JP2021132481A

JP2021132481A - 異常監視装置

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Publication number: JP2021132481A
Application number: JP2020027044A
Authority: JP
Inventors: 博光永田; Hiromitsu Nagata
Original assignee: Denso Corp
Current assignee: Denso Corp
Priority date: 2020-02-20
Filing date: 2020-02-20
Publication date: 2021-09-09
Anticipated expiration: 2040-02-20
Also published as: US20220393624A1; CN115053450A; WO2021166943A1; JP7294183B2; DE112021001214T5

Abstract

【課題】適切に異常を監視可能な異常監視装置を提供する。【解決手段】駆動回路部４１は、モータ巻線１１への通電を切り替える。電流センサ４５は、モータ巻線１１に流れる電流であるモータ電流Ｉｍを検出する。電流遮断部４２は、モータ電流Ｉｍを遮断可能である。メインマイコン５１は、モータ巻線１１への通電を制御する通電制御部５３、および、通電指令状態に応じた通電状態信号を出力する通電状態通知部５４を有する。故障判定用ＩＣ６０は、メインマイコン５１とは別途に設けられ、電流センサ４５の検出値、および、メインマイコン５１から出力される通電状態信号に基づいて異常を監視する異常監視部６５を有し、監視結果に応じたフェイルセーフ処置を行う。これにより、メインマイコン５１に異常が生じた場合であっても、適切なフェイルセーフ処置を行うことができる。【選択図】図２

Description

本発明は、異常監視装置に関する。

従来、運転者からのシフトレンジ切替要求に応じてモータ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切替装置が知られている。例えば特許文献１では、目標シフトレンジと実レンジとが不一致の場合、フェイルセーフ処置を行う。

特開２０１９−９４９９８号公報

例えば、特許文献１における駆動制御部および異常監視部が同一のマイコンにて構成されている場合、マイコンそのものが故障した場合、異常検出を行うことができない。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、異常発生時に適切なフェイルセーフ処置を実施可能な異常監視装置を提供することにある。

本発明の異常監視装置は、モータ巻線（１１）を有するモータ（１０）の通電異常を監視する異常監視装置であって、駆動回路部（４１）と、電流検出部（４５〜４７）と、第１制御部（５１）と、第２制御部（６０、６１）と、を備える。駆動回路部は、モータ巻線への通電を切り替える。電流検出部は、モータ巻線に流れる電流であるモータ電流を検出する。電流遮断部は、モータ電流を遮断可能である。

第１制御部は、モータ巻線への通電を制御する通電制御部（５３）、および、通電指令状態に応じた通電状態信号を出力する通電状態通知部（５４）を有する。第２制御部は、第１制御部とは別途に設けられ、電流検出部の検出値、および、通電状態信号に基づいて異常監視を行う異常監視部（６５）を有し、監視結果に応じたフェイルセーフ処置を行う。第１制御部とは別途に設けられた第２制御部による異常監視を行うことで、第１制御部に異常が生じた場合であっても、適切にフェイルセーフ処置を行うことができる。

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実施形態によるシフトレンジ制御装置を示す回路図である。第１実施形態による異常監視処理を説明するフローチャートである。第２実施形態によるシフトレンジ制御装置を示す回路図である。第２実施形態による信号切替部のオンオフ制御を説明する説明図である。第２実施形態による異常監視処理を説明するフローチャートである。

以下、本発明による異常監視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４に示す。図１〜図３に示すように、モータ駆動システムであるシフトバイワイヤシステム１は、アクチュエータであるモータ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、異常監視制御装置としてのシフトレンジ制御装置４０１等を備える。

モータ１０は、図示しない車両に搭載される電源としてのバッテリ９０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、ブラシ付きＤＣモータであり、モータ巻線１１を有する。

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。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、付勢部材であるディテントスプリング２５、および、ディテントローラ２６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。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つの谷部２１１、２１２が設けられる。本実施形態では、谷部２１１がＰレンジに対応し、谷部２１２がＰレンジ以外のレンジであるＮｏｔＰ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、すなわち谷部２１１、２１２に嵌まり合う側に付勢する。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が谷部２１１、２１２間を移動する。ディテントローラ２６が谷部２１１、２１２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Ｐレンジのとき谷部２１１に嵌まり込み、ＮｏｔＰレンジのとき谷部２１２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。

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３に示すように、シフトレンジ制御装置４０１は、駆動回路部４１、および、制御ユニット５０１等を備える。図３に示すように、駆動回路部４１は、４つの駆動素子４１１〜４１４を有し、Ｈブリッジ回路を構成する。本実施形態の駆動素子４１１〜４１４はＭＯＳＦＥＴであるが、ＩＧＢＴ等であってもよい。

駆動素子４１１、４１３の高電位側は、高電位側接続線Ｌ１により接続される。高電位側接続線Ｌ１は、接続点Ｐ１にて、バッテリ９０の高電位側と接続される給電線Ｌｂと接続される。また、駆動素子４１２、４１４の低電位側は、低電位側接続線Ｌ２により接続される。低電位側接続線Ｌ２は、接続点Ｐ２にて、グランド配線Ｌｇと接続される。モータ巻線１１は、駆動素子４１１、４１２の接続点Ｐ３と、駆動素子４１３、４１４の接続点Ｐ４とに接続される。

モータ１０を正回転させるとき、駆動素子４１１、４１４をオンにする。モータ１０を逆回転させるとき、駆動素子４１２、４１３をオンにする。本実施形態では、シフトレンジをＰレンジからｎｏｔＰレンジに切り替えるとき、モータ１０を正回転させ、シフトレンジをｎｏｔＰレンジからＰレンジに切り替えるとき、モータ１０を逆回転させる。以下適宜、シフトレンジをＰレンジからｎｏｔＰレンジに切り替えることを「Ｐ抜き」、シフトレンジをｎｏｔＰレンジからＰレンジに切り替えることを「Ｐ入れ」とする。

電流遮断部４２は、グランド配線Ｌｇに設けられている。電流遮断部４２は、フェイルセーフ用であって、通常時はオンされており、異常発生時に故障判定用ＩＣ６０によりオフされる。電流センサ４５は、グランド配線Ｌｇに設けられ、モータ巻線１１の電流であるモータ電流Ｉｍを検出する。図中、電流遮断部４２を「ＳＷ」と記載する。電流センサ４５は、駆動回路部４１の高電位側や、モータ巻線１１と駆動回路部４１との間等、モータ電流Ｉｍを検出可能ないずれの箇所に設けてもよい。

制御ユニット５０１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。制御ユニット５０１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。後述の実施形態の制御ユニット５０２も同様である。

制御ユニット５０１は、第１制御部としてのメインマイコン５１、および、第２制御部としての故障判定用ＩＣ６０等を有する。メインマイコン５１は、機能ブロックとして、電流取得部５２、通電制御部５３、および、通電状態通知部５４等を有する。電流取得部５２は、電流センサ４５の検出値を取得する。通電制御部５３は、駆動素子４１１〜４１４のオンオフ作動を制御し、モータ巻線１１の通電を制御することで、モータ１０の駆動を制御する。

通電状態通知部５４は、メインマイコン５１の通電指令状態に応じた通電状態信号を故障判定用ＩＣ６０に通知する。本実施形態では、通電状態通知部５４は、通電状態信号のデューティを変えることで、通電指令状態を故障判定用ＩＣ６０に通知する。具体的には、モータ１０への通電オンを指令している場合、デューティを値Ｘ１（例えば３０％）、モータ１０への通電オフを指令している場合、デューティを値Ｘ２（例えば６０％）、マイコン故障が生じている場合、デューティを値Ｘ３（例えば０％または１００％）とする。なお、配線異常やマイコン故障等により、デューティ０％や１００％が出力されている状態は、通電指令を行えない状態であって、「通電指令状態に応じた通電状態信号」の概念に含まれるものとする。

故障判定用ＩＣ６０は、メインマイコン５１よりも簡素なＩＣにて構成されるが、メインマイコン５１と同様のマイコンを用いてもよい。故障判定用ＩＣ６０は、機能ブロックとして、電流取得部６２、異常監視部６５、および、スイッチ制御部６６を有する。電流取得部６２は、電流センサ４５の検出値を取得する。異常監視部６５は、電流センサ４５の検出値、および、メインマイコン５１から取得される通電状態信号に基づく異常監視を行う。スイッチ制御部６６は、通電異常が検出された場合、電流遮断部４２をオフにする。電流遮断部４２をオフにすることで、モータ巻線１１への通電が遮断される。

本実施形態の異常監視処理を図４のフローチャートに基づいて説明する。この処理は、故障判定用ＩＣ６０にて所定の周期で実行される。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、故障判定用ＩＣ６０は、電流センサ４５から取得される電流検出信号に基づき、モータ巻線１１に電流が流れている状態が継続判定時間Ｔ以上に亘って継続しているか否か判断する。継続判定時間Ｔは、ノイズ等による誤判定が生じない程度であって、レンジ切替に要する時間よりも短い任意の時間に設定される。モータ巻線１１に通電されていない、または、モータ巻線１１の通電時間が継続判定時間Ｔ未満であると判断された場合（Ｓ１０１：ＮＯ）、Ｓ１０３へ移行し、電流遮断部４２を操作しない。すなわち、電流遮断部４２のオン状態が維持される。モータ巻線１１の通電時間が継続判定時間Ｔ以上であると判断された場合（Ｓ１０１：ＹＥＳ）、Ｓ１０２へ移行する。

Ｓ１０２では、故障判定用ＩＣ６０は、メインマイコン５１が通電指令中か否か判断する。本実施形態では、メインマイコン５１から取得される通電状態信号のデューティが値Ｘ１のときに通電指令中であると判定する。メインマイコン５１が通電指令中であると判断された場合（Ｓ１０２：ＹＥＳ）、すなわち通電状態信号のデューティが値Ｘ１である場合、Ｓ１０３へ移行し、電流遮断部４２を操作しない。この場合、メインマイコン５１がモータ巻線１１への通電を指令していることで、モータ巻線１１に電流が流れており、正常であるので、電流遮断部４２がオンの状態を維持し、モータ巻線１１への通電を継続する。メインマイコン５１が通電指令中ではないと判断された場合（Ｓ１０２：ＮＯ）、すなわち通電状態信号のデューティが値Ｘ１以外のである場合、Ｓ１０４へ移行する。

Ｓ１０４では、故障判定用ＩＣ６０は、電流遮断部４２をオフにすることで、モータ巻線１１への通電を遮断する。ここでは、メインマイコン５１がモータ巻線１１への通電を行うように制御していないにも拘わらず、モータ巻線１１に電流が流れているので、モータ巻線１１への通電をカットする。これにより、意図しない通電により、シフトレンジが切り替わってしまうのを防ぐことができる。

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４０１は、モータ巻線１１を有するモータ１０の通電異常を監視可能であって、駆動回路部４１と、電流センサ４５と、電流遮断部４２と、メインマイコン５１と、故障判定用ＩＣ６０と、を備える。駆動回路部４１は、モータ巻線１１への通電を切り替える。電流センサ４５は、モータ巻線１１に流れる電流であるモータ電流Ｉｍを検出する。電流遮断部４２は、モータ電流Ｉｍを遮断可能である。

メインマイコン５１は、モータ巻線１１への通電を制御する通電制御部５３、および、通電指令状態に応じた通電状態信号を出力する通電状態通知部５４を有する。故障判定用ＩＣ６０は、メインマイコン５１とは別途に設けられ、電流センサ４５の検出値、および、メインマイコン５１から出力される通電状態信号に基づいて異常を監視する異常監視部６５を有し、監視結果に応じたフェイルセーフ処置を行う。メインマイコン５１とは別途に設けられた故障判定用ＩＣ６０による異常監視を行うことで、メインマイコン５１に異常が生じた場合であっても、適切なフェイルセーフ処置を行うことができる。

故障判定用ＩＣ６０は、電流センサ４５がモータ巻線１１への通電検出中であって、通電状態信号がモータ巻線１１への通電する旨の指令ではない場合、故障判定用ＩＣ６０からの指令により電流遮断部４２をオフにすることでモータ巻線１１への通電を遮断する。これにより、意図しない通電を速やかに遮断することができる。また、シフトバイワイヤシステム１に適用した場合、意図せずレンジが切り替わってしまうのを防ぐことができる。

（第２実施形態）
第２実施形態を図５〜図７に示す。図５に示すように、シフトレンジ制御装置４０２は、駆動回路部４１、電流遮断部４２、信号遮断部４３、信号切替部４４１〜４４４、電流センサ４６、４７、および、制御ユニット５０２等を有する。制御ユニット５０２は、メインマイコン５１およびサブマイコン６１を有する。サブマイコン６１は、故障判定用ＩＣ６０と同様、電流取得部６２、異常監視部６５、および、スイッチ制御部６６を有する。図５中での電流取得部６２、異常監視部６５およびスイッチ制御部６６の図示を省略した。また、図中、電流遮断部４２を「ＳＷＦ」、信号遮断部４３を「ＳＷＡ」、信号切替部４４１〜４４４を「スイッチ１〜４」と記載した。

信号遮断部４３および信号切替部４４１〜４４４は、メインマイコン５１およびサブマイコン６１のスイッチ制御部６６によりオンオフ作動が制御される。信号遮断部４３は、正常時にオンされており、通電異常時にサブマイコン６１によりオフされる。信号遮断部４３がオンされている場合、メインマイコン５１からの指令が、信号切替部４４１〜４４４を経由して駆動素子４１１〜４１４へ伝達される。これにより、駆動素子４１１〜４１４は、メインマイコン５１によってオンオフ作動が制御される。また、信号遮断部４３がオフされると、メインマイコン５１から駆動素子４１１〜４１４側への指令伝達がカットされる。

信号切替部４４１〜４４４は、正常時、メインマイコン５１によりオンオフ作動が制御され、通電異常時、サブマイコン６１によりオンオフ作動を制御可能に構成される。信号切替部４４１〜４４４の作動を図６に基づいて説明する。信号切替部４４１〜４４４のオンオフ切り替えに係り、メインマイコン５１側からの指令をＳＧＮ＿Ｍ１〜ＳＧＮ＿Ｍ４、サブマイコン６１側からの指令をＳＧＮ＿Ｓ１〜ＳＧＮ＿Ｓ４とする。末尾の「１」〜「４」は、それぞれ信号切替部４４１〜４４４に対応しており、図６では「＃」と記載した。また、オン指令を「１」、オフ指令を「０」とする。以下、信号切替部４４１のオンオフ作動を例に説明する。信号切替部４４２〜４４４は、「＃」に対応する箇所を読み替えればよいので、説明を省略する。

指令ＳＧＮ＿Ｍ１、ＳＧＮ＿Ｓ１が共にオフ指令である場合、信号切替部４４１をオフとする。指令ＳＧＮ＿Ｍ１、ＳＧＮ＿Ｓ１の一方がオン指令、他方がオフ指令である場合、信号切替部４４１をオンとする。

本実施形態では、正常時、サブマイコン６１は、指令ＳＧＮ＿Ｓ１を常にオフにする。これにより、信号切替部４４１は、メインマイコン５１からの指令ＳＧＮ＿Ｍ１によりオンオフ作動が制御される。一方、通電異常時、サブマイコン６１は、信号遮断部４３をオフにすることで、指令ＳＧＮ＿Ｍ１の信号切替部４４１側への伝達をカットする。信号遮断部４３がオフされると、信号切替部４４１に出力される指令ＳＧＮ＿Ｍ１がオフ指令となる。これにより、信号切替部４４１は、サブマイコン６１からの指令ＳＧＮ＿Ｓ１によりオンオフ作動が制御される。

すなわち、正常時は指令ＳＧＮ＿Ｓ１がオフ指令、通電異常時は指令ＳＧＮ＿Ｍ１がオフ指令となるため、指令ＳＧＮ＿Ｍ１、ＳＧＮ＿Ｓ１が共にオン指令になることは想定されていない。したがって、指令ＳＧＮ＿Ｍ１、ＳＧＮ＿Ｓ１が共にオン指令の場合、異常状態であるため、信号切替部４４１をオフにする。

図５に戻り、第１電流センサ４６は、モータ１０の正回転時に電流が流れ、逆回転時に電流が流れない箇所に設けられ、モータ１０の正回転時の電流を検出する。具体的には、第１電流センサ４６は、低電位側接続線Ｌ２の接続点Ｐ２より駆動素子４１４側に設けられる。第２電流センサ４７は、モータ１０の逆回転時に電流が流れ、正回転時に電流が流れない箇所に設けられ、モータ１０の逆回転時の電流を検出する。具体的には、第２電流センサ４７は、低電位側接続線Ｌ２の接続点Ｐ２より駆動素子４１２側に設けられる。これにより、電流センサ４６、４７の検出値に基づき、モータ１０の回転方向を検出可能である。図中、第１電流センサ４６をＡ１、第２電流センサ４７をＡ２と記載する。

通電状態通知部５４は、メインマイコン５１の通電指令状態に応じた通電指令信号をサブマイコン６１に通知する。本実施形態では、モータ１０の回転方向を判別可能なように、通電指令信号を生成する。具体的には、モータ１０を正回転させるＰ入れ指令時、デューティを値Ｙ１（例えば３０％）、モータ１０への通電オフを指令している場合、デューティを値Ｙ２（例えば６０％）、モータ１０を逆回転させるＰ抜き指令時、デューティを値Ｙ３（例えば９０％）、マイコン故障が生じている場合、デューティを値Ｙ４（例えば０％または１００％）とする。

本実施形態の異常監視処理を図７のフローチャートに基づいて説明する。この処理は、サブマイコン６１にて所定の周期で実行される。Ｓ２０１では、サブマイコン６１は、メインマイコン５１が故障しているか否か判断する。ここでは、通電状態信号のデューティが値Ｙ４である場合、メインマイコン５１が故障していると判定する。メインマイコン５１が故障していると判断された場合（Ｓ２０１：ＹＥＳ）、すなわち通信状態信号のデューティが値Ｙ４である場合、Ｓ２０２へ移行し、電流遮断部４２をオフにする。メインマイコン５１が故障していないと判断された場合（Ｓ２０１：ＮＯ）、すなわち通信状態信号のデューティが値Ｙ４以外の場合、Ｓ２０３へ移行する。

Ｓ２０３では、サブマイコン６１は、第１電流センサ４６から取得される電流検出信号に基づき、モータ巻線１１に正方向の電流が流れている状態が継続判定時間Ｔ１以上に亘って継続しているか否か判断する。継続判定時間Ｔ１は、上記実施形態の継続判定時間Ｔと同様、ノイズ等による誤判定が生じない程度であって、レンジ切替に要する時間よりも短い任意の時間に設定される。また、後述の時間Ｔ２〜Ｔ４と等しくてもよいし、異なっていてもよい。モータ巻線１１の正方向通電時間が継続判定時間Ｔ１未満であると判断された場合（Ｓ２０３：ＮＯ）、Ｓ２０９へ移行する。モータ巻線１１の正方向通電時間が継続判定時間Ｔ１以上であると判断された場合（Ｓ２０３：ＹＥＳ）、Ｓ２０４へ移行する。

Ｓ２０４では、サブマイコン６１は、メインマイコン５１がＰ抜き指令中か否か判断する。メインマイコン５１がＰ抜き指令中であると判断された場合（Ｓ２０４：ＹＥＳ）、すなわち通信状態信号のデューティが値Ｙ３である場合、意図した通電であるので、Ｓ２１５へ移行し、スイッチ制御状態を維持する。詳細には、電流遮断部４２および信号遮断部４３をオンにし、メインマイコン５１による駆動素子４１１〜４１４の制御を継続する。メインマイコン５１がＰ抜き指令中でないと判断された場合（Ｓ２０４：ＮＯ）、すなわち通信状態信号のデューティが値Ｙ３以外である場合、Ｓ２０５へ移行する。Ｓ２０５では、サブマイコン６１は、メインマイコン５１の指令とは異なる意図しない通電が生じていると判定し、信号遮断部４３をオフにする。

Ｓ２０６では、サブマイコン６１は、第１電流センサ４６から取得される電流検出信号に基づき、モータ巻線１１に正方向の電流が流れている状態が継続判定時間Ｔ２以上に亘って継続しているか否か判断する。モータ巻線１１の正方向通電時間が継続判定時間Ｔ２未満であると判断された場合（Ｓ２０６：ＮＯ）、Ｓ２０８へ移行する。モータ巻線１１の正方向通電時間が継続判定時間Ｔ２以上であると判断された場合（Ｓ２０６：ＹＥＳ）、Ｓ２０７へ移行する。

Ｓ２０７では、信号遮断部４３をオフにしたにも拘わらず、モータ巻線１１に電流が流れ続けているため、サブマイコン６１は、配線故障が生じていると判定し、電流遮断部４２をオフすることで、モータ巻線１１への通電を遮断する。

Ｓ２０８は、メインマイコン５１からの指令がＰ抜き指令ではないにも拘わらず、Ｐ抜き方向（すなわち正回転方向）の通電が継続判定時間Ｔ１以上に亘って継続され、かつ、サブマイコン６１の指令により信号遮断部４３をオフにすることでモータ巻線１１への通電を遮断可能であった場合に移行するステップである。Ｓ２０８では、意図しないレンジ切替を避けるべく、サブマイコン６１の指令により、ディテントローラ２６がＰ入れ方向に移動するように、通電制御を行う。具体的には、信号切替部４４２、４４３をオンにすることで、駆動素子４１２、４１３をオンにし、逆回転方向の電流をモータ巻線１１に流す。サブマイコン６１は、戻し時間Ｔ５に亘って逆方向の電流をモータ巻線１１に流した後、信号切替部４４２、４４３をオフにすることで、駆動素子４１２、４１３をオフにし、通電を終了する。戻し時間Ｔ５は、Ｐ入れに要する時間に応じて設定される。

モータ巻線１１の正方向通電時間が継続判定時間Ｔ１未満であると判断された場合（Ｓ２０３：ＮＯ）に移行するＳ２０９では、サブマイコン６１は、第２電流センサ４７から取得される電流検出信号に基づき、モータ巻線１１に逆方向の電流が流れている状態が継続判定時間Ｔ３以上に亘って継続しているか否かを判断する。モータ巻線１１の逆方向通電時間が継続判定時間Ｔ３未満であると判断された場合（Ｓ２０９：ＮＯ）、モータ巻線１１は非通電状態であるので、Ｓ２１５へ移行し、スイッチ制御状態を維持する。すなわち、電流遮断部４２および信号遮断部４３をオンにし、メインマイコン５１での制御を継続する。モータ巻線１１の逆方向通電時間が継続判定時間Ｔ３以上であると判断された場合（Ｓ２０９：ＹＥＳ）、Ｓ２１０へ移行する。

Ｓ２１０では、サブマイコン６１は、メインマイコン５１がＰ入れ指令中か否か判断する。メインマイコン５１がＰ入れ指令中であると判断された場合（Ｓ２１０：ＹＥＳ）、すなわち通信状態信号のデューティが値Ｙ１である場合、意図した通電であるので、Ｓ２１５へ移行し、スイッチ制御状態を維持する。詳細には、電流遮断部４２および信号遮断部４３をオンにし、メインマイコン５１による駆動素子４１１〜４１４の制御を継続する。メインマイコン５１がＰ入れ指令中ではないと判断された場合（Ｓ２１０：ＮＯ）、すなわち通信状態信号のデューティが値Ｙ１以外である場合、Ｓ２１１へ移行する。Ｓ２１１では、サブマイコン６１は、メインマイコン５１の指令とは異なる意図しない通電が生じていると判定し、信号遮断部４３をオフにする。

Ｓ２１２では、サブマイコン６１は、第２電流センサ４７から取得される電流検出信号に基づき、モータ巻線１１に逆方向の電流が流れている状態が継続判定時間Ｔ４に亘って継続しているか否か判断する。モータ巻線１１の逆方向通電時間が継続判定時間Ｔ４未満であると判断された場合（Ｓ２１２：ＮＯ）、Ｓ２１４へ移行する。モータ巻線１１の逆方向通電時間が継続判定時間Ｔ４以上であると判断された場合（Ｓ２１２：ＹＥＳ）、Ｓ２１３へ移行する。

Ｓ２１３では、信号遮断部４３をオフにしたにも拘わらず、モータ巻線１１に電流が流れ続けているため、サブマイコン６１は、配線故障が生じていると判定し、電流遮断部４２をオフにすることで、モータ巻線１１への通電を遮断する。

Ｓ２１４は、メインマイコン５１からの指令がＰ入れ指令ではないにも拘わらず、Ｐ入れ方向（すなわち逆回転方向）の通電が継続判定時間Ｔ３以上に亘って継続され、かつ、サブマイコン６１の指令により信号遮断部４３をオフにすることでモータ巻線１１への通電を遮断可能であった場合に移行するステップである。Ｓ２１４では、意図しないレンジ切替を避けるべく、サブマイコン６１の指令により、ディテントローラ２６がＰ抜き方向に移動するように、通電制御を行う。具体的には、信号切替部４４１、４４４をオンにすることで、駆動素子４１１、４１４をオンにし、正回転方向の電流をモータ巻線１１に流す。サブマイコン６１は、戻し時間Ｔ６に亘って正方向の電流をモータ巻線１１に流した後、信号切替部４４１、４４４をオフにすることで、駆動素子４１１、４１４をオフにし、通電を終了する。戻し時間Ｔ６は、Ｐ抜きに要する時間に応じて設定される。戻し時間Ｔ５、Ｔ６は、等しくてもよいし、異なっていてもよい。

なお、Ｓ２０６の処理を省略し、信号遮断部４３をオフした後、通電状態判定を行わず、Ｐ入れ通電を行うようにしてもよい。同様に、Ｓ２１２の処理を省略し、信号遮断部４３をオフした後、通電状態判定を行わず、Ｐ抜き通電を行うようにしてもよい。

本実施形態では、信号遮断部４３および信号切替部４４１〜４４４を設け、メインマイコン５１の異常時に信号遮断部４３をオフにしたとき、サブマイコン６１により駆動素子４１１、４１４のオンオフ作動を制御可能に構成している。また、意図しない通電が検出された場合、サブマイコン６１の指令にて逆方向の電流を流すことで、ディテントローラ２６を戻す方向に駆動する。これにより、意図せずレンジが切り替わってしまうのを避けることができ、元のレンジを保持することができる。

シフトレンジ制御装置４０２は、駆動回路部４１の全ての駆動素子４１１〜４１４へのメインマイコン５１からのオンオフ指令を、サブマイコン６１により遮断可能な信号遮断部４３を備える。電流センサ４６、４７は、モータ電流Ｉｍの通電方向を検出可能である。

サブマイコン６１は、電流センサ４６、４７により検出されたモータ電流Ｉｍの通電方向に応じたモータ１０の回転方向と、通電状態信号に応じたモータ１０の回転方向とが一致しない回転方向不一致異常を検出した場合、サブマイコン６１からの指令により信号遮断部４３をオフにすることでモータ電流Ｉｍを遮断する。

また、サブマイコン６１は、信号遮断部４３をオフにすることでモータ電流Ｉｍを遮断できなかった場合、電流遮断部４２をオフにすることでモータ電流Ｉｍを遮断する。これにより、モータ１０が意図しない方向へ回転するのを防ぐことができる。シフトバイワイヤシステム１に適用した場合、誤ったレンジ切り替えの発生を防ぐことができる。

シフトレンジ制御装置４０２は、駆動素子４１１〜４１４ごとに設けられ、駆動素子４１１〜４１４をメインマイコン５１の指令にてオンオフさせるか、サブマイコン６１の指令にてオンオフさせるかを切替可能である信号切替部４４１〜４４４を備える。サブマイコン６１は、回転方向不一致異常を検出した場合、信号遮断部４３をオフにした状態にて、モータ１０の回転方向が回転方向不一致異常を検出したときとは逆方向となるように、信号切替部４４１〜４４４を制御する。これにより、例えばシフトバイワイヤシステム１に適用した場合、モータ１０への通電前のレンジを保持することができ、意図しないレンジ切り替えを防ぐことができる。

実施形態において、シフトレンジ制御装置４０１、４０２が「異常監視装置」、電流センサ４５〜４７が「電流検出部」、メインマイコン５１が「第１制御部」、故障判定用ＩＣ６０またはサブマイコン６１が「第２制御部」に対応する。

（他の実施形態）
上記実施形態では、通電状態通知部は、通電指令状態に応じてデューティを変えることで、第２制御部に通電指令状態を通知している。他の実施形態では、例えば複数の信号線を設け、通電指令状態に応じたオンオフ信号を出力する等、デューティ変更以外の方法にて通電指令状態を通知するようにしてもよい。

上記実施形態では、モータはブラシ付きモータであり、駆動回路はＨブリッジ回路である。他の実施形態では、モータはブラシ付きモータ以外のモータ、例えばスイッチトリラクタンスモータや、ＤＣブラシレスモータ等であってもよい。また、駆動回路は、モータの回路構成に応じて設ければよい。

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。

本開示に記載の制御部及びその手法は、コンピュータプログラムにより具体化された一つ乃至は複数の機能を実行するようにプログラムされたプロセッサ及びメモリを構成することによって提供された専用コンピュータにより、実現されてもよい。あるいは、本開示に記載の制御部及びその手法は、一つ以上の専用ハードウェア論理回路によってプロセッサを構成することによって提供された専用コンピュータにより、実現されてもよい。もしくは、本開示に記載の制御部及びその手法は、一つ乃至は複数の機能を実行するようにプログラムされたプロセッサ及びメモリと一つ以上のハードウェア論理回路によって構成されたプロセッサとの組み合わせにより構成された一つ以上の専用コンピュータにより、実現されてもよい。また、コンピュータプログラムは、コンピュータにより実行されるインストラクションとして、コンピュータ読み取り可能な非遷移有形記録媒体に記憶されていてもよい。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１１・・・モータ巻線
４１・・・駆動回路部４５〜４７・・・電流センサ（電流検出部）
４２・・・スイッチ（電流遮断部）
４３・・・信号遮断部４４１〜４４４・・・信号切替部
５１・・・メインマイコン（第１制御部）
５３・・・通電制御部５４・・・通電状態通知部
６０・・・故障検出用ＩＣ（第２制御部）
６１・・・サブマイコン（第２制御部）
６２・・・電流取得部６５・・・異常監視部
４０１、４０２・・・シフトレンジ制御装置（異常監視装置）

Claims

モータ巻線（１１）を有するモータ（１０）の通電異常を監視する異常監視装置であって、
前記モータ巻線への通電を切り替える駆動回路部（４１）と、
前記モータ巻線に流れる電流であるモータ電流を検出する電流検出部（４５〜４７）と、
前記モータ電流を遮断可能な電流遮断部（４２）と、
前記モータ巻線への通電を制御する通電制御部（５３）、および、通電指令状態に応じた通電状態信号を出力する通電状態通知部（５４）を有する第１制御部（５１）と、
前記第１制御部とは別途に設けられ、前記電流検出部の検出値、および、前記通電状態信号に基づいて異常を監視する異常監視部（６５）を有し、監視結果に応じたフェイルセーフ処置を行う第２制御部（６０、６１）と、
を備える異常監視装置。
前記第２制御部は、前記電流検出部が前記モータ巻線への通電検出中であって、前記通電状態信号が前記モータ巻線への通電する旨の指令ではない場合、前記第２制御部からの指令により前記電流遮断部をオフにすることで前記モータ電流を遮断する請求項１に記載の異常監視装置。
前記駆動回路部を構成する全ての駆動素子（４１１〜４１４）への前記第１制御部からのオンオフ指令を、前記第２制御部により遮断可能な信号遮断部（４３）を備え、
前記電流検出部（４６、４７）は、前記モータ電流の通電方向を検出可能であって、
前記第２制御部は、前記電流検出部により検出された前記モータ電流の通電方向に応じた前記モータの回転方向と、前記通電状態信号に応じた前記モータの回転方向とが一致しない回転方向不一致異常を検出した場合、前記第２制御部からの指令により前記信号遮断部をオフにすることで前記モータ電流を遮断する請求項１に記載の異常監視装置。
前記駆動素子ごとに設けられ、前記駆動素子を前記第１制御部の指令にてオンオフさせるか、前記第２制御部の指令にてオンオフさせるかを切替可能である信号切替部（４４１〜４４４）を備え、
前記第２制御部は、前記回転方向不一致異常を検出した場合、前記信号遮断部をオフにした状態にて、前記モータの回転方向が前記回転方向不一致異常を検出したときとは逆方向となるように、前記信号切替部を制御する請求項３に記載の異常監視装置。
前記第２制御部は、前記信号遮断部をオフにすることで前記モータ電流を遮断できなかった場合、前記電流遮断部をオフにすることで前記モータ電流を遮断する請求項３または４に記載の異常監視装置。