JP2020034013A - シフトレンジ制御装置 - Google Patents

Abstract

【課題】モータを精度よく停止可能なシフトレンジ制御装置を提供する。【解決手段】シフトレンジ制御装置４０は、モータ巻線１１を有するモータ１０の駆動を制御することでシフトレンジを切り替えるものであって、駆動回路４１と、ＥＣＵ５０と、を備える。駆動回路４１は、モータ巻線の各相に対応して設けられるスイッチング素子４１１〜４１６を有する。ＥＣＵ５０は、スイッチング素子４１１〜４１６のオンオフ作動を制御することで、モータ１０を駆動し、目標シフトレンジに応じた目標停止位置にてモータ１０を停止させる。ＥＣＵ５０は、モータ１０を目標停止位置にて停止させる停止制御において、全ての下アーム素子をオフ、所定数の上アーム素子をオンし、モータ巻線１１と駆動回路４１との間で電流を還流させる。これにより、モータ１０を精度よく停止させることができる。【選択図】 図４

Description

本発明は、シフトレンジ制御装置に関する。

従来、モータの駆動を制御することで、シフトレンジを切り替えるモータ制御装置が知られている。例えば特許文献１では、２相通電により目標位置停止保持処理を行う。

特開２００４−２３８９０号公報

ところで、シフトレンジ切り替えに係るアクチュエータとして、例えばＤＣブラシレスモータを用いた場合、モータの停止制御を２相通電により行うと、ロータとステータとの間の磁石の作用反作用によって、ロータが振動し続ける虞がある。そのため、その後に通電をオフした際、タイミングによっては、ロータが停止せず、意図せず回転してしまう虞がある。

本発明は、上述の課題に鑑みてなされたものであり、その目的は、モータを精度よく停止可能なシフトレンジ制御装置を提供することにある。

本発明のシフトレンジ制御装置は、モータ巻線（１１）を有するモータ（１０）の駆動を制御することでシフトレンジを切り替えるものであって、駆動回路（４１）と、制御部（５０）と、を備える。駆動回路は、モータ巻線の各相に対応して設けられるスイッチング素子（４１１〜４１６）を有する。制御部は、スイッチング素子のオンオフ作動を制御することで、モータを駆動し、目標シフトレンジに応じた目標停止位置にてモータを停止させる。

高電位側に接続されるスイッチング素子（４１１〜４１３）を上アーム素子、上アーム素子の低電位側に接続されるスイッチング素子（４１４〜４１６）を下アーム素子とする。制御部は、モータを目標停止位置にて停止させる停止制御において、全ての下アーム素子をオフ、所定数の上アーム素子をオンし、モータ巻線と駆動回路との間で電流を還流させる。これにより、モータを精度よく停止させることができる。

第１実施形態によるシフトバイワイヤシステムを示す斜視図である。 第１実施形態によるシフトバイワイヤシステムを示す概略構成図である。 第１実施形態によるステータおよびロータを示す模式図である。 第１実施形態によるモータ巻線および駆動回路を示す回路図である。 第１実施形態によるモータ駆動制御を説明するタイムチャートである。 第１実施形態によるフィードバック制御時の通電経路を説明する図である。 参考例による２相通電による停止制御時の通電経路を説明する図である。 第１実施形態による停止制御時の通電経路を説明する説明図である。 第１実施形態によるモータ駆動制御処理を説明するフローチャートである。 第１実施形態による停止制御時の通電相の切り替えを説明するタイムチャートである。 第２実施形態によるモータ駆動制御処理を説明するフローチャートである。

以下、本発明によるシフトレンジ制御装置を図面に基づいて説明する。以下、複数の実施形態において、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）
第１実施形態を図１〜図１０に示す。図１および図２に示すように、シフトレンジ切替システムであるシフトバイワイヤシステム１は、モータ１０、シフトレンジ切替機構２０、パーキングロック機構３０、および、シフトレンジ制御装置４０等を備える。

モータ１０は、図示しない車両に搭載されるバッテリ４５から電力が供給されることで回転し、シフトレンジ切替機構２０の駆動源として機能する。本実施形態のモータ１０は、永久磁石式のＤＣブラシレスモータである。

図３に示すように、モータ１０は、ステータ１０１、ロータ１０５、および、モータ巻線１１（図４参照。）を有する。モータ巻線１１は、Ｕ相コイル１１１、Ｖ相コイル１１２およびＷ相コイル１１３を有する。ステータ１０１には、スロット１０２が形成される。本実施形態のスロット数は１２である。スロット１０２には、モータ巻線１１が巻回される。ロータ１０５は、永久磁石を有し、モータ巻線１１の通電により、図示しないモータ軸と一体となって回転する。ロータ１０５の磁極数は８である。スロット数や磁極数は、適宜設計可能である。

図２に示すように、モータ回転角センサとしてのエンコーダ１３は、ロータ１０５の回転位置を検出する。エンコーダ１３は、例えば磁気式のロータリーエンコーダであって、ロータと一体に回転する磁石と、磁気検出用のホールＩＣ等により構成される。エンコーダ１３は、ロータの回転に同期して、所定角度ごとにＡ相、Ｂ相およびＣ相のパルス信号であるエンコーダ信号を出力する３相エンコーダである。

減速機１４は、モータ１０のモータ軸と出力軸１５との間に設けられ、モータ１０の回転を減速して出力軸１５に出力する。これにより、モータ１０の回転がシフトレンジ切替機構２０に伝達される。出力軸１５には、出力軸１５の角度を検出する出力軸センサ１６が設けられる。本実施形態の出力軸センサ１６は、例えばポテンショメータである。

図１に示すように、シフトレンジ切替機構２０は、ディテントプレート２１、および、ディテントスプリング２５等を有し、減速機１４から出力された回転駆動力を、マニュアルバルブ２８、および、パーキングロック機構３０へ伝達する。

ディテントプレート２１は、出力軸１５に固定され、モータ１０により駆動される。本実施形態では、ディテントプレート２１がディテントスプリング２５の基部から離れる方向を正回転方向、基部に近づく方向を逆回転方向とする。

ディテントプレート２１には、出力軸１５と平行に突出するピン２４が設けられる。ピン２４は、マニュアルバルブ２８と接続される。ディテントプレート２１がモータ１０によって駆動されることで、マニュアルバルブ２８は軸方向に往復移動する。すなわち、シフトレンジ切替機構２０は、モータ１０の回転運動を直線運動に変換してマニュアルバルブ２８に伝達する。マニュアルバルブ２８は、バルブボディ２９に設けられる。マニュアルバルブ２８が軸方向に往復移動することで、図示しない油圧クラッチへの油圧供給路が切り替えられ、油圧クラッチの係合状態が切り替わることでシフトレンジが変更される。

ディテントプレート２１のディテントスプリング２５側には、２つの凹部２２、２３が設けられる。本実施形態では、ディテントスプリング２５の基部に近い側を凹部２２、遠い側を凹部２３とする。本実施形態では、凹部２２がＰレンジ以外のＮｏｔＰレンジに対応し、凹部２３がＰレンジに対応する。

ディテントスプリング２５は、弾性変形可能な板状部材であり、先端にディテントローラ２６が設けられる。ディテントスプリング２５は、ディテントローラ２６をディテントプレート２１の回動中心側に付勢する。ディテントプレート２１に所定以上の回転力が加わると、ディテントスプリング２５が弾性変形し、ディテントローラ２６が凹部２２、２３間を移動する。ディテントローラ２６が凹部２２、２３のいずれかに嵌まり込むことで、ディテントプレート２１の揺動が規制され、マニュアルバルブ２８の軸方向位置、および、パーキングロック機構３０の状態が決定され、自動変速機５のシフトレンジが固定される。ディテントローラ２６は、シフトレンジがＮｏｔＰレンジのとき、凹部２２に嵌まり込み、Ｐレンジのとき、凹部２３に嵌まり込む。

パーキングロック機構３０は、パーキングロッド３１、円錐体３２、パーキングロックポール３３、軸部３４、および、パーキングギア３５を有する。パーキングロッド３１は、略Ｌ字形状に形成され、一端３１１側がディテントプレート２１に固定される。パーキングロッド３１の他端３１２側には、円錐体３２が設けられる。円錐体３２は、他端３１２側にいくほど縮径するように形成される。ディテントプレート２１が逆回転方向に揺動すると、円錐体３２がＰ方向に移動する。

パーキングロックポール３３は、円錐体３２の円錐面と当接し、軸部３４を中心に揺動可能に設けられる。パーキングロックポール３３のパーキングギア３５側には、パーキングギア３５と噛み合い可能な凸部３３１が設けられる。ディテントプレート２１が逆回転方向に回転し、円錐体３２がＰ方向に移動すると、パーキングロックポール３３が押し上げられ、凸部３３１とパーキングギア３５とが噛み合う。一方、ディテントプレート２１が正回転方向に回転し、円錐体３２がＮｏｔＰ方向に移動すると、凸部３３１とパーキングギア３５との噛み合いが解除される。

パーキングギア３５は、図示しない車軸に設けられ、パーキングロックポール３３の凸部３３１と噛み合い可能に設けられる。パーキングギア３５と凸部３３１とが噛み合うと、車軸の回転が規制される。シフトレンジがＮｏｔＰレンジのとき、パーキングギア３５はパーキングロックポール３３によりロックされず、車軸の回転は、パーキングロック機構３０により妨げられない。また、シフトレンジがＰレンジのとき、パーキングギア３５はパーキングロックポール３３によってロックされ、車軸の回転が規制される。

図２および図４に示すように、シフトレンジ制御装置４０は、駆動回路４１、および、ＥＣＵ５０等を備える。図４に示すように、駆動回路４１は、バッテリ４５から供給される電力を変換する３相インバータであり、スイッチング素子４１１〜４１６がブリッジ接続される。バッテリ４５と駆動回路４１との間には、リレー４６が設けられる。

対になるＵ相のスイッチング素子４１１、４１４の接続点には、Ｕ相コイル１１１の一端が接続される。対になるＶ相のスイッチング素子４１２、４１５の接続点には、Ｖ相コイル１１２の一端が接続される。対になるＷ相のスイッチング素子４１３、４１６の接続点には、Ｗ相コイル１１３の一端が接続される。コイル１１１〜１１３の他端は、結線部１１５で結線される。本実施形態のスイッチング素子４１１〜４１６はＭＯＳＦＥＴであるが、ＩＧＢＴ等の他の素子を用いてもよい。以下適宜、高電位側に接続されるスイッチング素子４１１〜４１３を「上アーム素子」、低電位側に接続されるスイッチング素子４１４〜４１６を「下アーム素子」とする。

図２に示すように、ＥＣＵ５０は、マイコン等を主体として構成され、内部にはいずれも図示しないＣＰＵ、ＲＯＭ、ＲＡＭ、Ｉ／Ｏ、及び、これらの構成を接続するバスライン等を備えている。ＥＣＵ５０における各処理は、ＲＯＭ等の実体的なメモリ装置（すなわち、読み出し可能非一時的有形記録媒体）に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ってもよいし、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。

ＥＣＵ５０は、スイッチング素子４１１〜４１６のオンオフ作動を制御し、図示しないシフトレバー等の操作により入力されるドライバ要求シフトレンジと、シフトレンジ切替機構２０におけるシフトレンジとが一致するように、モータ１０の駆動を制御する。また、ＥＣＵ５０は、車速、アクセル開度、および、ドライバ要求シフトレンジ等に基づき、変速用油圧制御ソレノイド６の駆動を制御する。変速用油圧制御ソレノイド６を制御することで、変速段が制御される。変速用油圧制御ソレノイド６は、変速段数等に応じた本数が設けられる。本実施形態では、１つのＥＣＵ５０がモータ１０およびソレノイド６の駆動を制御するが、モータ１０を制御するモータ制御用のモータＥＣＵと、ソレノイド制御用のＡＴ−ＥＣＵとを分けてもよい。以下、モータ１０の駆動制御を中心に説明する。

ＥＣＵ５０は、角度演算部５１、および、駆動制御部５５を有する。角度演算部５１は、エンコーダ１３から出力されるエンコーダ信号の各相のパルスエッジをカウントし、エンコーダカウント値θｅｎを演算する。エンコーダカウント値θｅｎは、モータ１０の回転位置に応じた値であって、「モータ角度」に対応する。

駆動制御部５５は、エンコーダカウント値θｅｎが、要求シフトレンジに応じて設定される目標カウント値θｃｍｄを含む制御範囲Ｒｃ内となるように、モータ１０の駆動制御に係る駆動信号を生成する。生成された駆動信号は、駆動回路４１に出力される。駆動信号に応じてスイッチング素子４１１〜４１６のオンオフを切り替えることで、モータ１０の駆動が制御される。本実施形態では、目標カウント値θｃｍｄが「目標停止位置」に対応する。

図５は、モータ１０の駆動制御を説明するタイムチャートである。図５では、共通時間軸を横軸とし、上段にモータ角度、下段にモータ駆動モードを示す。図中適宜、フィードバックを「Ｆ／Ｂ」と記載する。モータ角度は、エンコーダ１３のカウント値として示し、目標カウント値θｃｍｄを一点鎖線、エンコーダカウント値θｅｎを実線で示す。なお、説明のため、適宜、線をずらして記載した。また、タイムスケール等を適宜変更しており、実際の挙動とは必ずしも一致しない。図５では、シフトレンジをＰレンジからｎｏｔＰレンジに切り替える場合を例に説明する。

時刻ｔ１０にて、要求シフトレンジがＰレンジからｎｏｔＰレンジに切り替わると、モータ駆動モードがスタンバイモードからフィードバック制御モードに切り替わる。また、目標カウント値θｃｍｄが設定され、エンコーダカウント値θｅｎが目標カウント値θｃｍｄとなるように、モータ１０が駆動される。

時刻ｔ１１にて、エンコーダカウント値θｅｎが目標カウント値θｃｍｄを含む制御範囲Ｒｃ内（例えばθｃｍｄ±２カウント）になると、モータ駆動モードをフィードバック制御モードから停止制御モードに切り替える。

図６は、停止制御に切り替える直前の通電状態の一例を示している。図６〜図８では、リレー４６等の一部の構成の記載を省略し、通電経路を一点鎖線の矢印Ｉｍで示した。図６に示すように、停止制御に切り替える直前の通電パターンがＵＶ相通電であり、Ｕ相の上アーム素子４１１がオン、Ｖ相の下アーム素子４１５が設定されたデューティでオンオフされているものとする。

ここで、停止制御において、２相通電を行う参考例について説明する。２相通電では、例えば、図７に示すように、Ｕ相の上アーム素子４１１およびＶ相の下アーム素子４１５をオンにする。図３に示すように、ロータ１０５が磁石を有している場合、２相通電を行うと、図５にて二点鎖線で示すように、ロータ１０５とステータ１０１との間の磁石の作用反作用によって、ロータ１０５が振動し続ける虞がある。ロータ１０５が振動している状態にて、時刻ｔ１２にて通電をオフにすると、オフしたタイミングによっては、ロータ１０５が回転し、場合によっては、出力軸１５を押し上げ、意図せず目標レンジとは異なるレンジに切り替わってしまう虞がある。なお、図５ではオーバーシュートする例を示しているが、通電オフのタイミングによっては、アンダーシュートする場合もある。

そこで本実施形態では、図８に示すように、２相（図８の例ではＵ相およびＶ相）の上アーム素子４１１、４１２をオンにすることで、モータ巻線１１に流れる電流を還流させる。このとき、電流は、モータ巻線１１と駆動回路４１との間で流れ、バッテリ４５からの電流を用いていない。モータ巻線１１と駆動回路４１との間で電流を還流させることで、還流経路を構成する電子部品の抵抗等により、電流が減衰していき、図５に実線で示すように、ロータ１０５の振動は次第に収まる。そして、ロータ１０５の回転数Ｎが通電をオフにしてもオーバーシュートやアンダーシュートが生じないところまで低下してから、全てのスイッチング素子４１１〜４１６をオフにすることで、制御範囲Ｒｃ内にてモータ１０を停止させることができる。

本実施形態のモータ駆動制御処理を図９のフローチャートに基づいて説明する。この処理は、ＥＣＵ５０にて所定の周期（例えば１［ｍｓ］）で実行される。以下、ステップＳ１０１の「ステップ」を省略し、単に記号「Ｓ」と記す。他のステップも同様である。

Ｓ１０１では、駆動制御部５５は、モータ駆動モードがスタンバイモードか否かを判断する。スタンバイモードではないと判断された場合（Ｓ１０１：ＮＯ）、Ｓ１０４へ移行する。スタンバイモードであると判断された場合（Ｓ１０１：ＹＥＳ）、Ｓ１０２へ移行する。

Ｓ１０２では、駆動制御部５５は、目標シフトレンジが切り替わったか否かを判断する。目標レンジが切り替わっていないと判断された場合（Ｓ１０２：ＮＯ）、Ｓ１０３の処理を行わず、スタンバイモードを維持し、本ルーチンを終了する。目標シフトレンジが切り替わったと判断された場合（Ｓ１０２：ＹＥＳ）、Ｓ１０３へ移行し、モータ駆動モードをフィードバック制御モードに切り替える。

Ｓ１０１にて否定判断された場合に移行するＳ１０４では、駆動制御部５５は、モータ駆動モードがフィードバック制御モードか否かを判断する。フィードバック制御モードではないと判断された場合（Ｓ１０４：ＮＯ）、Ｓ１０９へ移行する。モータ駆動モードがフィードバック制御モードであると判断された場合（Ｓ１０４：ＹＥＳ）、Ｓ１０５へ移行する。

Ｓ１０５では、駆動制御部５５は、エンコーダカウント値θｅｎが目標カウント値θｃｍｄと一致したか否かを判断する。ここでは、エンコーダカウント値θｅｎが目標カウント値θｃｍｄを含む所定範囲内（例えば±２カウント）である場合、エンコーダカウント値θｅｎが目標カウント値θｃｍｄと一致した、とみなす。エンコーダカウント値θｅｎが目標カウント値θｃｍｄと一致していないと判断された場合（Ｓ１０５：ＮＯ）、Ｓ１０６以降の処理を行わず、フィードバック制御モードを維持し、本ルーチンを終了する。エンコーダカウント値θｅｎが目標カウント値θｃｍｄと一致したと判断された場合（Ｓ１０５：ＹＥＳ）、Ｓ１０６へ移行する。

Ｓ１０６では、駆動制御部５５は、モータ駆動モードを停止制御モードに切り替える。Ｓ１０７では、駆動制御部５５は、エンコーダカウント値θｅｎに基づき、通電相を設定する。Ｓ１０８では、Ｓ１０７にて決定された２相の上アーム素子をオンにする。これにより、モータ電流が駆動回路４１とモータ巻線１１との間で還流する。

Ｓ１０４にて否定判断された場合、すなわちモータ駆動モードが停止制御モードである場合に移行するＳ１０９では、駆動制御部５５は、モータ回転数Ｎが、回転数判定閾値Ｎｔｈ以下になったか否かを判断する。回転数判定閾値Ｎｔｈは、全てのスイッチング素子４１１〜４１６をオフにしたときに、制御範囲Ｒｃ内にてロータ１０５を停止可能な程度の回転数に応じて設定される。モータ回転数Ｎが、回転数判定閾値Ｎｔｈより大きいと判断された場合（Ｓ１０９：ＮＯ）、Ｓ１１０以降の処理を行わず、停止制御モードを継続し、本ルーチンを終了する。モータ回転数Ｎが回転数判定閾値Ｎｔｈ以下であると判断された場合（Ｓ１０９：ＹＥＳ）、Ｓ１１０へ移行し、モータ駆動モードをスタンバイモードに切り替え、Ｓ１１１にて全てのスイッチング素子４１１〜４１６をオフにする。

Ｓ１０７およびＳ１０８の処理について、図１０に基づいて説明する。図１０は、共通時間軸を横軸とし、上段から、モータ駆動モード、モータ角度、エンコーダパターン、通電パターンを示す。図１０では、エンコーダカウント値θｅｎが目標カウント値θｃｍｄとなったときに停止制御に切り替えるものとして説明する。

本実施形態では、エンコーダカウント値θｅｎに応じ、エンコーダパターンが０〜６に設定される。そして、設定されたエンコーダパターンに応じ、通電パターンが決定される。白抜きの三角で示されるタイミングは、図９のモータ駆動制御処理の実行タイミングである。なお、角度演算部５１におけるエンコーダカウント値θｅｎの演算は、エンコーダ信号のパルスエッジを検出するごとに割り込み演算される。

エンコーダカウント値θｅｎが目標カウント値θｃｍｄと一致して最初の演算タイミングである時刻ｔ２１にて、モータ駆動制御モードをフィードバック制御モードから停止制御モードに切り替える。このときの通電パターンは、ＷＶ相通電であるので、Ｖ相の上アーム素子４１２およびＷ相の上アーム素子４１３をオンにする。

また、ロータ１０５の振動により、次の演算タイミングである時刻ｔ２２にて、エンコーダカウント値θｅｎが変わると、エンコーダパターンおよび通電パターンが変わる。このときの通電パターンはＷＵ相通電であるので、Ｕ相の上アーム素子４１１およびＷ相の上アーム素子４１３をオンにする。さらにまた、その次の演算タイミングである時刻ｔ２３の通電パターンがＷＶ相通電であるので、Ｖ相の上アーム素子４１２およびＷ相の上アーム素子４１３をオンにする。

以上説明したように、本実施形態のシフトレンジ制御装置４０は、モータ巻線１１を有するモータ１０の駆動を制御することでシフトレンジを切り替えるものであって、駆動回路４１と、制御部であるＥＣＵ５０と、を備える。

駆動回路４１は、モータ巻線の各相に対応して設けられるスイッチング素子４１１〜４１６を有する。ＥＣＵ５０は、スイッチング素子４１１〜４１６のオンオフ作動を制御することで、モータ１０を駆動し、目標シフトレンジに応じた目標停止位置にてモータ１０を停止させる。詳細には、エンコーダカウント値θｅｎが目標停止位置である目標カウント値θｃｍｄを含む制御範囲Ｒｃとなるように、モータ１０を停止させる。

高電位側に接続されるスイッチング素子４１１〜４１３を上アーム素子、上アーム素子の低電位側に接続されるスイッチング素子４１４〜４１６を下アーム素子とする。ＥＣＵ５０は、モータ１０を目標停止位置にて停止させる停止制御において、全ての下アーム素子をオフ、所定数の上アーム素子をオンし、モータ巻線１１と駆動回路４１との間で電流を還流させる。

モータ巻線１１と駆動回路４１とで電流を還流させることで、電流が低減していき、モータ１０の運動エネルギが消費されるので、モータ１０を目標停止位置にて、精度よく停止させることができる。また、停止制御において、バッテリ４５の電力を使わないので、レンジ切り替えに係る消費電力を低減可能である。

ＥＣＵ５０は、停止制御において、モータ１０の回転角を検出するエンコーダ１３からの信号に応じ、オンにする上アーム素子を切り替える。これにより、より適切にモータ１０を停止させることができる。

ＥＣＵ５０は、停止制御を開始後、モータ１０の回転数Ｎが回転数判定閾値Ｎｔｈ以下になった場合、全てのスイッチング素子４１１〜４１６をオフにする。これにより、停止制御終了後のオーバーシュートやアンダーシュートを防ぐことができる。

モータ巻線１１は３相巻線であって、停止制御において、２つの上アーム素子をオンにする。また、モータ巻線１１を構成する各相巻線であるＵ相コイル１１１、Ｖ相コイル１１２およびＷ相コイル１１３の一端は、結線部１１５にて結線されている。これにより、電流を適切に還流させることができる。

モータ１０は、モータ巻線１１が巻回されるステータ１０１、および、モータ巻線１１への通電により回転するロータ１０５を有する。ロータ１０５は、磁石を有している。ロータ１０５が磁石を有しており、コギングトルクの影響による停止制御にロータ１０５が振動してしまう場合であっても、停止制御にて電流を還流させることで、振動を減衰させ、モータ１０を目標停止位置にて適切に停止させることができる。

（第２実施形態）
第２実施形態を図１１に示す。本実施形態は、モータ駆動制御処理が上記実施形態と異なるので、この点を中心に説明する。本実施形態のモータ駆動制御処理を図１１のフローチャートに基づいて説明する。図１１は、Ｓ１０９に替えて、Ｓ１１９である点が図８と異なる。また、Ｓ１０６にて駆動モードが停止制御モードとなったとき、停止制御を開始してからの時間の計時を開始する。

Ｓ１０４にて否定判断された場合、すなわちモータ駆動モードが停止制御モードである場合に移行するＳ１１９では、駆動制御部５５は、停止制御を開始してから、停止制御継続時間が経過したか否かを判断する。停止制御継続時間が経過していないと判断された場合（Ｓ１１９：ＮＯ）、Ｓ１１０以降の処理を行わず、停止制御モードを継続し、本ルーチンを終了する。停止制御継続時間が経過したと判断された場合（Ｓ１０９：ＹＥＳ）、Ｓ１１０へ移行する。停止制御継続時間は、全てのスイッチング素子４１１〜４１６をオフにしたときに、制御範囲Ｒｃ内にてロータ１０５を停止可能な程度までモータ電流を消費するのに要する時間に応じて設定される。

本実施形態では、ＥＣＵ５０は、停止制御を開始後、停止制御継続時間が経過した場合、全てのスイッチング素子４１１〜４１６をオフにする。これにより、停止制御終了後のオーバーシュートやアンダーシュートを防ぐことができる。また、上記実施形態と同様の効果を奏する。

（他の実施形態）
上記実施形態では、停止制御において、２相の上アーム素子をオンにする。他の実施形態では、３相の上アーム素子をオンにしてもよい。上記実施形態では、停止制御において、エンコーダカウント値に応じて通電相を切り替える。他の実施形態では、停止制御において、通電相を切り替えず、停止制御開始時にオンした素子のオン状態を停止制御終了時まで継続してもよい。また、停止制御を開始する前のモータの制御方法は、フィードバック制御に限らず、どのような制御としてもよい。

他の実施形態では、回路構成や通電相数は、駆動回路とモータ巻線とで電流を還流可能であれば、どのようであってもよい。また、上記実施形態では、モータ巻線および駆動回路が１組設けられる。他の実施形態では、モータ巻線および駆動回路を複数組設けてもよい。

上記実施形態では、モータの回転角を検出するモータ回転角センサは、３相エンコーダである。他の実施形態では、モータ回転角センサは、２相エンコーダであってもよいし、エンコーダに限らず、レゾルバ等、どのようなものを用いてもよい。上記実施形態では、出力軸センサとしてポテンショメータを例示した。他の実施形態では、出力軸センサは、どのようなものであってもよい。また、出力軸センサを省略してもよい。

上記実施形態では、ディテントプレートには２つの凹部が設けられる。他の実施形態では、凹部の数は２つに限らず、例えばレンジ毎に凹部が設けられていてもよい。また、シフトレンジ切替機構やパーキングロック機構等は、上記実施形態と異なっていてもよい。

上記実施形態では、モータ軸と出力軸との間に減速機が設けられる。減速機の詳細について、上記実施形態では言及していないが、例えば、サイクロイド歯車、遊星歯車、モータ軸と略同軸の減速機構から駆動軸へトルクを伝達する平歯歯車を用いたものや、これらを組み合わせて用いたもの等、どのような構成であってもよい。また、他の実施形態では、モータ軸と出力軸との間の減速機を省略してもよいし、減速機以外の機構を設けてもよい。以上、本発明は、上記実施形態になんら限定されるものではなく、発明の趣旨を逸脱しない範囲において種々の形態で実施可能である。

１０・・・モータ
１０１・・・ステータ １０５・・・ロータ
１１・・・モータ巻線
１３・・・エンコーダ（モータ回転角センサ）
４０・・・シフトレンジ制御装置
４１・・・駆動回路
４１１〜４１６・・・スイッチング素子
５０・・・ＥＣＵ（制御部）

Claims (7)

1. モータ巻線（１１）を有するモータ（１０）の駆動を制御することでシフトレンジを切り替えるシフトレンジ制御装置であって、
   前記モータ巻線の各相に対応して設けられるスイッチング素子（４１１〜４１６）を有する駆動回路（４１）と、
   前記スイッチング素子のオンオフ作動を制御することで、前記モータを駆動し、目標シフトレンジに応じた目標停止位置にて前記モータを停止させる制御部（５０）と、
   を備え、
   高電位側に接続される前記スイッチング素子（４１１〜４１３）を上アーム素子、前記上アーム素子の低電位側に接続される前記スイッチング素子（４１４〜４１６）を下アーム素子とすると、
   前記制御部は、前記モータを前記目標停止位置にて停止させる停止制御において、全ての前記下アーム素子をオフ、所定数の前記上アーム素子をオンし、前記モータ巻線と前記駆動回路との間で電流を還流させるシフトレンジ制御装置。
2. 前記制御部は、前記停止制御において、前記モータの回転角を検出するモータ回転角センサ（１３）からの信号に応じ、オンにする前記上アーム素子を切り替える請求項１に記載のシフトレンジ制御装置。
3. 前記制御部は、前記停止制御を開始後、前記モータの回転数が回転数判定閾値以下になった場合、全ての前記スイッチング素子をオフにする請求項１または２に記載のシフトレンジ制御装置。
4. 前記制御部は、前記停止制御を開始後、停止制御継続時間が経過した場合、全ての前記スイッチング素子をオフにする請求項１または２に記載のシフトレンジ制御装置。
5. 前記モータ巻線は３相巻線であって、前記停止制御において、２つの前記上アーム素子をオンにする請求項１〜４のいずれか一項に記載のシフトレンジ制御装置。
6. 前記モータ巻線を構成する各相巻線（１１１〜１１３）の一端は、結線部（１１５）にて結線されている請求項１〜５のいずれか一項に記載のシフトレンジ制御装置。
7. 前記モータは、前記モータ巻線が巻回されるステータ（１０１）、および、前記モータ巻線への通電により回転するロータ（１０５）を有し、
   前記ロータは、磁石を有している請求項１〜６のいずれか一項に記載のシフトレンジ制御装置。

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