することを特徴とするモータ制御装置。
2. 前記停止保持制御手段（４１）は、前記停止保持処理の直前の前記モータ（１２）の回転速度が高いほど前記通電保持時間を長くす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. 前記停止保持制御手段（４１）は、前記モータ（１２）の温度と前記モータ（１２）の電源電圧のうちの少なくとも一方に応じて前記通電保持時間を補正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. 前記停止保持制御手段（４１）は、前記モータ（１２）の温度が高いほど前記通電保持時間を長くすることを特徴とする請求項３に記載のモータ制御装置。
5. 前記停止保持制御手段（４１）は、前記モータ（１２）の電源電圧が低いほど前記通電保持時間を長くすることを特徴とする請求項３又は４に記載のモータ制御装置。
6. 前記停止保持制御手段（４１）は、前記モータ（１２）の通電オフ状態から前記Ｆ／Ｂ制御を開始するときに、前記停止保持処理として、前記モータ（１２）を前記Ｆ／Ｂ制御開始時の回転位置に停止保持するように通電するＦ／Ｂ制御開始位置停止保持処理を前記通電保持時間だけ実行することを特徴とする請求項１乃至５のいずれかに記載のモータ制御装置。
7. 前記停止保持制御手段（４１）は、前記Ｆ／Ｂ制御中に前記目標回転位置が変更されて前記モータ（１２）の回転方向を反転させる必要が生じたときに、前記停止保持処理として、前記モータ（１２）を反転時の回転位置に停止保持するように通電する反転位置停止保持処理を前記通電保持時間だけ実行することを特徴とする請求項１乃至６のいずれかに記載のモータ制御装置。
8. 前記停止保持制御手段（４１）は、前記Ｆ／Ｂ制御を終了するときに、前記停止保持処理として、前記モータ（１２）を前記Ｆ／Ｂ制御終了時の回転位置に停止保持するように通電するＦ／Ｂ制御終了位置停止保持処理を前記通電保持時間だけ実行することを特徴とする請求項１乃至７のいずれかに記載のモータ制御装置。
9. 前記モータ（１２）は、スイッチトリラクタンスモータであることを特徴とする請求項１乃至８のいずれかに記載のモータ制御装置。
10. 前記制御対象は、シフトレンジを切り換えるレンジ切換機構（１１）であることを特徴とする請求項１乃至９のいずれかに記載のモータ制御装置。

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