JP2017153303A - モータ制御装置 - Google Patents

Abstract

【課題】シフトレンジ切替え時間を短縮可能なモータ制御装置を提供する。【解決手段】モータ制御装置３３は、正回転方向へモータ４１を回転させる第１正転駆動部７２と、切替トルクの不足を判定するトルク不足判定部７３と、切替トルクの不足の場合、モータ４１を逆回転方向の限界位置まで回転させる逆転駆動部７５と、限界位置から目標位置に向けモータ４１を回転させる第２正転駆動部７７とを備える。第２正転駆動部７７がモータ４１を回転させるとき、被駆動体には、モータトルクに加えて回転伝達部のねじり戻しトルクが加わる。そのため大きなトルクが必要となる場面でもパーキング解除が可能となる。また、まずはモータ４１が正回転方向へ回転させられ、切替トルク不足の場合だけモータ逆転動作が行われるため、モータ逆転動作を行うことなくパーキング解除が成功する状況下では、シフトレンジ切替え時間を短くすることが可能である。【選択図】図１

Description

本発明は、車両用のシフトバイワイヤシステムの駆動源としてのモータを制御するモータ制御装置に関する。

従来、モータを搭載した回転式アクチュエータによって車両用の自動変速機のシフトレンジ切替機構を作動させるシフトバイワイヤシステムが知られている。このシステムを用いれば、シフト操作装置とシフトレンジ切替機構とを機械的に接続する必要がないため、シフト操作装置の設置場所およびデザインの自由度が増す。

ところで傾斜地での駐車時において、重力によって車両が移動しようとする力は、車軸等を介してシフトレンジ切替機構のパーキングギヤとパークポールとの噛合部に加えられる。そのため、パーキングギヤとパークポールとの噛合を解除（以下、パーキング解除）してパーキングレンジから他のシフトレンジに切り替えるとき、平坦地よりも傾斜地の方が大きなトルクを必要とする。また、モータのトルクは、電源電圧の変動やモータ温度変化に伴う巻線抵抗値の変動によって変化する。そのため、条件が厳しい場合、すなわち電源電圧が比較的低い場合やモータ温度が比較的高い場合には、モータトルクが比較的小さくなる。

上述のような場合であっても確実にパーキング解除を行うために、特許文献１に開示されたシフトバイワイヤシステムのモータ制御装置は、モータを一旦レンジ切替方向とは逆方向に少しだけ回転させるモータ逆転動作を行った後に、モータをレンジ切替方向に回転させることで、レンジ切替方向への運動エネルギを増大させている。上記モータ逆転動作は、パーキング解除時に毎回行われるか、電源電圧またはモータ温度に応じて行われるか、傾斜地での駐車時に行われる。

特許第５３７５７７５号公報

特許文献１に開示されているモータ制御装置では、パーキング解除時に毎回モータ逆転動作が行われると、シフトレンジの切替えに要する時間が長くなるという問題があった。また、電源電圧が比較的低いとき、モータ温度が比較的高いとき、または、傾斜地での駐車時には、モータ逆転動作を行うことなくパーキング解除が成功する可能性があったとしても、モータ逆転動作が行われるため、シフトレンジの切替えに要する時間が長くなるという問題があった。
本発明は、上述の点に鑑みてなされたものであり、その目的は、シフトレンジの切替えに要する時間を短縮可能なモータ制御装置を提供することである。

本発明によるモータ制御装置（３３）は、第１正転駆動部（７２）と、トルク不足判定部（７３）と、逆転駆動部（７５）と、第２正転駆動部（７７）とを備える。シフトレンジの切替開始時のモータ（４１）の回転位置を開始位置とすると、第１正転駆動部は、開始位置から目標位置に向かう正回転方向へモータを回転させる。シフトレンジ切替機構（１２）の被駆動体（１６）に加えられるトルクを切替トルクとすると、トルク不足判定部は、モータが正回転方向へ回転するように制御されているとき、モータの現在位置および目標位置に基づき切替トルクが不足しているか否かを判定する。逆転駆動部は、切替トルクが不足している場合、目標位置から開始位置に向かう逆回転方向の限界位置までモータを回転させる。第２正転駆動部は、限界位置から目標位置に向けてモータを正回転方向へ回転させる。

以上より、切替トルクが不足している場合、被駆動体の回転は停止するが、その間にモータから被駆動体に至るまでの回転伝達部は、正回転方向へねじられる。そのため、逆転駆動部がモータを回転させるとき、被駆動体には、モータトルクに加えて、回転伝達部のねじり戻し作用に伴う逆回転方向のねじり戻しトルクが加わる。これにより、モータが限界位置まで回転したとき、回転伝達部は逆回転方向へ大きくねじられる。

そのため、第２正転駆動部がモータを回転させるとき、被駆動体には、モータトルクに加えて、回転伝達部のねじり戻し作用に伴う正回転方向のねじり戻しトルクが加わる。したがって、第２正転駆動部がモータを回転させるときには、第１正転駆動部がモータを回転させるときと比べて、切替トルクが大きくなる。本発明によれば、例えば傾斜地のように平坦地と比べて大きな切替トルクが必要となる場面であってもパーキング解除が可能である。

また、電源電圧が比較的低いとき、モータ温度が比較的高いとき、または、傾斜地での駐車時のように条件が厳しい場合であっても、まずはモータが正回転方向へ回転させられ、切替トルクが不足している場合だけモータ逆転動作が行われる。そのため、モータ逆転動作を行うことなくパーキング解除が成功する状況下では、シフトレンジの切替えに要する時間を短くすることが可能である。

本発明の第１実施形態によるモータ制御装置が適用されたシフトバイワイヤシステムの全体構成図である。 図１の自動変速機のシフトレンジ切替機構の斜視図である。 図１のモータを示す図である。 図１のモータ制御装置がシフトレンジを切り替えるときの処理を説明するフローチャートである。 図１のモータ制御装置がシフトレンジを切り替えるときのモータの回転位置、切替トルクおよびモータの回転速度の変化の一例を示すタイムチャートである。 本発明の第２実施形態によるモータ制御装置が適用されたシフトバイワイヤシステムの全体構成図である。 図６のモータ制御装置がシフトレンジを切り替えるときの処理を説明するフローチャートである。 本発明の第３実施形態によるモータ制御装置が適用されたシフトバイワイヤシステムの全体構成図である。 図８のモータ制御装置がシフトレンジを切り替えるときの処理を説明するフローチャートである。 本発明の第４実施形態によるモータ制御装置が適用されたシフトバイワイヤシステムの全体構成図である。 図１０のモータ制御装置がシフトレンジを切り替えるときの処理を説明するフローチャートである。 本発明の第５実施形態によるモータ制御装置が適用されたシフトバイワイヤシステムの全体構成図である。 図１２のモータ制御装置がシフトレンジを切り替えるときの処理を説明するフローチャートである。 本発明の第６実施形態によるモータ制御装置が適用されたシフトバイワイヤシステムの全体構成図である。 図１４のモータ制御装置がシフトレンジを切り替えるときの処理を説明するフローチャートである。

以下、本発明の複数の実施形態を図面に基づき説明する。実施形態同士で実質的に同一の構成には同一の符号を付して説明を省略する。
＜第１実施形態＞
本発明の第１実施形態によるモータ制御装置は、車両のシフトバイワイヤシステムに適用されている。図１に示すように、シフトバイワイヤシステム１０は、自動変速機１１のシフトレンジ切替機構１２を作動させるシステムである。

（シフトレンジ切替機構）
先ず、シフトレンジ切替機構１２について図２を参照して説明する。
シフトレンジ切替機構１２は、自動変速機１１の油圧制御回路に設けられたレンジ切替弁１４の作動位置を変更してシフトレンジを切り替えるものであり、コントロールロッド１５と、ディテントプレート１６と、板ばね１７とを備えている。

コントロールロッド１５は、シフトバイワイヤシステム１０の回転式アクチュエータ３２に連結されている。ディテントプレート１６は、コントロールロッド１５に固定されており、コントロールロッド１５と一体に回転する。レンジ切替弁１４のスプールには、ディテントプレート１６の回転運動のうち、スプールの軸方向の成分がピン１８を介して伝達される。ディテントプレート１６の外縁部には２つの凹部２１、２２が形成されている。

板ばね１７は、一端部が自動変速機１１の固定部材に固定されており、他端部に係合部２５が設けられている。係合部２５は、ディテントプレート１６の外縁部と係合している。レンジ切替弁１４の作動位置は、係合部２５が凹部２１または凹部２２に嵌まることによって保持される。本実施形態では、係合部２５が凹部２１に嵌まる状態がパーキングレンジに対応する。また、係合部２５が凹部２２に嵌まる状態が非パーキングレンジに対応する。

シフトレンジ切替機構１２は、パークギヤ２６と、パークポール２７と、パークロッド２８とをさらに備えている。パークギヤ２６は、自動変速機１１の出力軸に固定されており、この出力軸と一体に回転する。パークポール２７は、パークギヤ２６に対して接近および離間可能に設けられており、パークギヤ２６に接近して係合したときパークギヤ２６の回転を規制して、自動変速機１１の出力軸をロックする。パークロッド２８は、パーキングレンジにおいてパークポール２７をパークギヤ２６に接近させる。また、パークロッド２８は、非パーキングレンジにおいてパークポール２７をパークギヤ２６から離間させる。

（シフトバイワイヤシステム）
次に、シフトバイワイヤシステム１０について図１および図３を参照して説明する。
図１に示すように、シフトバイワイヤシステム１０は、切替スイッチ３１と、回転式アクチュエータ３２と、モータ制御装置３３とを備えている。
切替スイッチ３１は、車両の運転者にオンオフ操作されるスイッチであって、パーキングレンジに切り替えるときにオン操作される。

回転式アクチュエータ３２は、モータ４１と、エンコーダ４２と、モータ４１の回転を減速して出力する減速機４３とを備えている。図３に示すように、本実施形態のモータ４１は、ステータコア４４とロータ４５とが共に突極を持つスイッチドリラクタンスモータである。ステータコア４４の内周部には、例えば１２個の突極４６、４７、４８が等間隔に形成されている。ロータ４５の外周部には、例えば８個の突極４９が等間隔に形成されている。突極４９は、ロータ４５の回転に伴い、微小ギャップを介して各突極４６、４７、４８と順番に対向するようになっている。突極４６、４７、４８には、それぞれ、Ｕ相巻線５１、Ｖ相巻線５２、Ｗ相巻線５３が巻回されている。ロータ４５は、通電相を切り替えることにより生じる回転磁界に磁気吸引されて回転する。

図１に戻り、エンコーダ４２は、例えば磁気式のロータリーエンコーダにより構成されており、モータ４１のロータ４５の回転に同期してＡ相、Ｂ相のパルス信号をモータ制御装置３３に出力する。

モータ制御装置３３は、制御部６１および駆動回路６２を備えている。制御部６１は、切替スイッチ３１およびエンコーダ４２等の出力信号に応じてシフトレンジ切替制御を実行するか否かを判断し、シフトレンジ切替制御を実行する場合にはエンコーダ４２の出力信号に応じてモータ４１の通電相を決定して駆動回路６２に指令する。駆動回路６２は、制御部６１からの指令に基づきスイッチング動作するスイッチング素子６３、６４、６５を有しており、巻線５１、５２、５３の通電状態を適宜切り替えて回転磁界を発生させる。

（モータ制御装置）
次に、モータ制御装置３３の制御部６１の詳細な構成について図１を参照して説明する。
以下では、シフトレンジの切替開始時のモータ４１の回転位置を開始位置とする。また、目標シフトレンジに対応するモータ４１の回転位置を目標位置とする。目標シフトレンジは、切替スイッチ３１の出力信号から把握される。

図１に示すように、制御部６１は、回転位置検出部７０、切替判定部７１、第１正転駆動部７２、トルク不足判定部７３、故障判定部７４、逆転駆動部７５、停止判定部７６、および第２正転駆動部７７を備えている。
回転位置検出部７０は、エンコーダ４２の出力信号に基づきモータ４１の回転位置を検出する。
切替判定部７１は、モータ４１が回転させられていない時にモータ４１の回転位置と目標位置とが異なる場合、シフトレンジの切替要求があると判断してシフトレンジ切替指令を出力する。

第１正転駆動部７２は、シフトレンジの切替指令に応じて開始位置から目標位置に向かう正回転方向へモータ４１を回転させる。具体的には、第１正転駆動部７２は、エンコーダ４２から出力されたＡ相パルス信号およびＢ相パルス信号の立ち上がりエッジおよび立ち下がりエッジをカウントする。そして、そのカウント値（以下、エンコーダカウント値）に応じてモータ４１の通電相を決定して駆動回路６２に指令する。なお、上記モータ４１の回転方法に関しては、逆転駆動部７５および第２正転駆動部７７においても同様の方法が用いられる。

トルク不足判定部７３は、第１正転駆動部７２または第２正転駆動部７７によってモータ４１が正回転方向へ回転するように制御されているとき、モータ４１の現在位置および目標位置に基づき、ディテントプレート１６に加えられるトルク（以下、切替トルク）が不足しているか否かを判定する。ディテントプレート１６は被駆動体に相当する。本実施形態では、トルク不足判定部７３は、モータ４１の回転位置が目標位置に到達する前に、モータ４１の回転停止状態が所定の停滞判断時間継続した場合、切替トルクが不足していると判定する。

故障判定部７４は、切替トルクが不足していると判定された時点におけるモータ４１の回転位置と開始位置との差が所定角度よりも大きい場合、例えばモータ４１およびエンコーダ４２等が故障していると判定する。所定角度は、本来であればディテントプレート１６を回転駆動するのにトルクがほとんど要らなくなる角度に設定される。つまり、係合部２５が凹部２１と凹部２２との間の山を越えた位置に到達する角度である。

逆転駆動部７５は、切替トルクが不足している場合、目標位置から開始位置に向かう逆回転方向の限界位置までモータ４１を回転させる。
停止判定部７６は、逆転駆動部７５によるモータ４１の回転開始後、モータ４１の回転停止状態が所定の停止判断時間継続したか否かを判定する。
第２正転駆動部７７は、停止判定部７６における判定が肯定された場合、逆転駆動部７５による逆回転方向の限界位置への回転移動が完了したとして、限界位置から目標位置に向けてモータ４１を正回転方向へ回転させる。

本実施形態では、制御部６１は、例えばマイクロコントローラ等により構成されている。制御部６１が有する各機能部における処理は、予め記憶されたプログラムをＣＰＵで実行することによるソフトウェア処理であるが、専用の電子回路によるハードウェア処理であってもよい。

（制御部が実行する処理）
次に、シフトレンジを切り替えるために制御部６１が実行する処理について図４を参照して説明する。図４の処理は、シフトレンジの切替指令が出力された場合に実行開始される。
図４のステップＳ１では、第１正転駆動部７２は、開始位置から目標位置に向けてモータ４１を正回転方向へ回転させる。ステップＳ１の後、処理はステップＳ２へ移行する。

ステップＳ２では、トルク不足判定部７３は、モータ４１の回転位置が目標位置に到達したか否かを判定する。モータ４１の回転位置が目標位置に到達したと判定された場合（Ｓ２：ＹＥＳ）、処理は図４のルーチンを抜ける。モータ４１の回転位置が目標位置に到達していないと判定された場合（Ｓ２：ＮＯ）、処理はステップＳ３へ移行する。

ステップＳ３では、トルク不足判定部７３は、モータ４１の回転が停止したか否かを判定する。モータ４１の回転が停止したと判定された場合（Ｓ３：ＹＥＳ）、処理はステップＳ４へ移行する。モータ４１の回転が停止していないと判定された場合（Ｓ３：ＮＯ）、処理はステップＳ２へ移行する。

ステップＳ４では、トルク不足判定部７３は、モータ４１の回転停止状態が所定の停滞判断時間継続したか否かを判定する。モータ４１の回転停止状態が所定の停滞判断時間継続したと判定された場合（Ｓ４：ＹＥＳ）、処理はステップＳ５へ移行する。モータ４１の回転停止状態が所定の停滞判断時間継続していないと判定された場合（Ｓ４：ＮＯ）、処理はステップＳ４を繰り返す。

ステップＳ５では、故障判定部７４は、ステップＳ４の判定が肯定された時点、すなわち切替トルクが不足していると判定された時点におけるモータ４１の回転位置と開始位置との差が所定角度以下であるか否かを判定する。モータ４１の回転位置と開始位置との差が所定角度よりも大きいと判定された場合（Ｓ５：ＹＥＳ）、処理はステップＳ６へ移行する。モータ４１の回転位置と開始位置との差が所定角度以下であると判定された場合（Ｓ５：ＮＯ）、処理はステップＳ７へ移行する。

ステップＳ６では、故障判定部７４は、例えばモータ４１およびエンコーダ４２等が故障していると判定し、シフトレンジの切り替えが失敗であるとする。ステップＳ６の後、処理は図４のルーチンを抜ける。
ステップＳ７では、逆転駆動部７５は、モータ４１を逆回転方向の限界位置まで回転させる。ステップＳ７の後、処理はステップＳ８へ移行する。

ステップＳ８では、停止判定部７６は、逆転駆動部７５によるモータ４１の回転開始後、モータ４１の回転が停止したか否かを判定する。モータ４１の回転が停止したと判定された場合（Ｓ８：ＹＥＳ）、処理はステップＳ９へ移行する。モータ４１の回転が停止していないと判定された場合（Ｓ８：ＮＯ）、処理はステップＳ７へ移行する。

ステップＳ９では、停止判定部７６は、モータ４１の回転停止状態が所定の停止判断時間継続したか否かを判定する。モータ４１の回転停止状態が所定の停止判断時間継続したと判定された場合（Ｓ９：ＹＥＳ）、処理はステップＳ１へ移行する。モータ４１の回転停止状態が所定の停止判断時間継続していないと判定された場合（Ｓ９：ＮＯ）、処理はステップＳ９を繰り返す。

（効果）
以上説明したように、第１実施形態では、モータ制御装置３３は、第１正転駆動部７２、トルク不足判定部７３、逆転駆動部７５、および第２正転駆動部７７を備える。第１正転駆動部７２は、開始位置から目標位置に向かう正回転方向へモータ４１を回転させる。トルク不足判定部７３は、モータ４１が正回転方向へ回転するように制御されているとき、モータ４１の回転位置および目標位置に基づき切替トルクが不足しているか否かを判定する。逆転駆動部７５は、切替トルクが不足している場合、モータ４１を逆回転方向の限界位置まで回転させる。第２正転駆動部７７は、限界位置から目標位置に向けてモータ４１を正回転方向へ回転させる。

以上より、図５に示すように、時刻ｔ０において第１正転駆動部７２によりモータ４１が回転開始されたものの、時刻ｔ１においてモータ４１の回転が停止した場合、時刻ｔ１から停滞判断時間Ｔ１が経過した時刻ｔ２において切替トルクが不足であると判定される。切替トルクが不足している場合、ディテントプレート１６の回転は停止するが、その間にモータ１４からディテントプレート１６に至るまでの回転伝達部（例えば、減速機４３の回転軸やコントロールロッド１５）は、正回転方向へねじられる。そのため、逆転駆動部７５がモータ４１を回転させるとき、ディテントプレート１６には、モータトルクに加えて、回転伝達部のねじり戻し作用に伴う逆回転方向のねじり戻しトルクが加わる。これにより、逆転駆動部７５によってモータ４１が限界位置まで回転したとき（すなわち、時刻ｔ３）、回転伝達部は逆回転方向へ大きくねじられる。限界位置では、係合部２５は、ディテントプレート１６の凹部２１の内壁のうち、凹部２１の谷２３に対して凹部２２とは反対側にあるＰ壁２４に押し付けられる。

したがって、時刻ｔ３から停止判断時間Ｔ２が経過した時刻ｔ４において、第２正転駆動部７７がモータ４１を回転させるとき、ディテントプレート１６には、モータトルクに加えて、回転伝達部のねじり戻し作用に伴う正回転方向のねじり戻しトルクが加わる。よって、第２正転駆動部７７がモータ４１を回転させるときには、第１正転駆動部７２がモータ４１を回転させるときと比べて、切替トルクが大きくなる。

第１実施形態によれば、例えば傾斜地のように平坦地と比べて大きな切替トルクが必要となる場面であってもパーキング解除が可能である。
また、電源電圧が比較的低いとき、モータ温度が比較的高いとき、または、傾斜地での駐車時のように条件が厳しい場合であっても、まずはモータ４１が正回転方向へ回転させられ、切替トルクが不足している場合だけモータ逆転動作が行われる。そのため、モータ逆転動作を行うことなくパーキング解除が成功する状況下では、シフトレンジの切替えに要する時間を短くすることが可能である。
なお、図５にはパーキングレンジから非パーキングレンジに切り替える場合を示したが、図４に示す処理は、非パーキングレンジからパーキングレンジに切り替えるときも用いることができる。

また、第１実施形態では、トルク不足判定部７３は、現在位置が目標位置に到達する前に、モータ４１の回転停止状態が所定の停滞判断時間Ｔ１継続した場合、切替トルクが不足していると判定する。
このようにして切替トルクが不足しているか否かを判定することができる。

また、第１実施形態では、停止判定部７６は、逆転駆動部７５によるモータ４１の回転開始後、モータ４１の回転停止状態が所定の停止判断時間Ｔ２継続したか否かを判定する。第２正転駆動部７７は、停止判定部７６における判定が肯定された場合、目標位置に向けてモータ４１を回転させる。
このように停止判定部７６における判定が肯定されたことをもって、逆転駆動部７５による限界位置への回転移動が完了したと判断される。そのため、第２正転駆動部７７によるモータ４１の回転時に確実にねじり戻しトルクを発生させることができる。

また、第１実施形態では、故障判定部は、切替トルクが不足していると判定された時点における現在位置と開始位置との差が所定角度よりも大きい場合、例えばモータ４１およびエンコーダ４２等が故障していると判定する。
このようにしてモータ４１の回転が停止した原因が切替トルクの不足なのか、あるいは、モータ４１およびエンコーダ４２等の故障なのかを判断することができる。モータ４１の回転が停止した原因が故障である場合、無駄な逆回転駆動を避けることができる。

また、第１実施形態では、第２正転駆動部７７によるモータ４１の回転時に切替トルクが不足している場合、再び逆転駆動部７５によってモータ４１が逆回転方向へ回転させられて回転伝達部がさらに大きくねじられる。この動作が複数回繰り返されるほど切替トルクは大きくなる。

［第２実施形態］
第２実施形態では、図６に示すように、制御部６１は駆動中止部７８を備えている。駆動中止部７８は、逆転駆動部７５によるモータ４１の逆回転方向への作動回数（以下、逆転駆動回数）が所定回数を超える場合、シフトレンジの切替えが失敗であると判断してディテントプレート１６の回転駆動を中止する。

第２実施形態において制御部６１が実行する処理について、図７のステップＳ１１は、ステップＳ５の判定が否定された場合に実行される。ステップＳ１１では、駆動中止部７８は、逆転駆動回数が所定回数以下であるか否かを判定する。逆転駆動回数が所定回数以下であると判定された場合（Ｓ１１：ＹＥＳ）、処理はステップＳ１２へ移行する。逆転駆動回数が所定回数を超えると判定された場合（Ｓ１１：ＮＯ）、処理はステップＳ１３へ移行する。

ステップＳ１２では、駆動中止部７８は、逆転駆動回数をカウントアップする。ステップＳ１２の後、処理はステップＳ７へ移行する。
ステップＳ１３では、駆動中止部７８は、シフトレンジの切替えが失敗であると判断してディテントプレート１６の回転駆動を中止する。ステップＳ１３の後、処理は図７のルーチンを抜ける。

以上のように、第２実施形態では、駆動中止部７８は、逆転駆動回数が所定回数を超える場合、シフトレンジの切替えが失敗であると判断してディテントプレート１６の回転駆動を中止する。
これにより、逆転駆動回数が多くなって切替トルクが大きくなりすぎることに起因する回転伝達部の破損を抑制することができる。

［第３実施形態］
第３実施形態では、図８に示すように、トルク不足判定部７３は、モータ４１の回転位置が目標位置に到達する前に、モータ４１の回転方向が反転した場合、切替トルクが不足していると判定する。
また、制御部６１は、第１実施形態の停止判定部７６に代えて、反転判定部７９を備えている。反転判定部７９は、逆転駆動部７５によるモータ４１の回転開始後、モータ４１の回転が反転したか否かを判定する。
第２正転駆動部７７は、反転判定部７９における判定が肯定された場合、すなわち、逆転駆動部７５によるモータ４１の回転開始後にモータ４１の回転が反転した場合、目標位置に向けてモータ４１を正回転方向へ回転させる。

第３実施形態において制御部６１が実行する処理について、図９のステップＳ２１は、ステップＳ２の判定が否定された場合に実行される。ステップＳ２１では、トルク不足判定部７３は、モータ４１の回転位置が目標位置に到達する前に、モータ４１の回転方向が反転したか否かを判定する。モータ４１の回転が反転したと判定された場合（Ｓ２１：ＹＥＳ）、処理はステップＳ７へ移行する。モータ４１の回転が反転していないと判定された場合（Ｓ２１：ＮＯ）、処理はステップＳ２へ移行する。

ステップＳ７の後に実行されるステップＳ２２では、反転判定部７９は、逆転駆動部７５によるモータ４１の回転開始後、モータ４１の回転が反転したか否かを判定する。モータ４１の回転が反転したと判定された場合（Ｓ２２：ＹＥＳ）、処理はステップＳ１へ移行する。モータ４１の回転が反転していないと判定された場合（Ｓ２２：ＮＯ）、処理はステップＳ２２を繰り返す。

以上のように、第３実施形態では、トルク不足判定部７３は、モータ４１の回転位置が目標位置に到達する前に、モータ４１の回転方向が反転した場合、切替トルクが不足していると判定する。
このようにして切替トルクが不足しているか否かを判定することができる。また、モータ４１の回転停止を検出してから逆回転駆動するよりも、モータ４１の回転方向の反転を検出してから逆回転駆動する方がシフトレンジ切替時間を短縮することができる。

また、第３実施形態では、反転判定部７９は、逆転駆動部７５によるモータ４１の回転開始後、モータ４１の回転が反転したか否かを判定する。そして、第２正転駆動部７７は、反転判定部７９における判定が肯定された場合、目標位置に向けてモータ４１を正回転方向へ回転させる。
このように反転判定部７９における判定が肯定されたことをもって、逆転駆動部７５による限界位置への回転移動が完了したと判断される。そのため、第２正転駆動部７７によるモータ４１の回転時に確実にねじり戻しトルクを発生させることができる。

［第４実施形態］
第４実施形態は、第１実施形態と第３実施形態とを組み合わせた形態である。すなわち、図１０に示すように、トルク不足判定部７３は、モータ４１の回転位置が目標位置に到達する前に、モータ４１の回転停止状態が停滞判断時間継続した場合またはモータ４１の回転方向が反転した場合、切替トルクが不足していると判定する。また、制御部６１は、停止判定部７６および反転判定部７９を備えている。

第４実施形態において制御部６１が実行する処理について、図１１のステップＳ３１は、ステップＳ４の判定が否定された場合に実行される。ステップＳ３１では、トルク不足判定部７３は、モータ４１の回転位置が目標位置に到達する前に、モータ４１の回転方向が反転したか否かを判定する。モータ４１の回転が反転したと判定された場合（Ｓ３１：ＹＥＳ）、処理はステップＳ５へ移行する。モータ４１の回転が反転していないと判定された場合（Ｓ３１：ＮＯ）、処理はステップＳ４へ移行する。

ステップＳ９の後に実行されるステップＳ３２では、反転判定部７９は、逆転駆動部７５によるモータ４１の回転開始後、モータ４１の回転が反転したか否かを判定する。モータ４１の回転が反転したと判定された場合（Ｓ３２：ＹＥＳ）、処理はステップＳ１へ移行する。モータ４１の回転が反転していないと判定された場合（Ｓ３２：ＮＯ）、処理はステップＳ９へ移行する。

［第５実施形態］
第５実施形態では、図１２に示すように、トルク不足判定部７３は、第１正転駆動部７２によるモータ４１の回転開始から所定の制限時間が経過した場合、切替トルクが不足していると判定する。
また、制御部６１は、第１実施形態の停止判定部７６に代えて、時間判定部８１を備えている。時間判定部８１は、逆転駆動部７５によるモータ４１の回転開始から所定の駆動時間が経過したか否かを判定する。
第２正転駆動部７７は、時間判定部８１における判定が肯定された場合、すなわち、逆転駆動部７５によるモータ４１の回転開始から所定の駆動時間が経過した場合、目標位置に向けてモータ４１を正回転方向へ回転させる。

第５実施形態において制御部６１が実行する処理について、図１３のステップＳ４１は、ステップＳ２の判定が否定された場合に実行される。ステップＳ４１では、トルク不足判定部７３は、第１正転駆動部７２によるモータ４１の回転開始から所定の制限時間が経過したか否かを判定する。所定の制限時間が経過したと判定された場合（Ｓ４１：ＹＥＳ）、処理はステップＳ７へ移行する。所定の制限時間が経過していないと判定された場合（Ｓ４１：ＮＯ）、処理はステップＳ２へ移行する。

ステップＳ７の後に実行されるステップＳ４２では、時間判定部８１は、逆転駆動部７５によるモータ４１の回転開始から所定の駆動時間が経過したか否かを判定する。所定の駆動時間が経過したと判定された場合（Ｓ４２：ＹＥＳ）、処理はステップＳ１へ移行する。所定の駆動時間が経過していないと判定された場合（Ｓ４２：ＮＯ）、処理はステップＳ４２を繰り返す。

以上のように、第５実施形態では、トルク不足判定部７３は、第１正転駆動部７２によるモータ４１の回転開始から所定の制限時間が経過した場合、切替トルクが不足していると判定する。
このようにして切替トルクが不足しているか否かを判定することができる。

また、第５実施形態では、時間判定部８１は、逆転駆動部７５によるモータ４１の回転開始から所定の駆動時間が経過したか否かを判定する。そして、第２正転駆動部７７は、時間判定部８１における判定が肯定された場合、すなわち、逆転駆動部７５によるモータ４１の回転開始から所定の駆動時間が経過した場合、目標位置に向けてモータ４１を正回転方向へ回転させる。
このように時間判定部８１における判定が肯定されたことをもって、逆転駆動部７５による限界位置への回転移動が完了したと判断される。そのため、第２正転駆動部７７によるモータ４１の回転時に確実にねじり戻しトルクを発生させることができる。

［第６実施形態］
第６実施形態では、図１４に示すように、制御部６１は、第１実施形態の停止判定部７６に代えて、位置判定部８２を備えている。位置判定部８２は、逆転駆動部７５によるモータ４１の回転開始後、モータ４１の回転位置が、目標位置に対して逆回転方向にある所定位置に到達したか否かを判定する。
第２正転駆動部７７は、位置判定部８２における判定が肯定された場合、すなわち、逆転駆動部７５によるモータ４１の回転開始後、モータ４１の回転位置が所定位置に到達した場合、目標位置に向けてモータ４１を正回転方向へ回転させる。

第６実施形態において制御部６１が実行する処理について、図１５のステップＳ５１は、ステップＳ７の後に実行される。ステップＳ５１では、位置判定部８２は、逆転駆動部７５によるモータ４１の回転開始後、モータ４１の回転位置が所定位置に到達したか否かを判定する。所定位置に到達したと判定された場合（Ｓ５１：ＹＥＳ）、処理はステップＳ１へ移行する。所定位置に到達していないと判定された場合（Ｓ５１：ＮＯ）、処理はステップＳ７へ移行する。

以上のように、第６実施形態では、位置判定部８２は、逆転駆動部７５によるモータ４１の回転開始後、モータ４１の回転位置が所定位置に到達したか否かを判定する。そして、第２正転駆動部７７は、位置判定部８２における判定が肯定された場合、目標位置に向けてモータ４１を正回転方向へ回転させる。
モータ４１を逆回転方向へ回転しすぎて係合部２５をＰ壁２４に押し付けすぎると回転伝達部が破損するおそれがある。これに対して、第６実施形態では、必要最小限の力で係合部２５をＰ壁２４に押し当てることによって、回転伝達部の破損を抑制することができる。

［他の実施形態］
本発明の他の実施形態では、シフトレンジ切替機構が切り替えるシフトレンジの数は３つ以上であってよい。
本発明の他の実施形態では、モータは、スイッチドリラクタンスモータ以外の同期モータであってもよい。
本発明の他の実施形態では、エンコーダは、磁気式以外の形式のものであってもよい。また、エンコーダは、３つ以上の信号を出力するものであってもよい。
本発明は、上述した実施形態に限定されるものではなく、発明の趣旨を逸脱しない範囲で種々の形態で実施可能である。

１０・・・シフトバイワイヤシステム
３３・・・モータ制御装置
４１・・・モータ
７２・・・第１正転駆動部
７３・・・トルク不足判定部
７５・・・逆転駆動部
７７・・・第２正転駆動部

Claims (9)

1. 車両用のシフトバイワイヤシステム（１０）の駆動源としてのモータ（４１）を制御してシフトレンジ切替機構（１２）の被駆動体（１６）を回転駆動するモータ制御装置（３３）であって、
   シフトレンジの切替開始時の前記モータの回転位置を開始位置とすると、シフトレンジの切替指令に応じて前記開始位置から目標位置に向かう正回転方向へ前記モータを回転させる第１正転駆動部（７２）と、
   前記被駆動体に加えられるトルクを切替トルクとすると、前記モータが正回転方向へ回転するように制御されているとき、前記モータの現在位置および前記目標位置に基づき前記切替トルクが不足しているか否かを判定するトルク不足判定部（７３）と、
   前記切替トルクが不足している場合、前記目標位置から前記開始位置に向かう逆回転方向の限界位置まで前記モータを回転させる逆転駆動部（７５）と、
   前記限界位置から前記目標位置に向けて前記モータを正回転方向へ回転させる第２正転駆動部（７７）と、
   を備えるモータ制御装置。
2. 前記トルク不足判定部は、前記モータの回転位置が前記目標位置に到達する前に、前記モータの回転停止状態が所定の停滞判断時間継続した場合、前記切替トルクが不足していると判定する請求項１に記載のモータ制御装置。
3. 前記トルク不足判定部は、前記モータの回転位置が前記目標位置に到達する前に、前記モータの回転方向が反転した場合、前記切替トルクが不足していると判定する請求項１に記載のモータ制御装置。
4. 前記トルク不足判定部は、前記モータの回転位置が前記目標位置に到達する前に、前記第１正転駆動部による前記モータの回転開始から所定の制限時間が経過した場合、前記切替トルクが不足していると判定する請求項１に記載のモータ制御装置。
5. 前記逆転駆動部による前記モータの逆回転方向への作動回数が所定回数を超える場合、シフトレンジの切替えが失敗であると判断して前記被駆動体の回転駆動を中止する駆動中止部をさらに備える請求項１〜４のいずれか一項に記載のモータ制御装置。
6. 前記逆転駆動部による前記モータの回転開始後、前記モータの回転停止状態が所定の停止判断時間継続したか否かを判定する停止判定部（７８）をさらに備え、
   前記第２正転駆動部は、前記停止判定部における判定が肯定された場合、前記目標位置に向けて前記モータを回転させる請求項１〜５のいずれか一項に記載のモータ制御装置。
7. 前記逆転駆動部による前記モータの回転開始後、前記モータの回転が反転したか否かを判定する反転判定部（７９）をさらに備え、
   前記第２正転駆動部は、前記反転判定部における判定が肯定された場合、前記目標位置に向けて前記モータを回転させる請求項１〜６のいずれか一項に記載のモータ制御装置。
8. 前記逆転駆動部による前記モータの回転開始から所定の駆動時間が経過したか否かを判定する時間判定部（８１）をさらに備え、
   前記第２正転駆動部は、前記時間判定部における判定が肯定された場合、前記目標位置に向けて前記モータを回転させる請求項１〜５のいずれか一項に記載のモータ制御装置。
9. 前記逆転駆動部による前記モータの回転開始後、前記モータの回転位置が、前記目標位置に対して逆回転方向にある所定位置に到達したか否かを判定する位置判定部（８２）をさらに備え、
   前記第２正転駆動部は、前記位置判定部における判定が肯定された場合、前記目標位置に向けて前記モータを回転させる請求項１〜５のいずれか一項に記載のモータ制御装置。

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