JP2014238161A - アクチュエータ制御装置 - Google Patents

Abstract

【課題】アクチュエータを電気的に制御するバイワイヤ制御回路を備えたシステムにおいて、システム異常時の安全性を向上させることができるようにする。
【解決手段】ＳＢＷ−ＥＣＵ２３のバイワイヤ制御回路３４は、駆動判定部３９で、アクチュエータ２７の駆動許可／駆動禁止の判定を行い、アクチュエータ２７の駆動許可と判定していない場合（アクチュエータ２７の駆動禁止と判定した場合）には、駆動禁止装置３６（第１の駆動禁止装置３６Ａ）でアクチュエータ２７の駆動を禁止する。更に、バイワイヤ制御回路３４とは別の回路として設けられた監視回路３５で、バイワイヤ制御回路３４（駆動判定部３９とダイアグ部４０）が正常に動作しているか否かを監視し、バイワイヤ制御回路３４が正常に動作していないと判定した場合には、駆動禁止装置３６（第２の駆動禁止装置３６Ｂ）でアクチュエータ２７の駆動を禁止する。
【選択図】図２

Description

本発明は、車両に搭載された装置の駆動源となるアクチュエータと、このアクチュエータを電気的に制御するバイワイヤ制御回路とを備えたアクチュエ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、モータ等のアクチュエータによって電気的に駆動するバイワイヤシステムに変更する事例が増加する傾向にある。

このようなバイワイヤシステムにおいては、例えば、特許文献１（特開２００６−３３６６９１号公報）に記載されているように、アクチュエータを電気的に制御するバイワイヤ制御回路とは別に設けた監視制御回路（例えばエンジン制御回路）によって、所定の監視情報に基づいてバイワイヤシステムを監視し、監視制御回路がバイワイヤシステムの異常を確認した場合に、バイワイヤ制御回路よるアクチュエータの制御を禁止する（例えばスイッチ装置をオフしてアクチュエータへの通電を禁止する）ようにしたものがある。

特開２００６−３３６６９１号公報

しかし、上記特許文献１の技術では、監視制御回路が所定の監視情報に基づいて異常を確認した場合にしか、アクチュエータの制御を禁止することができないため、監視制御回路で異常を確認するまではアクチュエータを制御可能な状態になっている。このため、システム異常時（例えばノイズや電源電圧低下等による異常信号の発生時等）の安全性を十分に高めることができない可能性がある。

そこで、本発明が解決しようとする課題は、アクチュエータを電気的に制御するバイワイヤ制御回路を備えたシステムにおいて、システム異常時の安全性を向上させることができるアクチュエ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、車両に搭載された装置（１６）の駆動源となるアクチュエータ（２７）と、このアクチュエータ（２７）を電気的に制御するバイワイヤ制御回路（３４）とを備えたアクチュエータ制御装置において、バイワイヤ制御回路（３４）とは別の回路として設けられてバイワイヤ制御回路（３４）が正常に動作しているか否かを監視する監視回路（３５）と、アクチュエータ（２７）の駆動許可／駆動禁止の判定を行う駆動判定手段（３９）と、この駆動判定手段（３９）でアクチュエータ（２７）の駆動許可と判定していない場合にアクチュエータ（２７）の駆動を禁止すると共に監視回路（３５）でバイワイヤ制御回路（３４）が正常に動作していないと判定した場合にアクチュエータ（２７）の駆動を禁止する禁止手段（３６）とを備えた構成としたものである。

この構成では、駆動判定手段でアクチュエータの駆動許可と判定していない場合にアクチュエータの駆動を禁止するため、バイワイヤ制御回路の正常時でも駆動判定手段でアクチュエータの駆動許可と判定するまではアクチュエータの駆動を禁止した状態にしておくことができる。更に、監視回路でバイワイヤ制御回路が正常に動作していないと判定した場合にアクチュエータの駆動を禁止するため、駆動判定手段でアクチュエータの駆動許可と判定していても監視回路でバイワイヤ制御回路が正常に動作していないと判定した場合にはアクチュエータの駆動を禁止することができる。これにより、駆動判定手段の機能を備えた制御回路と監視回路の両方からアクチュエータの駆動を禁止することができ、システム異常時の安全性を向上させることができる。

図１は本発明の実施例１における自動変速制御システムの概略構成を示す図である。 図２は実施例１のアクチュエータ駆動禁止機能を概略的に示すブロック図である。 図３は実施例１の駆動判定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は実施例１の監視ルーチンの処理の流れを示すフローチャートである。 図５は実施例２の駆動判定部の機能を説明する図である。 図６は実施例２の初期学習判定ルーチンの処理の流れを示すフローチャートである。 図７は実施例２の駆動判定ルーチンの処理の流れを示すフローチャートである。 図８は実施例２の初期学習判定の実行例（その１）を示すタイムチャートである。 図９は実施例２の初期学習判定の実行例（その２）を示すタイムチャートである。 図１０は実施例３のアクチュエータ駆動禁止機能を概略的に示すブロック図である。 図１１は実施例４のアクチュエータ駆動禁止機能を概略的に示すブロック図である。 図１２は実施例５のアクチュエータ駆動禁止機能を概略的に示すブロック図である。

以下、本発明を実施するための形態を具体化した幾つかの実施例を説明する。

本発明の実施例１を図１乃至図４に基づいて説明する。
まず、図１に基づいて車両の自動変速制御システムの概略構成を説明する。
エンジン１１の出力軸（クランク軸）に、自動変速機１２の入力軸が連結されている。この自動変速機１２には、変速歯車機構（図示せず）と、この変速歯車機構を構成する複数の歯車の中から動力を伝達する歯車の組み合わせ（変速比）を切り換える摩擦係合装置（図示せず）と、この摩擦係合装置の動作状態を油圧で切り換える油圧制御回路１３等が設けられている。また、油圧制御回路１３には、摩擦係合装置を構成するクラッチやブレーキ等の各摩擦係合要素に供給する油圧を制御する油圧制御弁１４と、レンジセレクタ１５の操作に連動してレンジ切換装置１６によって切り換えられるマニュアル弁１７が設けられている。

エンジン１１を制御するエンジンＥＣＵ１８は、アクセル開度（アクセルペダルの操作量）を検出するアクセルセンサ１９の出力信号等に基づいて、スロットル装置２０のスロットル開度（スロットルバルブの開度）や燃料噴射弁２１の燃料噴射量等を制御する。ここで、「ＥＣＵ」は「電子制御ユニット」を意味する（以下、同様）。

自動変速機１２の変速動作を制御するＡＴ−ＥＣＵ２２は、油圧制御回路１３の各油圧制御弁１４の開閉動作を制御して各摩擦係合要素に供給する油圧を制御することで自動変速機１２の変速段を目標変速段に切り換える。

自動変速機１２のレンジ切換動作を制御するＳＢＷ−ＥＣＵ２３は、レンジセレクタ１５で選択されたレンジを検出するセレクタセンサ２４の出力信号に基づいてレンジ切換装置１６のアクチュエータ２７を制御することで、運転者のレンジ切換操作に応じてマニュアル弁１７の切換動作を制御して自動変速機１２のシフトレンジを切り換える。レンジ切換装置１６とＳＢＷ−ＥＣＵ２３等からシフトバイワイヤシステムが構成されている。

エンジンＥＣＵ１８とＡＴ−ＥＣＵ２２とＳＢＷ−ＥＣＵ２３と通知装置２５等は、通信ライン２６（例えば車内ＬＡＮ回線等）を介して接続され、必要な情報を相互に送受信する。

レンジ切換装置１６は、自動変速機１２のシフトレンジを、例えば、Ｐレンジ（パーキングレンジ）、Ｒレンジ（リバースレンジ）、Ｎレンジ（ニュートラルレンジ）、Ｄレンジ（ドライブレンジ）に切り換えるものである。このレンジ切換装置１６は、マニュアル弁１７を駆動するアクチュエータ２７と変換機構２８等を備えている。アクチュエータ２７は、電動モータ２９、減速機構３０等から構成されている。電動モータ２９は、回転方向に配列された複数のコイルを結線してなる駆動部３２を有し、当該駆動部３２への通電に従って出力軸に回転駆動力を発生させる。減速機構３０は、電動モータ２９の出力軸の回転駆動力を増大して変換機構２８側へ出力する。変換機構２８は、減速機構３０から出力される回転駆動力を直線駆動力に変換してマニュアル弁１７を駆動する。以上により、自動変速機１２のシフトレンジを電動モータ２９の回転角度に応じて制御することができる。

電動モータ２９には、ロータの回転角（回転位置）を検出するための回転角センサとしてエンコーダ３１が設けられている。このエンコーダ３１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、電動モータ２９のロータの回転に同期して所定角度毎にパルス信号をＳＢＷ−ＥＣＵ２３に出力するように構成されている。ＳＢＷ−ＥＣＵ２３は、エンコーダ３１のパルス信号をカウントして、そのカウント値（以下「エンコーダカウント値」という）に応じて電動モータ２９の通電相を所定の順序で切り換えることで電動モータ２９を回転駆動する。上述したように自動変速機１２のシフトレンジは電動モータ２９の回転角度に応じて変化するため、エンコーダカウント値は、自動変速機１２の実レンジを間接的に表している。

レンジセンサ３３は、例えば変換機構２８の入力軸の回転角、変換機構２８の出力軸又はマニュアル弁１７の位置等に基づいて実レンジを検出し、その検出信号（実レンジ信号）をＳＢＷ−ＥＣＵ２３へ出力する。セレクタセンサ２４は、運転者がレバー式又はボタン式等のレンジセレクタ１５を操作することによって選択したレンジの指令値を検出し、その検出信号（指令レンジ信号）をＳＢＷ−ＥＣＵ２３へ出力する。

ＳＢＷ−ＥＣＵ２３には、レンジ切換装置１６の駆動源であるアクチュエータ２７を電気的に制御するバイワイヤ制御回路３４が設けられていると共に、このバイワイヤ制御回路３４が正常に動作しているか否かを監視する監視回路３５がバイワイヤ制御回路３４とは別の回路で設けられている。バイワイヤ制御回路３４は、マイクロコンピュータ等で構成され、監視回路３５は、ＩＣ（例えばＡＳＩＣ）等で構成されている。また、ＳＢＷ−ＥＣＵ２３とレンジ切換装置１６のアクチュエータ２７との間には、アクチュエータ２７の駆動を禁止するための駆動禁止装置３６（禁止手段）が設けられている。

ＳＢＷ−ＥＣＵ２３は、バイワイヤ制御回路３４で後述する図３の駆動判定ルーチンを実行することで、アクチュエータ２７の駆動許可／駆動禁止の判定を行い、アクチュエータ２７の駆動許可と判定していない場合には、駆動禁止装置３６でアクチュエータ２７の駆動を禁止する。更に、ＳＢＷ−ＥＣＵ２３は、監視回路３５で後述する図４の監視ルーチンを実行することで、バイワイヤ制御回路３４が正常に動作しているか否かを監視し、バイワイヤ制御回路３４が正常に動作していないと判定した場合には、駆動禁止装置３６でアクチュエータ２７の駆動を禁止する。

具体的には、図２に示すように、ＳＢＷ−ＥＣＵ２３のバイワイヤ制御回路３４は、駆動制御部３７で、アクチュエータ２７（電動モータ２９）の通電を制御する駆動回路３８を制御することで、アクチュエータ２７を制御する。そして、駆動判定部３９（駆動判定手段）で、車両の状態を表す複数の信号に基づいてアクチュエータ２７の駆動許可／駆動禁止の判定を行う。この場合、例えば、次の(1) 〜(3) の禁止条件が成立しているか否かを判定する。

(1) シフトレンジがＰレンジ（実レンジ信号がＰレンジ）であること
(2) シフトレンジの切換要求が無し（レンジ切換要求信号がオフ）であること
(3) ブレーキオフ（ブレーキ信号がオフ）であること

これらの(1) 〜(3) の禁止条件が全て成立していれば、アクチュエータ２７の駆動禁止と判定するが、上記(1) 〜(3) の禁止条件のうちの一つでも成立していない条件があれば、アクチュエータ２７の駆動許可と判定する。

この駆動判定部３９で、アクチュエータ２７の駆動禁止と判定した場合（アクチュエータ２７の駆動許可と判定していない場合）には、駆動判定部３９から駆動禁止信号を出力して、駆動禁止装置３６に設けられた第１の駆動禁止装置３６Ａでアクチュエータ２７の駆動を禁止する。

この第１の駆動禁止装置３６Ａは、駆動判定部３９から駆動禁止信号が入力されたときに、アクチュエータ２７（電動モータ２９）への電源供給を遮断するリレーで構成されている。或は、第１の駆動禁止装置３６Ａは、駆動判定部３９から駆動禁止信号が入力されたときに、駆動回路３８を構成するＭＯＳＦＥＴ（つまり電動モータ２９の通電を制御するＭＯＳＦＥＴ）のゲートをオフ状態（例えばゲート電圧をローレベル）にするゲートオフ回路で構成しても良い。このように、第１の駆動禁止装置３６Ａをバイワイヤ制御回路３４とは独立したハードウエア（リレー又はゲートオフ回路）で構成することで、バイワイヤ制御回路３４の故障時でも第１の駆動禁止装置３６Ａが正常に動作できるようになっている。

一方、駆動判定部３９で、アクチュエータ２７の駆動許可と判定した場合には、駆動判定部３９から駆動許可信号を出力して、アクチュエータ２７の駆動を許可する（第１の駆動禁止装置３６Ａによるアクチュエータ２７の駆動禁止を解除する）。

また、バイワイヤ制御回路３４は、ダイアグ部４０で、第１〜第３の監視を行う。
第１の監視では、上記(1) 〜(3) の禁止条件が全て成立しているとき（つまりアクチュエータ２７の駆動を禁止しているとき）に駆動回路３８が作動している場合に異常と判定する。

第２の監視では、第１の駆動禁止装置３６Ａがリレーで構成されている場合には、リレーオフ指令時に電動モータ２９の端子電圧がハイレベルの場合に異常と判定する。また、第１の駆動禁止装置３６Ａがゲートオフ回路で構成されている場合には、ＭＯＳＦＥＴのゲートオン指令時にＭＯＳＦＥＴのゲートがオフ状態の場合に異常と判定する。又は電動モータ２９のオン指令時に電動モータ２９の端子電圧がローレベルの場合に異常と判定する。

第３の監視では、後述する第２の駆動禁止装置３６Ｂがリレーで構成されている場合には、リレーオフ指令時に電動モータ２９の端子電圧がハイレベルの場合に異常と判定する。また、第２の駆動禁止装置３６Ｂがゲートオフ回路で構成されている場合には、ＭＯＳＦＥＴのゲートオン指令時にＭＯＳＦＥＴのゲートがオフ状態の場合に異常と判定する。又は電動モータ２９のオン指令時に電動モータ２９の端子電圧がローレベルの場合に異常と判定する。

このダイアグ部４０では、第１〜第３の監視のいずれか一つでも異常と判定した場合には、フェールセーフ出力部４１からフェールセーフ信号を出力して、駆動禁止装置３６に設けられた第２の駆動禁止装置３６Ｂでアクチュエータ２７の駆動を禁止する。

この第２の駆動禁止装置３６Ｂは、フェールセーフ出力部４１からフェールセーフ信号が入力されたときに、アクチュエータ２７（電動モータ２９）への電源供給を遮断するリレーで構成されている。或は、第２の駆動禁止装置３６Ｂは、フェールセーフ出力部４１からフェールセーフ信号が入力されたときに、駆動回路３８を構成するＭＯＳＦＥＴのゲートをオフ状態にするゲートオフ回路で構成しても良い。このように、第２の駆動禁止装置３６Ｂをバイワイヤ制御回路３４とは独立したハードウエア（リレー又はゲートオフ回路）で構成することで、バイワイヤ制御回路３４の故障時でも第２の駆動禁止装置３６Ｂが正常に動作できるようになっている。

更に、バイワイヤ制御回路３４とは別の回路として設けられた監視回路３５で、第４及び第５の監視を行う。

第４の監視では、バイワイヤ制御回路３４の駆動判定部３９の異常診断（例えば、ＲＯＭチェック、ＲＡＭチェック、ＦＬＯＷチェック、ＩＮＳＴチェック等）を行って、バイワイヤ制御回路３４の駆動判定部３９が正常に動作しているか否かを監視する。

第５の監視では、バイワイヤ制御回路３４のダイアグ部４０の異常診断（例えば、ＲＯＭチェック、ＲＡＭチェック、ＦＬＯＷチェック、ＩＮＳＴチェック等）を行って、バイワイヤ制御回路３４のダイアグ部４０が正常に動作しているか否かを監視する。

この監視回路３５で、バイワイヤ制御回路３４の駆動判定部３９の異常（駆動判定部３９が正常に動作していない）と判定した場合又はバイワイヤ制御回路３４のダイアグ部４０の異常（ダイアグ部４０が正常に動作していない）と判定した場合には、フェールセーフ出力部４１からフェールセーフ信号を出力して、駆動禁止装置３６に設けられた第２の駆動禁止装置３６Ｂでアクチュエータ２７の駆動を禁止する。

以下、ＳＢＷ−ＥＣＵ２３のバイワイヤ制御回路３４で実行する図３の駆動判定ルーチン及び監視回路３５で実行する図４の監視ルーチンの処理内容を説明する。
［駆動判定ルーチン］
図３に示す駆動判定ルーチンは、ＳＢＷ−ＥＣＵ２３の電源オン期間中にバイワイヤ制御回路３４により所定周期で繰り返し実行される。本ルーチンが起動されると、まず、ステップ１０１で、アクチュエータ２７の駆動許可／駆動禁止の判定を行う。この場合、例えば、次の(1) 〜(3) の禁止条件が成立しているか否かを判定する。

(1) シフトレンジがＰレンジ（実レンジ信号がＰレンジ）であること
(2) シフトレンジの切換要求が無し（レンジ切換要求信号がオフ）であること
(3) ブレーキオフ（ブレーキ信号がオフ）であること

これらの(1) 〜(3) の禁止条件が全て成立していれば、アクチュエータ２７の駆動禁止と判定するが、上記(1) 〜(3) の禁止条件のうちの一つでも成立していない条件があれば、アクチュエータ２７の駆動許可と判定する。

この後、ステップ１０２に進み、上記ステップ１０１の判定結果に基づいてアクチュエータ２７の駆動許可有りであるか否かを判定する。

このステップ１０２で、アクチュエータ２７の駆動許可無しと判定された場合（つまりアクチュエータ２７の駆動禁止と判定された場合）には、ステップ１０３に進み、第１の駆動禁止装置３６Ａでアクチュエータ２７の駆動を禁止する。

一方、上記ステップ１０２で、アクチュエータ２７の駆動許可有りと判定された場合（つまりアクチュエータ２７の駆動許可と判定された場合）には、ステップ１０４に進み、アクチュエータ２７の駆動を許可する（第１の駆動禁止装置３６Ａによるアクチュエータ２７の駆動禁止を解除する）。

［監視ルーチン］
図４に示す監視ルーチンは、ＳＢＷ−ＥＣＵ２３の電源オン期間中に監視回路３５により所定周期で繰り返し実行される。本ルーチンが起動されると、まず、ステップ２０１で、バイワイヤ制御回路３４が正常に動作しているか否かを監視する。この場合、バイワイヤ制御回路３４の駆動判定部３９の異常診断（例えば、ＲＯＭチェック、ＲＡＭチェック、ＦＬＯＷチェック、ＩＮＳＴチェック等）を行って、バイワイヤ制御回路３４の駆動判定部３９が正常に動作しているか否かを監視する。更に、バイワイヤ制御回路３４のダイアグ部４０の異常診断（例えば、ＲＯＭチェック、ＲＡＭチェック、ＦＬＯＷチェック、ＩＮＳＴチェック等）を行って、バイワイヤ制御回路３４のダイアグ部４０が正常に動作しているか否かを監視する。

この後、ステップ２０２に進み、上記ステップ２０１の判定結果に基づいてバイワイヤ制御回路３４が正常である（バイワイヤ制御回路３４の駆動判定部３９とダイアグ部４０が両方とも正常に動作している）か否かを判定する。

このステップ２０２で、バイワイヤ制御回路３４が正常である（バイワイヤ制御回路３４の駆動判定部３９とダイアグ部４０が両方とも正常に動作している）と判定された場合には、そのまま本ルーチンを終了する。

一方、上記ステップ２０２で、バイワイヤ制御回路３４が正常ではない（バイワイヤ制御回路３４の駆動判定部３９とダイアグ部４０のうちの少なくとも一方が正常に動作していない）と判定された場合には、ステップ２０３に進み、第２の駆動禁止装置３６Ｂでアクチュエータ２７の駆動を禁止する。

以上説明した本実施例１では、バイワイヤ制御回路３４の駆動判定部３９で、アクチュエータ２７の駆動許可／駆動禁止の判定を行い、アクチュエータ２７の駆動許可と判定していない場合（アクチュエータ２７の駆動禁止と判定した場合）には、駆動禁止装置３６（第１の駆動禁止装置３６Ａ）でアクチュエータ２７の駆動を禁止する。更に、バイワイヤ制御回路３４とは別の回路として設けられた監視回路３５で、バイワイヤ制御回路３４が正常に動作しているか否かを監視し、バイワイヤ制御回路３４が正常に動作していないと判定した場合には、駆動禁止装置３６（第２の駆動禁止装置３６Ｂ）でアクチュエータ２７の駆動を禁止する。

このようにすれば、バイワイヤ制御回路３４の正常時でも駆動判定部３９でアクチュエータ２７の駆動許可と判定するまではアクチュエータ２７の駆動を禁止した状態にしておくことができる。更に、駆動判定部３９でアクチュエータ２７の駆動許可と判定していても監視回路３５でバイワイヤ制御回路３４が正常に動作していないと判定した場合にはアクチュエータ２７の駆動を禁止することができる。これにより、バイワイヤ制御回路３４（駆動判定部３９）と監視回路３５の両方でアクチュエータ２７の駆動を禁止することができて、システム異常時（例えばノイズや電源電圧低下等による異常信号の発生時等）に意図せずシフトレンジが切り換わることを防止することができ、安全性を向上させることができる。

また、本実施例１では、複数の信号（例えば実レンジ信号とレンジ切換要求信号とブレーキ信号）に基づいてアクチュエータ２７の駆動許可／駆動禁止の判定を行うようにしたので、アクチュエータ２７の駆動許可／駆動禁止の判定の冗長性を高めることができると共に、各信号に対してそれぞれ冗長設計する（例えば二重系にする）といった必要がなくなる。

更に、本実施例１では、駆動禁止装置３６（第１及び第２の駆動禁止装置３６Ａ，３６Ｂ）をバイワイヤ制御回路３４とは独立したハードウエア（リレー又はゲートオフ回路）で構成することで、バイワイヤ制御回路３４の故障時でも駆動禁止装置３６が正常に動作できるようにしたので、バイワイヤ制御回路３４の故障時でも駆動禁止装置３６を正常に動作させてアクチュエータ２７の駆動を禁止することができる。

また、本実施例１では、ＳＢＷ−ＥＣＵ２３のバイワイヤ制御回路３４に駆動判定部３９としての機能を備えるようにしたので、バイワイヤ制御回路３４とは別の制御回路（例えばエンジンＥＣＵ１８の制御回路やＡＴ−ＥＣＵ２２の制御回路）の仕様変更等を行う必要がなく、バイワイヤ制御回路３４の仕様変更等だけで済み、本発明を容易に実現することができる。

次に、図５乃至図９を用いて本発明の実施例２を説明する。但し、前記実施例１と実質的に同一部分については説明を省略又は簡略化し、主として前記実施例１と異なる部分について説明する。

エンコーダカウント値（エンコーダ３１のパルス信号のカウント値）は、バイワイヤ制御回路３４のＲＡＭ（図示せず）に記憶されるため、ＳＢＷ−ＥＣＵ２３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、ＳＢＷ−ＥＣＵ２３の電源投入直後のエンコーダカウント値は、実際の電動モータ２９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電動モータ２９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、バイワイヤ制御回路３４は、電源投入後（つまりバイワイヤ制御回路３４の起動後）に初期駆動を行って電動モータ２９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通電相学習を実行する。この初期駆動（通電相学習）では、オープンループ制御で電動モータ２９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電動モータ２９の回転位置と該通電相とを一致させて電動モータ２９を回転駆動してエンコーダ３１のパルス信号をカウントし、初期駆動終了時のエンコーダカウント値と電動モータ２９の回転位置と通電相との対応関係を学習する。

また、バイワイヤ制御回路３４は、電動モータ２９の起動後のエンコーダカウント値に基づいて電動モータ２９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、電動モータ２９の絶対的な回転位置を検出しないと、電動モータ２９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、バイワイヤ制御回路３４は、初期駆動（通電相学習）の終了後に、電動モータ２９をレンジ切換装置１６の可動範囲の限界位置に突き当たるまで回転させる突き当て制御を実行して、その限界位置を基準位置として学習する基準位置学習を実行し、この基準位置のエンコーダカウント値を基準にして電動モータ２９の回転量（回転角）を制御する。この場合、例えば、レンジ切換装置１６の可動範囲のＰレンジ側の限界位置であるＰレンジ壁に突き当たるまで電動モータ２９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た後、Ｐレンジに戻すＰレンジ戻し制御を実行する。

上述した通電相学習及び基準位置学習が特許請求の範囲でいう初期学習に相当する。
初期学習（通電相学習及び基準位置学習）の終了後、バイワイヤ制御回路３４は、運転者によるレンジセレクタ１５の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、エンコーダカウント値に基づいて電動モータ２９の通電相を順次切り換えることで電動モータ２９を目標回転位置まで回転駆動するフィードバック制御を実行して、シフトレンジを目標レンジに切り換える。

本実施例２では、上述した初期学習（通電相学習及び基準位置学習）の実行時の安全性を向上させるために、ＳＢＷ−ＥＣＵ２３のバイワイヤ制御回路３４で後述する図６及び図７の各ルーチンを実行することで、ブレーキオン（ブレーキが作動状態）のときに初期学習を許可し、初期学習を許可した場合にアクチュエータ２７（電動モータ２９）の駆動許可と判定する。

具体的には、図５に示すように、ＳＢＷ−ＥＣＵ２３のバイワイヤ制御回路３４は、駆動判定部３９（図２参照）で、初期学習完了フラグがオフ（ＯＦＦ）で、且つ、ブレーキオン（ＯＮ）の場合に、初期学習許可フラグをオンにセットする。そして、初期学習許可フラグがオンか、又は、シフトレンジがｎｏｔＰレンジ（Ｐレンジ以外のレンジ）の場合に、アクチュエータ２７（電動モータ２９）の駆動許可と判定する。一方、初期学習許可フラグがオフで、且つ、シフトレンジがＰレンジの場合には、アクチュエータ２７（電動モータ２９）の駆動禁止と判定する。

初期学習許可フラグがオンされた場合には、初期学習許可フラグがオンにセットされてから所定時間（例えば、初期学習を完了するのに必要な時間よりも少し長い時間）が経過するまでは、初期学習許可フラグをオンに維持する。これにより、初期学習の実行中にブレーキオフになった場合でも少なくとも初期学習が完了するまで初期学習を許可する。

その後、初期学習許可フラグがオンにセットされてから所定時間が経過したときに、初期学習完了フラグをオンにセットして、初期学習許可フラグをオフにリセットする。これにより、バイワイヤ制御回路３４の起動後に１回だけ初期学習を許可する。

また、バイワイヤ制御回路３４は、ダイアグ部４０（図２参照）で、第１〜第３の監視を行うが、第１の監視では、初期学習許可フラグがオフのとき（つまりアクチュエータ２７の駆動を禁止しているとき）に駆動回路３８が作動している場合に異常と判定する。尚、第２の監視と第３の監視は、前記実施例１と同じである。
以下、本実施例２でＳＢＷ−ＥＣＵ２３のバイワイヤ制御回路３４が実行する図６の初期学習判定ルーチン及び図７の駆動判定ルーチンの処理内容を説明する。

［初期学習判定ルーチン］
図６に示す初期学習判定ルーチンは、ＳＢＷ−ＥＣＵ２３の電源オン期間中にバイワイヤ制御回路３４により所定周期で繰り返し実行される。本ルーチンが起動されると、まず、ステップ３０１で、初期学習完了フラグが初期学習の完了を意味するオンであるか否かを判定し、初期学習完了フラグがオフであると判定された場合には、ステップ３０２に進み、初期学習許可フラグが初期学習の許可を意味するオンであるか否かを判定する。

このステップ３０２で、初期学習許可フラグがオフであると判定された場合には、ステップ３０３に進み、ブレーキオンであるか否かを判定し、ブレーキオフであると判定された場合には、ステップ３０４の処理を実行することなく、本ルーチンを終了する。

一方、上記ステップ３０３で、ブレーキオンであると判定された場合には、ステップ３０４に進み、初期学習許可フラグをオンにセットして、本ルーチンを終了する。これにより、ブレーキオンのときに初期学習を許可する。

その後、上記ステップ３０２で、初期学習許可フラグがオンであると判定された場合には、ステップ３０５に進み、初期学習許可フラグがオンにセットされてから所定時間が経過したか否かを判定する。ここで、所定時間は、初期学習（通電相学習及び基準位置学習）を完了するのに必要な時間よりも少し長い時間（例えば２ｓｅｃ）に設定されている。

このステップ３０５で、初期学習許可フラグがオンにセットされてから所定時間が経過していないと判定された場合には、初期学習完了フラグをオフに維持すると共に、初期学習許可フラグをオンに維持したまま、本ルーチンを終了する。これにより、初期学習の実行中にブレーキオフになった場合でも少なくとも初期学習が完了するまで初期学習を許可する。

その後、上記ステップ３０５で、初期学習許可フラグがオンにセットされてから所定時間が経過したと判定された場合には、初期学習が完了していると判断して、ステップ３０６に進み、初期学習完了フラグをオンにセットした後、ステップ３０７に進み、初期学習許可フラグをオフにリセットして、本ルーチンを終了する。その後、上記ステップ３０１で、初期学習完了フラグがオンであると判定された場合には、ステップ３０２以降の処理を実行することなく、本ルーチンを終了する。これにより、バイワイヤ制御回路３４の起動後に１回だけ初期学習を許可する。

［駆動判定ルーチン］
図７に示す駆動判定ルーチンは、ＳＢＷ−ＥＣＵ２３の電源オン期間中にバイワイヤ制御回路３４により所定周期で繰り返し実行される。本ルーチンが起動されると、まず、ステップ４０１で、初期学習許可フラグがオンであるか否かを判定し、初期学習許可フラグがオフであると判定された場合には、ステップ４０２に進み、シフトレンジがＰレンジであるか否かを判定する。

上記ステップ４０１で初期学習許可フラグがオフであると判定され、且つ、上記ステップ４０２でシフトレンジがＰレンジであると判定された場合には、ステップ４０３に進み、アクチュエータ２７の駆動禁止と判定して、第１の駆動禁止装置３６Ａでアクチュエータ２７の駆動を禁止する。

一方、上記ステップ４０１で初期学習許可フラグがオンであると判定された場合、又は、上記ステップ４０２でシフトレンジがＰレンジではない（Ｐレンジ以外のレンジである）と判定された場合には、ステップ４０４に進み、アクチュエータ２７の駆動許可と判定して、アクチュエータ２７の駆動を許可する（第１の駆動禁止装置３６Ａによるアクチュエータ２７の駆動禁止を解除する）。

以上説明した本実施例２の初期学習判定の実行例を図８及び図９のタイムチャートを用いて説明する。
図８に示すように、シフトレンジがＰレンジでＩＧスイッチ（イグニッションスイッチ）がオンされてＳＢＷ−ＥＣＵ２３のバイワイヤ制御回路３４が起動した時点ｔ1 で、ブレーキオンの場合には、その時点で、初期学習許可フラグをオンにセットする。これにより、初期学習（通電相学習及び基準位置学習）を許可して、アクチュエータ２７（電動モータ２９）の駆動許可と判定する。これにより、バイワイヤ制御回路３４の起動後に、初期駆動を実施して通電相学習を実行し、その後、Ｐレンジ壁突き当て制御を実施して基準位置学習を実行する。

このように、ブレーキオンのときに初期学習を許可して初期学習（通電相学習及び基準位置学習）を実行することで、初期学習の実行中に、万一、システム異常によりシフトレンジがＰレンジからＰレンジ以外のレンジに切り換わる等の不具合が発生したとしても、車両が動き出すことを防止することができる。

その後、初期学習許可フラグがオンにセットされてから所定時間が経過した時点ｔ2 で、初期学習許可フラグをオフにリセットすることで、バイワイヤ制御回路３４の起動後に１回だけ初期学習を許可する。このようにすれば、バイワイヤ制御回路３４の起動後に初期学習を許可する回数を最も少なくして、初期学習の実行中の不具合が発生する可能性を低くすることができる。

また、図９に示すように、シフトレンジがＰレンジでＩＧスイッチがオンされてＳＢＷ−ＥＣＵ２３のバイワイヤ制御回路３４が起動した後に、ブレーキオンの場合には、ブレーキオンになった時点ｔ3 で、初期学習許可フラグをオンにセットする。この場合、バイワイヤ制御回路３４の起動後にブレーキオンになってから、初期駆動を実施して通電相学習を実行し、その後、Ｐレンジ壁突き当て制御を実施して基準位置学習を実行する。

ところで、図９に示すように、初期学習の実行中（例えばＰレンジ壁突き当て制御の実施中）にブレーキオフになった場合に、破線で示す比較例のように、ブレーキオフになった時点ｔ4 で、アクチュエータ２７（電動モータ２９）への通電を停止すると、電動モータ２９のイナーシャによりＰレンジ壁に突き当たった後にシフトレンジがＰレンジから抜けてしまうことが懸念される。

これに対して、本実施例２では、初期学習許可フラグがオンにセットされてから所定時間が経過する時点ｔ5 まで初期学習許可フラグをオンに維持することで、初期学習の実行中にブレーキオフになった場合でも少なくとも初期学習が完了するまで初期学習を許可するようにしている。このようにすれば、初期学習の実行中（例えばＰレンジ壁突き当て制御の実施中）にブレーキオフになった場合でも、初期学習を完了させることができると共に、Ｐレンジ壁に突き当たった後にシフトレンジがＰレンジから抜けてしまうことを防止することができる。

次に、図１０を用いて本発明の実施例３を説明する。但し、前記実施例１，２と実質的に同一部分には同一符号を付して説明を省略又は簡略化し、主として前記実施例１，２と異なる部分について説明する。

監視回路３５の判定時間（第４及び第５の監視に要する時間）やダイアグ部４０の判定時間（第１〜第３の監視に要する時間）が比較的長いシステムでは、駆動判定部３９でアクチュエータ２７の駆動禁止の判定が解除されたときに、直ちに第１の駆動禁止装置３６Ａによるアクチュエータ２７の駆動禁止を解除するようにすると、駆動判定部３９の誤作動によってアクチュエータ２７の駆動禁止の判定が解除された場合に、監視回路３５やダイアグ部４０で第２の駆動禁止装置３６Ｂによってアクチュエータ２７の駆動を禁止する前に、第１の駆動禁止装置３６Ａによるアクチュエータ２７の駆動禁止が解除されて、一時的にアクチュエータ２７の駆動を可能な状態になってしまう可能性がある。

そこで、本実施例３では、図１０に示すように、駆動判定部３９でアクチュエータ２７の駆動禁止の判定が解除されてから所定の遅延時間Ｔが経過した後に第１の駆動禁止装置３６Ａによるアクチュエータ２７の駆動禁止を解除する禁止解除ディレイ部４２（禁止解除ディレイ手段）を設けるようにしている。

この禁止解除ディレイ部４２は、例えばカウンタ等を用いて構成され、駆動判定部３９から駆動許可信号が入力された場合に、駆動許可信号が入力されてから遅延時間Ｔが経過した後に、その駆動許可信号を第１の駆動禁止装置３６Ａへ出力するようになっている。これにより、駆動判定部３９でアクチュエータ２７の駆動禁止の判定が解除されてから遅延時間Ｔが経過した後に第１の駆動禁止装置３６Ａによるアクチュエータ２７の駆動禁止を解除するようになっている。ここで、遅延時間Ｔは、例えば、監視回路３５の判定時間とダイアグ部４０の判定時間のうちの長い方よりも少し長い時間に設定されている。

以上説明した本実施例３では、駆動判定部３９でアクチュエータ２７の駆動禁止の判定が解除されてから所定の遅延時間Ｔが経過した後に第１の駆動禁止装置３６Ａによるアクチュエータ２７の駆動禁止を解除する禁止解除ディレイ部４２を設けるようにしている。このようにすれば、監視回路３５やダイアグ部４０の判定時間が比較的長いシステムでも、駆動判定部３９の誤作動によってアクチュエータ２７の駆動禁止の判定が解除された場合に、遅延時間Ｔが経過するまでの期間内（つまり第１の駆動禁止装置３６Ａによるアクチュエータ２７の駆動禁止が解除される前）に、監視回路３５やダイアグ部４０で監視を行って第２の駆動禁止装置３６Ｂによってアクチュエータ２７の駆動を禁止することが可能となる。これにより、監視回路３５やダイアグ部４０で第２の駆動禁止装置３６Ｂによってアクチュエータ２７の駆動を禁止する前に、一時的にアクチュエータ２７の駆動を可能な状態になってしまうことを防止することができる。

次に、図１１を用いて本発明の実施例４を説明する。但し、前記実施例１，２と実質的に同一部分には同一符号を付して説明を省略又は簡略化し、主として前記実施例１，２と異なる部分について説明する。

本実施例４では、図１１に示すように、駆動判定部３９でアクチュエータ２７の駆動禁止の判定が解除されてから所定の遅延時間Ｔが経過した後にアクチュエータ２７の駆動を可能な状態にする駆動可能ディレイ部４３（駆動可能ディレイ手段）を設けるようにしている。

この駆動可能ディレイ部４３は、例えばカウンタ等を用いて構成され、駆動判定部３９から駆動許可信号が入力された場合に、駆動許可信号が入力されてから遅延時間Ｔが経過するまでは、駆動制御部３７から出力された制御信号が駆動回路３８に入力されることを阻止し、遅延時間Ｔが経過した後に、駆動制御部３７から出力された制御信号が駆動回路３８に入力されることを許可するようになっている。これにより、駆動判定部３９でアクチュエータ２７の駆動禁止の判定が解除されてから遅延時間Ｔが経過した後にアクチュエータ２７の駆動を可能な状態にするようになっている。ここで、遅延時間Ｔは、例えば、監視回路３５の判定時間とダイアグ部４０の判定時間のうちの長い方よりも少し長い時間に設定されている。

以上説明した本実施例４では、駆動判定部３９でアクチュエータ２７の駆動禁止の判定が解除されてから所定の遅延時間Ｔが経過した後にアクチュエータ２７の駆動を可能な状態にする駆動可能ディレイ部４３を設けるようにしている。このようにすれば、監視回路３５やダイアグ部４０の判定時間が比較的長いシステムでも、駆動判定部３９の誤作動によってアクチュエータ２７の駆動禁止の判定が解除された場合に、遅延時間Ｔが経過するまでの期間内（つまりアクチュエータ２７の駆動を可能な状態にする前）に、監視回路３５やダイアグ部４０で監視を行って第２の駆動禁止装置３６Ｂによってアクチュエータ２７の駆動を禁止することが可能となる。これにより、監視回路３５やダイアグ部４０で第２の駆動禁止装置３６Ｂによってアクチュエータ２７の駆動を禁止する前に、一時的にアクチュエータ２７の駆動を可能な状態になってしまうことを防止することができる。

尚、上記各実施例３，４では、禁止解除ディレイ部４２と駆動可能ディレイ部４３のうちの一方のみを設けるようにしたが、これに限定されず、禁止解除ディレイ部４２と駆動可能ディレイ部４３を両方とも設けるようにしても良い。

次に、図１２を用いて本発明の実施例５を説明する。但し、前記実施例１，２と実質的に同一部分には同一符号を付して説明を省略又は簡略化し、主として前記実施例１，２と異なる部分について説明する。

本実施例５では、図１２に示すように、ＳＢＷ−ＥＣＵ２３のバイワイヤ制御回路３４とは別の制御回路に駆動判定部３９としての機能が備えられている。具体的には、ＡＴ−ＥＣＵ２２の変速制御回路４４に駆動判定部３９としての機能が備えられている。ＡＴ−ＥＣＵ２２の変速制御回路４４は、駆動判定部３９で、アクチュエータ２７の駆動許可／駆動禁止の判定を行い、アクチュエータ２７の駆動禁止と判定した場合（アクチュエータ２７の駆動許可と判定していない場合）には、第１の駆動禁止装置３６Ａでアクチュエータ２７の駆動を禁止する。

また、ＡＴ−ＥＣＵ２２の変速制御回路４４は、ダイアグ部４５で、第４の監視を行う。この第４の監視では、変速制御回路４４の駆動判定部３９の異常診断（例えば、ＲＯＭチェック、ＲＡＭチェック、ＦＬＯＷチェック、ＩＮＳＴチェック等）を行って、変速制御回路４４の駆動判定部３９が正常に動作しているか否かを監視する。

このダイアグ部４５で、変速制御回路４４の駆動判定部３９の異常（駆動判定部３９が正常に動作していない）と判定した場合には、フェールセーフ出力部４６からフェールセーフ信号を出力して、自動変速機１２をニュートラル状態にする又は第２の駆動禁止装置３６Ｂでアクチュエータ２７の駆動を禁止する。

以上説明した本実施例５では、ＳＢＷ−ＥＣＵ２３のバイワイヤ制御回路３４とは別の制御回路（ＡＴ−ＥＣＵ２２の変速制御回路４４）に駆動判定部３９としての機能を備えるようにしたので、バイワイヤ制御回路３４の異常時でも、駆動判定部３９でアクチュエータ２７の駆動許可／駆動禁止の判定を正常に行うことができ、駆動判定部３９の信頼性を向上させることができる。

尚、上記実施例５では、ＡＴ−ＥＣＵ２２の変速制御回路４４に駆動判定部３９としての機能を備えるようにしたが、これに限定されず、例えば、エンジンＥＣＵ２１の制御回路に駆動判定部３９としての機能を備えるようにしても良い。
また、上記実施例５においても、上記実施例３，４で説明した禁止解除ディレイ部４２と駆動可能ディレイ部４３のうちの一方又は両方を設けるようにしても良い。

また、上記各実施例１〜５では、駆動判定部３９で、実レンジ信号やレンジ切換要求信号やブレーキ信号に基づいてアクチュエータ２７の駆動許可／駆動禁止の判定を行うようにしたが、これに限定されず、例えば、実レンジ信号、レンジ切換要求信号、ブレーキ信号、指令レンジ信号、車速信号、エンジン回転速度信号、運転者の在席を検出するセンサの出力信号（例えば着座センサの出力信号やドアオープン信号等）のうちの複数の信号に基づいてアクチュエータ２７の駆動許可／駆動禁止の判定を行うようにしても良い。

また、上記各実施例１〜５では、駆動禁止装置３６を、二つの装置（第１の駆動禁止装置３６Ａと第２の駆動禁止装置３６Ｂ）で構成したが、これに限定されず、共通の一つの装置で構成しても良い。更に、駆動禁止装置３６は、リレーやゲートオフ回路に限定されず、例えば、アクチュエータ２７又は電動モータ２９の動作を機械的にロックする手段としても良い。

また、上記各実施例１〜５では、レンジ切換装置を電気的に制御するシフトバイワイヤ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、スロットルバイワイヤシステム、ステアバイワイヤシステム、ブレーキバイワイヤシステム（メインブレーキバイワイヤシステムやパーキングブレーキバイワイヤシステム）等の種々のバイワイヤシステムに本発明を適用しても良い。

１２…自動変速機、１６…レンジ切換装置、２３…ＳＢＷ−ＥＣＵ、２７…アクチュエータ、２９…電動モータ、３４…バイワイヤ制御回路、３５…監視回路、３６…駆動禁止装置（禁止手段）、３９…駆動判定部（駆動判定手段）、４２…禁止解除ディレイ部（禁止解除ディレイ手段）、４３…駆動可能ディレイ部（駆動可能ディレイ手段）、４４…変速制御回路

Claims (11)

1. 車両に搭載された装置（１６）の駆動源となるアクチュエータ（２７）と、前記アクチュエータ（２７）を電気的に制御するバイワイヤ制御回路（３４）とを備えたアクチュエータ制御装置において、
   前記バイワイヤ制御回路（３４）とは別の回路として設けられて前記バイワイヤ制御回路（３４）が正常に動作しているか否かを監視する監視回路（３５）と、
   前記アクチュエータ（２７）の駆動許可／駆動禁止の判定を行う駆動判定手段（３９）と、
   前記駆動判定手段（３９）で前記アクチュエータ（２７）の駆動許可と判定していない場合に前記アクチュエータ（２７）の駆動を禁止すると共に前記監視回路（３５）で前記バイワイヤ制御回路（３４）が正常に動作していないと判定した場合に前記アクチュエータ（２７）の駆動を禁止する禁止手段（３６）と
   を備えていることを特徴とするアクチュエータ制御装置。
2. 前記駆動判定手段（３９）は、前記車両の状態を表す複数の信号に基づいて前記アクチュエータ（２７）の駆動許可／駆動禁止の判定を行うことを特徴とする請求項１に記載のアクチュエータ制御装置。
3. 前記禁止手段（３６）は、前記バイワイヤ制御回路（３４）の故障時でも正常に動作可能に設けられていることを特徴とする請求項１又は２に記載のアクチュエータ制御装置。
4. 前記バイワイヤ制御回路（３４）は、該バイワイヤ制御回路（３４）の起動後に前記アクチュエータ（２７）を駆動して該アクチュエータ（２７）の制御に用いる情報を学習する初期学習を実行し、
   前記駆動判定手段（３９）は、ブレーキオンのときに前記初期学習を許可し、該初期学習を許可した場合に前記アクチュエータ（２７）の駆動許可と判定することを特徴とする請求項１乃至３のいずれかに記載のアクチュエータ制御装置。
5. 前記駆動判定手段（３９）は、前記バイワイヤ制御回路（３４）の起動後に１回だけ前記初期学習を許可することを特徴とする請求項４に記載のアクチュエータ制御装置。
6. 前記駆動判定手段（３９）は、前記初期学習の実行中にブレーキオフになった場合でも少なくとも前記初期学習が完了するまで前記初期学習を許可することを特徴とする請求項４又は５に記載のアクチュエータ制御装置。
7. 前記駆動判定手段（３９）で前記アクチュエータ（２７）の駆動禁止の判定が解除されてから所定の遅延時間が経過した後に前記禁止手段（３６）による前記アクチュエータ（２７）の駆動禁止を解除する禁止解除ディレイ手段（４２）を備えてい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アクチュエータ制御装置。
8. 前記駆動判定手段（３９）で前記アクチュエータ（２７）の駆動禁止の判定が解除されてから所定の遅延時間が経過した後に前記アクチュエータ（２７）の駆動を可能な状態にする駆動可能ディレイ手段（４３）を備えてい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アクチュエータ制御装置。
9. 前記バイワイヤ制御回路（３４）に前記駆動判定手段（３９）としての機能が備えられてい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アクチュエータ制御装置。
10. 前記バイワイヤ制御回路（３４）とは別の制御回路（４４）に前記駆動判定手段（３９）としての機能が備えられてい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アクチュエータ制御装置。
11. 前記装置は、前記アクチュエータ（２７）を駆動源としてシフトレンジを複数のレンジ間で切り換えるレンジ切換装置（１６）であることを特徴とする請求項１乃至１０のいずれかに記載のアクチュエータ制御装置。

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