JP2015087118A - Abnormality diagnosis device and shift-by-wire apparatus employing the same - Google Patents

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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide an abnormality diagnosis device capable of precisely diagnosing abnormality in sensors packaged in a shift-by-wire apparatus that is mounted on a vehicle, for example, and operates an operation target by driving a manual shaft on the basis of a shift operation or the like of a driver, and the shift-by-wire apparatus employing the same.SOLUTION: Abnormality of a motor position sensor 7 or output shaft angle sensors 8 and 9 is diagnosed on the basis of a rotation angle D7 of an output shaft calculated on the basis of a rotation position of a rotor detected by the motor position sensor 7 and rotation angles D8 and D9 of an output shaft detected by the output shaft angle sensors 8 and 9.

Description

本発明は、異常診断装置及びそれを用いたシフトバイワイヤ装置に係り、例えば車両に搭載され、ドライバのシフト操作等に基づいてマニュアルシャフトを駆動することにより作動対象を作動させるシフトバイワイヤ装置に実装されたセンサ類の異常を診断する異常診断装置及びそれを用いたシフトバイワイヤ装置に関する。   The present invention relates to an abnormality diagnosing device and a shift-by-wire device using the same, and is mounted on, for example, a vehicle, and is mounted on a shift-by-wire device that operates an operation target by driving a manual shaft based on a driver's shift operation or the like. The present invention relates to an abnormality diagnosing device for diagnosing abnormalities in sensors and a shift-by-wire device using the same.

従来、この種のシフトバイワイヤ装置としては、シフトポジションを切り換えるためのスプールの位置を検出するスプール位置センサを備え、セレクタスイッチ（シフトスイッチ）によりＰ（パーキング）ポジション、Ｒ（リバース）ポジション、Ｎ（ニュートラル）ポジション、Ｄ（ドライブ）ポジション等のうちのいずれかが選択されたときに、スプール位置センサからの信号に基づいてスプールが選択されたポジションに対応する位置となるようにモータ（電動機）を制御する装置が知られている。   Conventionally, this type of shift-by-wire device has a spool position sensor for detecting the position of a spool for switching the shift position, and a selector switch (shift switch) is used for a P (parking) position, an R (reverse) position, N ( When one of the neutral) position, D (drive) position, etc. is selected, the motor (electric motor) is set so that the spool is at a position corresponding to the selected position based on a signal from the spool position sensor. Devices for controlling are known.

ところで、上記した従来のシフトバイワイヤ装置においては、スプールを駆動するブラシレスモータの制御に用いられるモータ角度センサに異常が生じた際に、前記モータの駆動を停止することや、シフトバイワイヤ装置の車両への搭載を考慮して例えば退避走行等の対処をすることが検討されている。   By the way, in the conventional shift-by-wire device described above, when an abnormality occurs in the motor angle sensor used for controlling the brushless motor that drives the spool, the driving of the motor is stopped or the shift-by-wire device is moved to the vehicle. Taking into account the mounting of the vehicle, for example, taking measures such as evacuation traveling has been studied.

特許文献１には、作動対象を作動させる電動機の制御に用いられる回転角度センサの異常に対して対処し得るシフトバイワイヤ装置が開示されている。   Patent Document 1 discloses a shift-by-wire device that can cope with an abnormality of a rotation angle sensor used for controlling an electric motor that operates an operation target.

特許文献１に開示されているシフトバイワイヤ装置は、マニュアルシャフトを回転駆動する電動機の回転軸の回転角度を検出する回転角度センサ（モータ位置センサ）が正常に機能し得る通常時には、マニュアルシャフトの回転位置を検出するシフトポジションセンサ（出力軸角度センサ）からのシャフトの回転位置が目標回転位置に対して所定の範囲内で一致するよう回転角度センサからの回転軸の回転角度に基づいて電動機を制御する通常時制御を行ない、回転角度センサが正常に機能し得ない非通常時には、シフトポジションセンサからのシャフトの回転位置に基づいて電動機の回転軸の回転方向を推定しながら電動機を制御するセンサレス制御を開始し、シフトポジションセンサからの回転位置が目標回転位置に対して所定の範囲内で一致したときにセンサレス制御を停止する非通常時制御を行なう装置である。   In the shift-by-wire device disclosed in Patent Document 1, the rotation of the manual shaft is normally performed when the rotation angle sensor (motor position sensor) that detects the rotation angle of the rotation shaft of the electric motor that rotates the manual shaft can function normally. The motor is controlled based on the rotation angle of the rotation shaft from the rotation angle sensor so that the rotation position of the shaft from the shift position sensor (output shaft angle sensor) that detects the position matches the target rotation position within a predetermined range. Sensorless control that controls the motor while estimating the rotation direction of the rotating shaft of the motor based on the rotation position of the shaft from the shift position sensor in the non-normal time when the rotation angle sensor cannot function normally And the rotational position from the shift position sensor is within a predetermined range with respect to the target rotational position. A device for performing non-normal operation control for stopping the sensorless control when they match.

ここで、特許文献１に開示されているシフトバイワイヤ装置では、シャフトポジションセンサにより検出されるシャフトポジションの時間変化量に基づいてマニュアルシャフトの回転方向が正転か逆転かを判定して電動機の回転方向を判定することにより、モータ角度センサの各ホールＩＣの故障を判定している。   Here, in the shift-by-wire device disclosed in Patent Document 1, it is determined whether the rotation direction of the manual shaft is normal rotation or reverse rotation based on the amount of time change of the shaft position detected by the shaft position sensor. By determining the direction, the failure of each Hall IC of the motor angle sensor is determined.

特開２０１０−２２３３５５号公報JP 2010-223355 A

ところで、実際には、上記した回転角度センサと同様、該回転角度センサの故障判定に使用されるシフトポジションセンサ（出力軸角度センサ）に異常が生じることも考えられ、このようにシフトポジションセンサに異常が生じた場合には、回転角度センサ（モータ位置センサ）の異常もしくは故障を精緻に判定することができないといった課題が生じ得る。また、回転角度センサの状態を誤って判定する結果、当該シフトバイワイヤ装置が搭載された車両を適正に制御することができないといった課題が生じ得る。例えば、当該シフトバイワイヤ装置が駐車時に車両をロックする電制パーキングロックシステムに適用される場合、例えばＩＷＭ（In−Wheel−Motor）のような車両では左右の車輪で独立してシフトバイワイヤ装置を実装する必要があるが、一方もしくは双方の車輪に実装されたシフトバイワイヤ装置のセンサ類の状態を誤って判定すると、左右の車輪でロック状態が変化してしまうといった課題が生じ得る。   Actually, as with the rotation angle sensor described above, an abnormality may occur in the shift position sensor (output shaft angle sensor) used for determining the failure of the rotation angle sensor. When an abnormality occurs, there may arise a problem that an abnormality or failure of the rotation angle sensor (motor position sensor) cannot be accurately determined. Moreover, as a result of erroneously determining the state of the rotation angle sensor, there may arise a problem that the vehicle on which the shift-by-wire device is mounted cannot be properly controlled. For example, when the shift-by-wire device is applied to an electric parking lock system that locks the vehicle during parking, for example, a vehicle such as an IWM (In-Wheel-Motor) implements the shift-by-wire device independently on the left and right wheels. However, if the state of the sensors of the shift-by-wire device mounted on one or both wheels is erroneously determined, there may be a problem that the lock state changes between the left and right wheels.

本発明は、前記課題に鑑みてなされたものであって、その目的とするところは、例えば車両に搭載され、ドライバのシフト操作等に基づいてマニュアルシャフトを駆動することにより作動対象を作動させるシフトバイワイヤ装置に実装されたセンサ類の異常を精緻に診断することのできる異常診断装置及びそれを用いたシフトバイワイヤ装置を提供することにある。   The present invention has been made in view of the above-described problems, and an object of the present invention is, for example, a shift that is mounted on a vehicle and operates an operation target by driving a manual shaft based on a driver's shift operation or the like. An object of the present invention is to provide an abnormality diagnosis device capable of precisely diagnosing abnormality of sensors mounted on a by-wire device and a shift-by-wire device using the abnormality diagnosis device.

上記する課題を解決するために、本発明に係る異常診断装置は、ロータの回転位置を検出するモータ位置センサと、前記ロータに連結された出力軸の回転角度を検出する出力軸角度センサと、を有する電動機の異常を診断する異常診断装置であって、前記モータ位置センサにより検出される前記ロータの回転位置に基づき算出される前記出力軸の回転角度と前記出力軸角度センサにより検出される前記出力軸の回転角度とに基づいて、前記モータ位置センサもしくは前記出力軸角度センサの異常を診断することを特徴とする。   In order to solve the above-described problem, an abnormality diagnosis apparatus according to the present invention includes a motor position sensor that detects a rotation position of a rotor, an output shaft angle sensor that detects a rotation angle of an output shaft connected to the rotor, An abnormality diagnosis apparatus for diagnosing an abnormality in an electric motor having a rotation angle of the output shaft calculated based on a rotation position of the rotor detected by the motor position sensor and the output shaft angle sensor. An abnormality of the motor position sensor or the output shaft angle sensor is diagnosed based on the rotation angle of the output shaft.

また、本発明に係るシフトバイワイヤ装置は、前記異常診断装置と、前記ロータの回転位置を検出するモータ位置センサと前記ロータに連結された出力軸の回転角度を検出する出力軸角度センサとを有し、シフト操作に基づいて前記出力軸を回転駆動させてギアポジションを切り替える電動機と、を備えていることを特徴とする。   The shift-by-wire device according to the present invention includes the abnormality diagnosis device, a motor position sensor that detects a rotation position of the rotor, and an output shaft angle sensor that detects a rotation angle of an output shaft connected to the rotor. And an electric motor that switches the gear position by rotationally driving the output shaft based on a shift operation.

異常診断装置及びそれを用いたシフトバイワイヤ装置によれば、モータ位置センサにより検出されるロータの回転位置に基づき算出される出力軸の回転角度と出力軸角度センサにより検出される出力軸の回転角度とに基づいてモータ位置センサもしくは出力軸角度センサの異常を診断することにより、モータ位置センサや出力軸角度センサに異常が生じた場合であっても、当該センサ類の異常を精緻に診断することができる。また、このようにシフトバイワイヤ装置に実装されたセンサ類の異常を診断し、正常であると診断されたセンサ類から得られる出力信号（情報）を利用して電動機の駆動を制御することにより、例えば当該異常診断装置を用いたシフトバイワイヤ装置が搭載された車両を適正に制御することができる。   According to the abnormality diagnosis device and the shift-by-wire device using the abnormality diagnosis device, the rotation angle of the output shaft calculated based on the rotation position of the rotor detected by the motor position sensor and the rotation angle of the output shaft detected by the output shaft angle sensor By diagnosing abnormalities in the motor position sensor or output shaft angle sensor based on the above, even if an abnormality occurs in the motor position sensor or output shaft angle sensor, the abnormalities in the sensors are precisely diagnosed Can do. In addition, by diagnosing abnormalities of the sensors mounted on the shift-by-wire device in this way, by controlling the drive of the motor using output signals (information) obtained from the sensors diagnosed as normal, For example, it is possible to appropriately control a vehicle on which a shift-by-wire device using the abnormality diagnosis device is mounted.

上記した以外の課題、構成及び効果は、以下の実施形態の説明により明らかにされる。   Problems, configurations, and effects other than those described above will be clarified by the following description of embodiments.

本発明に係る異常診断装置を用いたシフトバイワイヤ装置の実施形態の主要構成を示すシステム構成図。The system block diagram which shows the main structures of embodiment of the shift-by-wire apparatus using the abnormality diagnosis apparatus based on this invention. 図１に示すモータ位置センサの各相への出力パターン及び出力順序の一例を示す図。The figure which shows an example of the output pattern to each phase of the motor position sensor shown in FIG. 1, and an output order. 図１に示す各出力軸角度センサの出力特性の一例を示す図。The figure which shows an example of the output characteristic of each output-shaft angle sensor shown in FIG. 図１に示す異常診断装置による異常診断フローを説明するフローチャート。The flowchart explaining the abnormality diagnosis flow by the abnormality diagnosis apparatus shown in FIG.

以下、本発明に係る異常診断装置及びそれを用いたシフトバイワイヤ装置の実施形態を図面を参照して説明する。なお、以下では、主に、駐車時に車両をロックするための電制パーキングロックシステムにシフトバイワイヤ装置が適用される場合について説明するが、例えばオートマチックトランスミッションシステム等に当該シフトバイワイヤ装置を適用し得ることは勿論である。   Embodiments of an abnormality diagnosis apparatus and a shift-by-wire apparatus using the same according to the present invention will be described below with reference to the drawings. In the following description, a case where the shift-by-wire device is applied to an electric parking lock system for locking the vehicle at the time of parking will be described. However, for example, the shift-by-wire device can be applied to an automatic transmission system or the like. Of course.

図１は、本発明に係る異常診断装置を用いたシフトバイワイヤ装置の実施形態の主要構成を示したものである。   FIG. 1 shows a main configuration of an embodiment of a shift-by-wire apparatus using an abnormality diagnosis apparatus according to the present invention.

シフトバイワイヤ装置２０は、主に、パーキングロック要求又はパーキングロック解除要求等を出力するデバイスである電制シフター１０と、電動モータ６を有するアクチュエータ５と、アクチュエータ５内の電動モータ６の駆動状態を制御する電子制御装置（ＥＣＵ）１と、を備えている。   The shift-by-wire device 20 mainly determines the driving state of the electric shifter 10 that is a device that outputs a parking lock request or a parking lock release request, the actuator 5 having the electric motor 6, and the electric motor 6 in the actuator 5. And an electronic control unit (ECU) 1 to be controlled.

アクチュエータ５は、ＥＣＵ１のドライバ回路４からの通電により駆動する電動モータ６と、電動モータ６を構成するロータの回転位置（角度）を検出するモータ位置センサ７と、前記ロータに連結された出力軸（例えば、マニュアルシャフト）（不図示）の回転角度を検出する二つの出力軸角度センサ８、９とから構成される。ここで、電動モータ６のロータは、減速機（不図示）を介して出力軸に伝達されており、その回転出力（トルク）が増幅されるようになっている。モータ位置センサ７により検出される位置情報や出力軸角センサ８、９により検出される角度情報は、ＥＣＵ１のマイコン２に送信される。   The actuator 5 includes an electric motor 6 that is driven by energization from the driver circuit 4 of the ECU 1, a motor position sensor 7 that detects the rotational position (angle) of the rotor that constitutes the electric motor 6, and an output shaft that is coupled to the rotor. It is composed of two output shaft angle sensors 8 and 9 for detecting the rotation angle of (for example, a manual shaft) (not shown). Here, the rotor of the electric motor 6 is transmitted to the output shaft via a speed reducer (not shown), and the rotation output (torque) is amplified. Position information detected by the motor position sensor 7 and angle information detected by the output shaft angle sensors 8 and 9 are transmitted to the microcomputer 2 of the ECU 1.

なお、モータ位置センサ７は、例えば、Ｕ相、Ｖ相、Ｗ相の各相に設置されたホール素子である（図２参照）。また、出力軸角度センサ８、９としては、例えば、リニアな特性を有するインダクティブセンサ（誘導形センサ）が挙げられ、各出力軸角度センサ８、９は、出力軸の回転角度に対して逆の特性（クロス特性）を有している（図３参照）。   The motor position sensor 7 is, for example, a hall element installed in each of the U phase, the V phase, and the W phase (see FIG. 2). In addition, as the output shaft angle sensors 8 and 9, for example, inductive sensors (inductive sensors) having linear characteristics can be cited, and the output shaft angle sensors 8 and 9 are opposite to the rotation angle of the output shaft. Characteristic (cross characteristic) (see FIG. 3).

ＥＣＵ１は、モータ駆動電流を検出する電流検出回路３と、電制シフター１０からの出力信号、電流検出回路３からの検出値、出力軸角度センサ８、９からの角度情報、モータ位置センサ７からの位置情報等から電動モータ６の駆動信号（例えば、通電モードを切替える信号）を生成するマイコン２と、マイコン２からの駆動信号に基づいてアクチュエータ５内の電動モータ６へ電流を通電させるドライバ回路４とから構成されている。電動モータ６は、ドライバ回路４から送信された駆動信号に基づき各相に設けられたコイルが順次通電されることで回転駆動するようになっている。   The ECU 1 includes a current detection circuit 3 that detects a motor drive current, an output signal from the electric control shifter 10, a detection value from the current detection circuit 3, angle information from the output shaft angle sensors 8 and 9, and a motor position sensor 7. The microcomputer 2 that generates a drive signal (for example, a signal for switching the energization mode) of the electric motor 6 from the position information of the motor, and a driver circuit that energizes the electric motor 6 in the actuator 5 based on the drive signal from the microcomputer 2 4. The electric motor 6 is rotationally driven by sequentially energizing coils provided in each phase based on the drive signal transmitted from the driver circuit 4.

例えば、当該シフトバイワイヤ装置２０が自動車等の車両に搭載された場合、ドライバのシフト操作等に基づいて電制シフター１０からマイコン２へシフト切替え要求（出力信号）が送信され、その出力信号に基づいてマイコン２からドライバ回路４へ所定の出力パターン及び出力順序を有する駆動信号が送信され、電動モータ６は、その駆動信号に基づいて出力軸（例えば、マニュアルシャフト）を回転駆動させてギアポジションを切り替えるようになっている。   For example, when the shift-by-wire device 20 is mounted on a vehicle such as an automobile, a shift switching request (output signal) is transmitted from the electronic control shifter 10 to the microcomputer 2 based on a driver's shift operation or the like, and based on the output signal. Then, a drive signal having a predetermined output pattern and output order is transmitted from the microcomputer 2 to the driver circuit 4, and the electric motor 6 rotates the output shaft (for example, a manual shaft) based on the drive signal to change the gear position. It is supposed to switch.

また、ＥＣＵ１のマイコン２には、電制シフター１０からのシフト切替え要求（すなわち、電動モータ６の駆動要求）に基づいて、出力軸角度センサ８、９からの角度情報とモータ位置センサ７からの位置情報等から各センサの異常もしくは故障を診断する異常診断装置２ａが内蔵されている。   In addition, the microcomputer 2 of the ECU 1 receives the angle information from the output shaft angle sensors 8 and 9 and the motor position sensor 7 based on the shift switching request from the electric control shifter 10 (that is, the drive request for the electric motor 6). An abnormality diagnosis device 2a for diagnosing abnormality or failure of each sensor from position information or the like is incorporated.

以下、図４を参照して、図１に示す異常診断装置２ａによる異常診断フローを具体的に説明する。なお、後述するように、本実施形態では、電動モータ６は、基本的に出力軸（例えば、マニュアルシャフト）の回転角度を検出する出力軸角度センサ８、９からの角度情報に基づいて制御されるようになっている。   Hereinafter, the abnormality diagnosis flow by the abnormality diagnosis apparatus 2a shown in FIG. 1 will be specifically described with reference to FIG. As will be described later, in the present embodiment, the electric motor 6 is basically controlled based on angle information from the output shaft angle sensors 8 and 9 that detect the rotation angle of the output shaft (for example, a manual shaft). It has become so.

まず、マイコン２の異常診断装置２ａは、電制シフター１０からのシフト切替え要求を受信すると、二つの出力軸角度センサ８、９の異常を判定するために、各出力軸角度センサ８、９の出力値（角度情報）Ｄ８、Ｄ９を読み込み（Ｓ１）、各出力軸角度センサ８、９の出力値Ｄ８、Ｄ９を比較する（Ｓ２）。   First, when the abnormality diagnosis device 2a of the microcomputer 2 receives the shift switching request from the electric control shifter 10, in order to determine the abnormality of the two output shaft angle sensors 8, 9, the output shaft angle sensors 8, 9 The output values (angle information) D8 and D9 are read (S1), and the output values D8 and D9 of the output shaft angle sensors 8 and 9 are compared (S2).

出力軸角度センサ８、９の出力値Ｄ８、Ｄ９の差が所定値（判定閾値）よりも小さい場合、すなわち、出力軸角度センサ８、９の出力値Ｄ８、Ｄ９が略一致している場合には、異常診断装置２ａは、各出力軸センサ８、９が正常であると判定し、マイコン２は、その判定結果に基づき、各出力軸角度センサ８、９の出力値Ｄ８、Ｄ９を用いて出力軸の角度制御（通常制御）を実施する（Ｓ３）。なお、出力軸角度センサ８、９は、例えば、一方が制御時のマスター、他方が制御時のスレーブに設定されている。一方で、出力軸角度センサ８、９の出力値Ｄ８、Ｄ９の差が所定値（判定閾値）以上である場合、すなわち、出力軸角度センサ８、９の出力値Ｄ８、Ｄ９が乖離している場合には、異常診断装置２ａは、出力軸角度センサ８、９のいずれかもしくは双方が異常であると判定してＳ４へ進む。   When the difference between the output values D8 and D9 of the output shaft angle sensors 8 and 9 is smaller than a predetermined value (determination threshold), that is, when the output values D8 and D9 of the output shaft angle sensors 8 and 9 are substantially coincident. The abnormality diagnosis device 2a determines that the output shaft sensors 8 and 9 are normal, and the microcomputer 2 uses the output values D8 and D9 of the output shaft angle sensors 8 and 9 based on the determination result. The angle control (normal control) of the output shaft is performed (S3). For example, one of the output shaft angle sensors 8 and 9 is set as a master during control and the other as a slave during control. On the other hand, when the difference between the output values D8 and D9 of the output shaft angle sensors 8 and 9 is greater than or equal to a predetermined value (determination threshold), that is, the output values D8 and D9 of the output shaft angle sensors 8 and 9 are deviated. In this case, the abnormality diagnosis device 2a determines that one or both of the output shaft angle sensors 8, 9 are abnormal, and proceeds to S4.

次いで、異常診断装置２ａは、モータ位置センサ７の各相への出力パターン及び出力順序を確認することにより、モータ位置センサ７の異常を判定する（Ｓ４）。具体的には、電動モータ６のロータの回転位置に対応した各相のホール素子のセンサ出力値の組み合わせが予めＥＣＵ１内の記憶媒体（例えばマイコン２内の記憶部や別途設けられた不揮発性メモリであるＥＥＰＲＯ）に記憶されており、異常診断装置２ａは、電動モータ６が駆動してロータが回転した際に各相のホール素子により検出されるセンサ出力値の組み合わせが、予めＥＣＵ１内の記憶媒体に記憶されたセンサ出力値の組み合わせと合致しない（異なる）場合に、モータ位置センサ７が異常であると判定する。   Next, the abnormality diagnosis device 2a determines the abnormality of the motor position sensor 7 by confirming the output pattern and the output order of each phase of the motor position sensor 7 (S4). Specifically, a combination of sensor output values of the Hall elements of each phase corresponding to the rotational position of the rotor of the electric motor 6 is stored in advance in a storage medium in the ECU 1 (for example, a storage unit in the microcomputer 2 or a non-volatile memory provided separately). The abnormality diagnosis device 2a stores the combination of sensor output values detected by the Hall elements of each phase when the electric motor 6 is driven and the rotor rotates in advance in the ECU 1. When the combination of sensor output values stored in the medium does not match (is different), it is determined that the motor position sensor 7 is abnormal.

異常診断装置２ａは、モータ位置センサ７が異常であると判定した場合、上記した出力軸角度センサ８、９及びモータ位置センサ７の双方の出力値が異常であり（信頼性が低い）、出力軸角度センサ８、９のいずれが異常もしくは正常であるかを判断し得ないため、マイコン２は、電動モータ６の駆動制御を停止する（Ｓ５）。一方で、異常診断装置２ａが、モータ位置センサ７が正常であると判定した場合、上記した出力軸角度センサ８、９のうちのいずれかもしくは双方が異常であるかを判定するために、Ｓ６へ進む。   When the abnormality diagnosis device 2a determines that the motor position sensor 7 is abnormal, the output values of both the output shaft angle sensors 8, 9 and the motor position sensor 7 are abnormal (reliability is low), and the output Since it cannot be determined which of the shaft angle sensors 8 and 9 is abnormal or normal, the microcomputer 2 stops the drive control of the electric motor 6 (S5). On the other hand, when the abnormality diagnosis device 2a determines that the motor position sensor 7 is normal, in order to determine whether one or both of the output shaft angle sensors 8 and 9 are abnormal, S6 Proceed to

異常診断装置２ａは、正常であると判定されたモータ位置センサ７の出力値（ロータの回転位置）に基づいて出力軸の回転角度Ｄ７を算出する（Ｓ６）。具体的には、異常診断装置２ａは、モータ位置センサ７の出力値からロータの回転位置（角度）及び回転速度（回転数）を検出し（図２参照）、それらの回転位置と回転速度と減速機の減速比とを乗じて出力軸の回転角度Ｄ７を算出する。   The abnormality diagnosis device 2a calculates the rotation angle D7 of the output shaft based on the output value (rotor position of the rotor) of the motor position sensor 7 determined to be normal (S6). Specifically, the abnormality diagnosis device 2a detects the rotational position (angle) and rotational speed (rotational speed) of the rotor from the output value of the motor position sensor 7 (see FIG. 2), and the rotational position and rotational speed are detected. The output shaft rotation angle D7 is calculated by multiplying by the reduction gear ratio.

ここで、出力軸の回転角度Ｄ７の算出に用いられる減速機の減速比は、予めＥＣＵ１内の記憶媒体（例えばマイコン２内の記憶部や別途設けられた不揮発性メモリであるＥＥＰＲＯ）に記憶されている。また、異常診断装置２ａは、このように算出された出力軸の回転角度Ｄ７、すなわち電制シフター１０からのシフト切替え要求を受信して電動モータ６を駆動する際に算出された出力軸の回転角度Ｄ７を前記ＥＣＵ１内の記憶媒体に記憶し、前記ＥＣＵ１内の記憶媒体に記憶された最新の出力軸の回転角度Ｄ７を現在の出力軸の回転角度と認識してもよい。これにより、例えば出力軸角度センサ８、９に異常もしくは故障が生じた場合であっても、出力軸の回転角度（絶対角度）を認識することができるため、例えば出力軸とストッパ等との衝接を確実に回避することができる。   Here, the reduction gear ratio of the reduction gear used to calculate the rotation angle D7 of the output shaft is stored in advance in a storage medium in the ECU 1 (for example, a storage unit in the microcomputer 2 or an EEPROM provided as a separate nonvolatile memory). ing. The abnormality diagnosis device 2a receives the rotation angle D7 of the output shaft calculated in this way, that is, the rotation of the output shaft calculated when the electric motor 6 is driven upon receiving the shift switching request from the electric control shifter 10. The angle D7 may be stored in a storage medium in the ECU 1, and the latest output shaft rotation angle D7 stored in the storage medium in the ECU 1 may be recognized as the current output shaft rotation angle. Thus, for example, even if the output shaft angle sensors 8 and 9 are abnormal or malfunctioned, the rotation angle (absolute angle) of the output shaft can be recognized. Contact can be reliably avoided.

そして、異常診断装置２ａは、二つの出力軸角度センサ８、９の出力値Ｄ８、Ｄ９とモータ位置センサ７の出力値に基づいて算出された出力軸の回転角度Ｄ７を比較する（Ｓ７）。   Then, the abnormality diagnosis device 2a compares the output values D8 and D9 of the two output shaft angle sensors 8 and 9 with the rotation angle D7 of the output shaft calculated based on the output value of the motor position sensor 7 (S7).

出力軸角度センサ８の出力値Ｄ８とモータ位置センサ７の出力値に基づいて算出された出力軸の回転角度Ｄ７の差が所定値以上、かつ、出力軸角度センサ９の出力値Ｄ９とモータ位置センサ７の出力値に基づいて算出された出力軸の回転角度Ｄ７の差が所定値以上である場合には、異常診断装置２ａは、出力軸角度センサ８、９の双方が異常であると判定し、マイコン２は、電動モータ６の駆動制御を停止する（Ｓ５）。一方で、出力軸角度センサ８の出力値Ｄ８とモータ位置センサ７の出力値に基づいて算出された出力軸の回転角度Ｄ７の差が所定値よりも小さい、あるいは、出力軸角度センサ９の出力値Ｄ９とモータ位置センサ７の出力値に基づいて算出された出力軸の回転角度Ｄ７の差が所定値よりも小さい場合には、異常診断装置２ａは、出力軸角度センサ８、９のうちのいずれか（所定値よりも小さいと判定した方のセンサ）が正常であると判定し、マイコン２は、その判定結果に基づき、出力軸角度センサ８、９の出力値Ｄ８、Ｄ９のいずれかに基づいて出力軸の角度フィードバック制御を実施する（Ｓ８）。   The difference between the output value D8 of the output shaft angle sensor 8 and the output angle D7 of the output shaft calculated based on the output value of the motor position sensor 7 is not less than a predetermined value, and the output value D9 of the output shaft angle sensor 9 and the motor position When the difference in the rotation angle D7 of the output shaft calculated based on the output value of the sensor 7 is greater than or equal to a predetermined value, the abnormality diagnosis device 2a determines that both of the output shaft angle sensors 8 and 9 are abnormal. Then, the microcomputer 2 stops the drive control of the electric motor 6 (S5). On the other hand, the difference between the output value D8 of the output shaft angle sensor 8 and the output shaft rotation angle D7 calculated based on the output value of the motor position sensor 7 is smaller than a predetermined value, or the output of the output shaft angle sensor 9 When the difference between the output shaft rotation angle D7 calculated based on the value D9 and the output value of the motor position sensor 7 is smaller than a predetermined value, the abnormality diagnosis device 2a Based on the determination result, the microcomputer 2 determines one of the output values D8 and D9 of the output shaft angle sensors 8 and 9 based on the determination result. Based on this, angle feedback control of the output shaft is performed (S8).

このように、本実施形態によれば、モータ位置センサ７の出力値（ロータの回転位置）に基づいて出力軸の回転角度Ｄ７を算出し、出力軸角度センサ８、９の出力値Ｄ８、Ｄ９とモータ位置センサ７の出力値に基づいて算出された出力軸の回転角度Ｄ７を比較することにより、シフトバイワイヤ装置２０に実装されたセンサ類の異常、特に電動モータ６の角度制御に使用する出力軸角度センサ８、９の異常を精緻に診断することができる。   Thus, according to the present embodiment, the rotation angle D7 of the output shaft is calculated based on the output value of the motor position sensor 7 (rotor position of the rotor), and the output values D8, D9 of the output shaft angle sensors 8, 9 are calculated. Is compared with the rotation angle D7 of the output shaft calculated based on the output value of the motor position sensor 7, so that the abnormality of the sensors mounted on the shift-by-wire device 20, particularly the output used for angle control of the electric motor 6 is obtained. Abnormalities of the shaft angle sensors 8 and 9 can be precisely diagnosed.

特に、出力軸角度センサ８、９が複数設けられ、複数の出力軸角度センサ８、９の出力値Ｄ８、Ｄ９とモータ位置センサ７の出力値に基づいて算出された出力軸の回転角度Ｄ７を比較することにより、正常な出力軸角度センサあるいは異常や故障が生じた出力軸角度センサを精緻に特定することができる。また、出力軸角度センサ８、９が複数設けられていることにより、例えば一方の出力軸角度センサに異常もしくは故障が生じた場合であっても、出力軸の回転角度を確実に検出することができるといった利点もある。   In particular, a plurality of output shaft angle sensors 8 and 9 are provided, and the output shaft rotation angle D7 calculated based on the output values D8 and D9 of the plurality of output shaft angle sensors 8 and 9 and the output value of the motor position sensor 7 is obtained. By comparing, it is possible to precisely specify a normal output shaft angle sensor or an output shaft angle sensor in which an abnormality or failure has occurred. Further, since a plurality of output shaft angle sensors 8 and 9 are provided, the rotation angle of the output shaft can be reliably detected even when, for example, one of the output shaft angle sensors is abnormal or malfunctioned. There is also an advantage that it can be done.

また、電制シフター１０からのシフト切替え要求後の電動モータ６の駆動初期段階において、異常診断装置２ａによる異常判定を実施すること（初期診断）により、シフトバイワイヤ装置２０に実装されたセンサ類に異常が生じた場合であっても、電動モータ６を適正に制御することができる。例えば、出力軸角度センサ８、９やモータ位置センサ７の双方に異常が生じた場合には、マニュアルプレートに設けられた吸い込み領域で電動モータ６の駆動を停止させることができ、シフトポジションの切替えの誤作動を回避することができる。   In addition, in the initial driving stage of the electric motor 6 after the shift switching request from the electric control shifter 10, the abnormality diagnosis by the abnormality diagnosis device 2a is performed (initial diagnosis), so that the sensors mounted on the shift-by-wire device 20 Even if an abnormality occurs, the electric motor 6 can be appropriately controlled. For example, when an abnormality occurs in both the output shaft angle sensors 8 and 9 and the motor position sensor 7, the drive of the electric motor 6 can be stopped in the suction region provided in the manual plate, and the shift position is switched. Can be avoided.

なお、本発明は上記した実施形態に限定されるものではなく、様々な変形形態が含まれる。例えば、上記した実施形態は本発明を分かりやすく説明するために詳細に説明したものであり、必ずしも説明した全ての構成を備えるものに限定されるものではない。また、ある実施形態の構成の一部を他の実施形態の構成に置き換えることが可能であり、また、ある実施形態の構成に他の実施形態の構成を加えることも可能である。また、実施形態の構成の一部について、他の構成の追加・削除・置換をすることが可能である。   In addition, this invention is not limited to above-described embodiment, Various deformation | transformation forms are included. For example, the above-described embodiment has been described in detail for easy understanding of the present invention, and is not necessarily limited to one having all the configurations described. Further, a part of the configuration of an embodiment can be replaced with the configuration of another embodiment, and the configuration of another embodiment can be added to the configuration of an embodiment. Further, it is possible to add, delete, and replace other configurations for a part of the configuration of the embodiment.

また、制御線や情報線は説明上必要と考えられるものを示しており、製品上必ずしも全ての制御線や情報線を示しているとは限らない。実際には殆ど全ての構成が相互に接続されていると考えてもよい。   Further, the control lines and information lines indicate what is considered necessary for the explanation, and not all the control lines and information lines on the product are necessarily shown. Actually, it may be considered that almost all the components are connected to each other.

１ 電子制御装置（ＥＣＵ）
２ マイコン
２ａ 異常診断装置
３ 電流検出回路
４ ドライバ回路
５ アクチュエータ
６ 電動モータ
７ モータ位置センサ（ホール素子）
８、９ 出力軸角度センサ
１０ 電制シフター 1 Electronic control unit (ECU)
2 Microcomputer 2a Abnormality diagnosis device 3 Current detection circuit 4 Driver circuit 5 Actuator 6 Electric motor 7 Motor position sensor (Hall element)
8, 9 Output shaft angle sensor 10 Electric shifter

Claims (10)

ロータの回転位置を検出するモータ位置センサと、前記ロータに連結された出力軸の回転角度を検出する出力軸角度センサと、を有する電動機の異常を診断する異常診断装置であって、
前記モータ位置センサにより検出される前記ロータの回転位置に基づき算出される前記出力軸の回転角度と前記出力軸角度センサにより検出される前記出力軸の回転角度とに基づいて、前記モータ位置センサもしくは前記出力軸角度センサの異常を診断することを特徴とする異常診断装置。 An abnormality diagnosing device for diagnosing an abnormality of an electric motor having a motor position sensor for detecting a rotation position of a rotor and an output shaft angle sensor for detecting a rotation angle of an output shaft connected to the rotor,
Based on the rotation angle of the output shaft calculated based on the rotation position of the rotor detected by the motor position sensor and the rotation angle of the output shaft detected by the output shaft angle sensor, the motor position sensor or An abnormality diagnosis device for diagnosing an abnormality of the output shaft angle sensor. 前記出力軸は、減速機を介して前記ロータに連結され、
前記異常診断装置は、前記モータ位置センサから得られる前記ロータの回転位置と前記ロータの回転速度と前記減速機の減速比とを乗じて前記出力軸の回転角度を算出することを特徴とする、請求項１に記載の異常診断装置。 The output shaft is connected to the rotor via a speed reducer,
The abnormality diagnosis device calculates the rotation angle of the output shaft by multiplying the rotation position of the rotor obtained from the motor position sensor, the rotation speed of the rotor, and the reduction ratio of the speed reducer, The abnormality diagnosis device according to claim 1. 前記出力軸角度センサは複数設けられていることを特徴とする、請求項１に記載の異常診断装置。   The abnormality diagnosis apparatus according to claim 1, wherein a plurality of the output shaft angle sensors are provided. 前記異常診断装置は、複数の出力軸角度センサの異常を診断し、前記複数の出力軸角度センサのうちの少なくとも一つが異常であると診断した場合に、前記複数の出力軸角度センサにより検出される複数の出力軸の回転角度と前記モータ位置センサにより検出される前記ロータの回転位置に基づき算出される前記出力軸の回転角度とに基づいて、前記複数の出力軸角度センサのうち異常であると診断された出力軸角度センサを特定することを特徴とする、請求項３に記載の異常診断装置。   The abnormality diagnosis device diagnoses an abnormality of a plurality of output shaft angle sensors, and detects at least one of the plurality of output shaft angle sensors to be detected by the plurality of output shaft angle sensors. The output shaft angle sensor is abnormal based on a rotation angle of the plurality of output shafts and a rotation angle of the output shaft calculated based on a rotation position of the rotor detected by the motor position sensor. The abnormality diagnosis device according to claim 3, wherein an output shaft angle sensor diagnosed as follows is specified. 前記異常診断装置は、前記電動機が駆動された際に前記モータ位置センサもしくは前記出力軸角度センサの異常を診断することを特徴とする、請求項１に記載の異常診断装置。   The abnormality diagnosis apparatus according to claim 1, wherein the abnormality diagnosis apparatus diagnoses an abnormality of the motor position sensor or the output shaft angle sensor when the electric motor is driven. 前記異常診断装置は、前記電動機が駆動された際に前記モータ位置センサにより検出される前記ロータの回転位置に基づき算出される前記出力軸の回転角度を記憶することを特徴とする、請求項１に記載の異常診断装置。   2. The abnormality diagnosis device stores a rotation angle of the output shaft calculated based on a rotation position of the rotor detected by the motor position sensor when the electric motor is driven. The abnormality diagnosis device described in 1. 前記モータ位置センサは、前記ロータの回転位置の各相に対応した複数のホール素子から構成され、
前記異常診断装置は、前記ロータが回転した際に前記複数のホール素子により検出される出力値の組み合わせが予め設定された各相に対応した複数のホール素子の出力値の組み合わせと異なる際に、前記モータ位置センサが異常であると診断することを特徴とする、請求項１に記載の異常診断装置。 The motor position sensor is composed of a plurality of Hall elements corresponding to each phase of the rotational position of the rotor,
When the abnormality diagnosis device is different from a combination of output values of a plurality of Hall elements corresponding to each preset phase, a combination of output values detected by the plurality of Hall elements when the rotor rotates. The abnormality diagnosis apparatus according to claim 1, wherein the motor position sensor is diagnosed as abnormal. 請求項１に記載の異常診断装置と、前記ロータの回転位置を検出するモータ位置センサと前記ロータに連結された出力軸の回転角度を検出する出力軸角度センサとを有し、シフト操作に基づいて前記出力軸を回転駆動させてギアポジションを切り替える電動機と、を備えていることを特徴とするシフトバイワイヤ装置。   The abnormality diagnosis device according to claim 1, comprising: a motor position sensor that detects a rotation position of the rotor; and an output shaft angle sensor that detects a rotation angle of an output shaft connected to the rotor, and is based on a shift operation. And a motor for switching the gear position by rotating the output shaft. 前記シフトバイワイヤ装置は、前記ロータと前記出力軸との間に介在された減速機の減速比を記憶する記憶媒体を備えていることを特徴とする、請求項８に記載のシフトバイワイヤ装置。   9. The shift-by-wire apparatus according to claim 8, further comprising a storage medium that stores a reduction ratio of a reduction gear interposed between the rotor and the output shaft. 前記シフトバイワイヤ装置は、前記モータ位置センサにより検出される前記ロータの回転位置に基づき算出される前記出力軸の回転角度を記憶する記憶媒体を備えていることを特徴とする、請求項８に記載のシフトバイワイヤ装置。   The said shift-by-wire apparatus is provided with the storage medium which memorize | stores the rotation angle of the said output shaft calculated based on the rotation position of the said rotor detected by the said motor position sensor. Shift-by-wire device.
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