JP5648854B2 - モータ制御装置 - Google Patents

Description

本発明は、エンコーダ付きのモータへの電源投入後にオープンループ制御でモータの通電相を切り換える初期駆動を実行して、エンコーダカウント値に対する通電相位相ずれ補正値（初期位置ずれ補正値）を学習する機能を備えたモータ制御装置に関する発明である。

近年の車両は、電子制御化が進み、特許文献１（特開２００４−３０８７５２号公報）、特許文献２（特開２００４−２３９３２号公報）、特許文献３（特許第３８００５２９号公報）、特許文献４（特開２００９−１１２１５１号公報）に記載されているように、運転者のレンジ切換操作（シフトレバーの操作）をスイッチ等で検出して、その検出信号に基づいてモータを駆動制御してレンジ切換機構のシフトレンジを目標のレンジに切り換える、いわゆるシフトバイワイヤ方式のレンジ切換制御システムが開発されている。

このものは、モータの回転軸に減速機構を介して出力軸を連結し、この出力軸によってレンジ切換機構を駆動して自動変速機のシフトレンジを切り換えるようにしている。この場合、モータには、ロータが所定角度回転する毎にパルス信号を出力するエンコーダを搭載し、レンジ切換時には、このエンコーダの出力パルスをカウントして、そのカウント値（以下「エンコーダカウント値」という）に基づいてモータを目標のレンジに相当する目標回転位置（目標カウント値）まで回転させることで、レンジ切換機構を目標のレンジに切り換えるようにしている。

この種のエンコーダ付きのモータは、起動後のエンコーダの出力パルスのカウント値に基づいてロータの起動位置からの回転量（回転角度）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、ロータの絶対的な回転位置を検出して、エンコーダカウント値とロータの回転位置（通電相）との対応関係のずれを修正しないと、モータを正常に駆動することができない。

そこで、特許文献３では、電源投入後の初期駆動時にオープンループ制御によりモータ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ロータの回転位置と該通電相とを対応させて該ロータを回転駆動してエンコーダの出力信号をカウントして、初期駆動終了時のエンコーダカウント値と通電相との関係から、エンコーダカウント値に対する通電相位相ずれ補正値（初期位置ずれ補正値）を学習する初期駆動学習処理を実行し、その後の通常駆動時に、エンコーダカウント値を通電相位相ずれ補正値で補正して補正後のエンコーダカウント値に応じて通電相を順次切り換えるようにしている。

この初期駆動学習処理は、電源投入直後に実行されるため、エンジンを動力源とする車両では、初期駆動学習処理の時期がスタータ駆動によるエンジン始動（クランキング）と重なる場合が多い。初期駆動学習処理中にスタータ等の消費電流の大きい電気負荷に通電されると、初期駆動学習処理中にモータの電源電圧が大きく低下して初期駆動学習処理を失敗（エラー終了又は誤学習）することがある。初期駆動学習処理を失敗すると、初期駆動終了後の通常駆動時にエンコーダカウント値とロータの回転位置（通電相）との対応関係のずれを修正できないため、モータを正常に駆動することができない。

そこで、特許文献４では、ロータの回転に伴って所定角度間隔で所定の位相差を有するＡ相信号とＢ相信号を出力するエンコーダをモータに搭載し、初期駆動終了時にエンコーダのＡ相信号とＢ相信号のパターンに基づいて学習結果の正誤（学習の成功／失敗）を判定し、失敗と判断した場合には初期駆動学習処理を再実行（リトライ）するようにしている。

特開２００４−３０８７５２号公報 特開２００４−２３９３２号公報 特許第３８００５２９号公報 特開２００９−１１２１５１号公報

しかし、上記特許文献４のように、初期駆動学習処理を失敗したときに、初期駆動学習処理を再実行するようにしても、初期駆動学習処理の再実行の際に、電源電圧が安定していない場合は、再度、初期駆動学習処理を失敗する可能性がある。この場合、初期駆動学習処理を成功するまで何回も初期駆動学習処理を繰り返すことが考えられるが、電源電圧が安定していない状態で初期駆動学習処理を何回も繰り返すと、間違った通電相位相ずれ補正値を学習する可能性がある。

そこで、本発明が解決しようとする課題は、電源投入後に一時的に電源電圧が不安定になっても、電源電圧が安定した状態に復帰した後に速やかに初期駆動学習処理を実行して正しい通電相位相ずれ補正値を学習できるモータ制御装置を提供することである。

上記課題を解決するために、請求項１に係る発明は、制御対象を回転駆動するモータのロータが所定角度回転する毎にパルス信号を出力するエンコーダと、このエンコーダのパルス信号をカウントするエンコーダカウンタと、電源投入後にオープンループ制御で前記モータの通電相を切り換える初期駆動を実行して前記エンコーダカウンタのカウント値（以下「エンコーダカウント値」という）に対する通電相位相ずれ補正値を学習する初期駆動学習処理を実行する初期駆動学習手段とを備え、前記初期駆動終了後の通常駆動時に前記エンコーダカウント値を前記通電相位相ずれ補正値で補正して補正後のエンコーダカウント値に応じて前記モータの通電相を順次切り換えて前記ロータを目標位置まで回転駆動するモータ制御装置において、前記初期駆動学習手段は、前記モータに供給する電源電圧を監視する手段と、前記初期駆動終了時に前記エンコーダのパルス信号を用いて前記初期駆動学習処理が成功か失敗かを判定する手段とを備え、電源電圧が所定値以上変動している状態が検出され且つその間に前記初期駆動学習処理を失敗したと判定したときに電源電圧が安定した後に前記初期駆動学習処理を再実行するようにしたものである。このようにすれば、初期駆動学習処理中に電源電圧が不安定になって初期駆動学習処理を失敗しても、電源電圧が安定した状態に復帰した後に速やかに初期駆動学習処理を再実行して通電相位相ずれ補正値を正しく学習でき、初期駆動学習処理の信頼性を向上できる。

この場合、請求項２のように、電源電圧が所定値以下に低下している状態が検出されたときに電源電圧が所定値以上に上昇した後に初期駆動学習処理を再実行するようにしても良い。このようにすれば、スタータ等の消費電流の大きい電気負荷に通電されて電源電圧が大きく低下したときには、電源電圧が元の状態に戻るまで初期駆動学習処理の再実行を延期することができる。

また、請求項３のように、電源から電気負荷に流れる電流を監視する手段と、初期駆動終了時にエンコーダのパルス信号を用いて初期駆動学習処理が成功か失敗かを判定する手段とを備え、電源から所定値以上の大電流が流れる状態が検出され且つその間に初期駆動学習処理を失敗したと判定したときに当該大電流が流れ終わった後に初期駆動学習処理を再実行するようにしても良い。このようにすれば、初期駆動学習処理期間中に大電流が流れて電源電圧が大きく低下したことが原因で初期駆動学習処理を失敗したときには、当該大電流が流れ終わって電源電圧が安定した状態に復帰した後に速やかに初期駆動学習処理を再実行して通電相位相ずれ補正値を正しく学習できる。

また、請求項４のように、エンジン始動用のスタータのオン／オフを監視する手段と、初期駆動終了時にエンコーダのパルス信号を用いて初期駆動学習処理が成功か失敗かを判定する手段とを備え、前記スタータのオンが検出され且つその間に初期駆動学習処理を失敗したと判定したときに当該スタータがオフされた後に初期駆動学習処理を再実行するようにしても良い。このようにすれば、スタータがオンされて電源電圧が大きく低下したときに初期駆動学習処理を実行して初期駆動学習処理を失敗した場合は、スタータがオフされて電源電圧が安定した状態に復帰した後に速やかに初期駆動学習処理を再実行して通電相位相ずれ補正値を正しく学習できる。

また、請求項５のように、運転者によるエンジン始動操作の有無を監視する手段と、初期駆動終了時にエンコーダのパルス信号を用いて初期駆動学習処理が成功か失敗かを判定する手段とを備え、エンジン始動操作が検出され且つその間に初期駆動学習処理を失敗したと判定したときにエンジン始動操作無しの状態が所定時間以上経過した後に初期駆動学習処理を再実行するようにしても良い。ここで、エンジン始動操作終了後も所定時間が経過するまで初期駆動学習処理を再実行しない理由は、エンジン始動操作終了後も、エンジン回転速度が始動完了判定値を越えるまでスタータのオン状態が継続することを考慮するためであり、所定時間は、スタータに連続して通電可能な最大時間又はそれ以上の時間に設定すれば良い。この場合も、エンジン始動操作によりスタータがオンされて電源電圧が大きく低下したときに初期駆動学習処理を実行して初期駆動学習処理を失敗した場合は、少なくともスタータがオフされて電源電圧が安定した状態に復帰した後に速やかに初期駆動学習処理を再実行して通電相位相ずれ補正値を正しく学習できる。

また、請求項６のように、エンジン回転速度を監視する手段と、初期駆動終了時にエンコーダのパルス信号を用いて初期駆動学習処理が成功か失敗かを判定する手段とを備え、エンジン回転速度が所定値以上変動している状態が検出され且つその間に初期駆動学習処理を失敗したと判定したときにエンジン回転速度が所定範囲内に安定した後に初期駆動学習処理を再実行するようにしても良い。このようにすれば、例えば、スタータがオンされてエンジン回転速度が大きく上昇しているときに初期駆動学習処理を実行して初期駆動学習処理を失敗した場合は、エンジン回転速度が始動完了判定値を越えてスタータがオフされてエンジン回転速度が安定して電源電圧が安定した状態に復帰した後に、速やかに初期駆動学習処理を再実行して通電相位相ずれ補正値を正しく学習できる。

以上説明した請求項１〜６に係る発明は、最初の初期駆動学習処理を失敗したと判定したときに、初期駆動学習処理を１回のみ再実行するようにしても良いし、請求項７のように、最初の初期駆動学習処理を失敗した判定したときに初期駆動学習処理が成功するまで初期駆動学習処理を複数回繰り返すようにしても良い。

更に、初期駆動学習処理を再実行する場合のロータの回転方向は、前回の初期駆動と同じ方向であっても良いが、請求項８のように、初期駆動学習処理を再実行する場合のロータの回転方向を前回の初期駆動と逆方向に設定しても良い。このようにすれば、例えば、異物の噛み込みや外部負荷によりモータのロータが一方向に回転しにくくなっている場合は、初期駆動学習処理を再実行する場合にロータの回転方向を前回の初期駆動と逆方向にすることで、ロータを正常に回転できる場合があり、初期駆動学習処理を成功させる確率を高めることができる。

以上説明した請求項１〜８に係る発明は、モータを駆動源として制御対象の位置を切り換える様々な位置切換制御装置に適用でき、例えば、請求項９のように、モータを駆動源としてシフトレンジを切り換えるレンジ切換機構に適用しても良い。これにより、モータ駆動式のレンジ切換機構において、電源投入後に一時的に電源電圧が不安定になっても、電源電圧が安定した状態に復帰した後に速やかに初期駆動学習処理を実行して通電相位相ずれ補正値を正しく学習でき、シフトレンジを目標レンジに正しく切り換えることができる。

図１は本発明の実施例１を示すレンジ切換装置の斜視図である。 図２はＳＲモータの構成を説明する図である。 図３はＳＲモータを駆動する回路構成を示す回路図である。 図４はレンジ切換装置の制御システム全体の構成を概略的に示す図である。 図５はエンコーダのロータリマグネットの構成を説明する平面図である。 図６はエンコーダの側面図である。 図７（ａ）はエンコーダの出力波形を示すタイムチャート、同図（ｂ）は通電相切り換えパターンの一例を示すタイムチャートである。 図８はＰレンジで初期駆動を行ったときの制御例を示すタイムチャートである。 図９は実施例１の初期駆動実行状況監視プログラムの処理の流れを示すフローチャートである。 図１０は実施例１の初期駆動実行プログラムの処理の流れを示すフローチャートである。 図１１は実施例２の初期駆動実行状況監視プログラムの処理の流れを示すフローチャートである。 図１２は実施例３の初期駆動実行状況監視プログラムの処理の流れを示すフローチャートである。 図１３は実施例４の初期駆動実行状況監視プログラムの処理の流れを示すフローチャートである。 図１４は実施例５の初期駆動実行状況監視プログラムの処理の流れを示すフローチャートである。 図１５は実施例６の初期駆動実行状況監視プログラムの処理の流れを示すフローチャートである。 図１６は実施例７の初期駆動実行状況監視プログラムの処理の流れを示すフローチャートである。 図１７は実施例８の初期駆動実行状況監視プログラムの処理の流れを示すフローチャートである。 図１８は実施例９の初期駆動実行状況監視プログラムの処理の流れを示すフローチャートである。 図１９は実施例１０の初期駆動実行状況監視プログラムの処理の流れを示すフローチャートである。 図２０は実施例１１の初期駆動実行状況監視プログラムの処理の流れを示すフローチャートである。 図２１は実施例１２の初期駆動実行状況監視プログラムの処理の流れを示すフローチャートである。

以下、本発明を実施するための形態を自動変速機のレンジ切換装置に適用して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１０に基づいて説明する。
まず、図１に基づいてレンジ切換機構１１の構成を説明する。

レンジ切換機構１１の駆動源となるモータ１２は、例えばスイッチトリラクタンスモータにより構成され、減速機構２６（図４参照）が内蔵され、その出力軸１３の回転位置を検出する出力軸センサ１０が設けられている。この出力軸１３には、ディテントレバー１５が固定されている。

また、ディテントレバー１５にはＬ字形のパーキングロッド１８が固定され、このパーキングロッド１８の先端部に設けられた円錐体１９がロックレバー２１に当接している。このロックレバー２１は、円錐体１９の位置に応じて軸２２を中心にして上下動してパーキングギヤ２０をロック／ロック解除するようになっている。パーキングギヤ２０は、自動変速機２７の出力軸に設けられ、このパーキングギヤ２０がロックレバー２１によってロックされると、車両の駆動輪が回り止めされた状態（パーキング状態）に保持される。

一方、ディテントレバー１５をパーキングレンジ（以下「Ｐレンジ」と表記する）と他のレンジ（以下「ＮｏｔＰレンジ」と表記する）に保持するためのディテントバネ２３が支持ベース１７に固定され、このディテントバネ２３の先端に設けられた係合部２３ａがディテントレバー１５のＰレンジ保持凹部２４に嵌まり込んだときに、ディテントレバー１５がＰレンジの位置に保持され、該ディテントバネ２３の係合部２３ａがディテントレバー１５のＮｏｔＰレンジ保持凹部２５に嵌まり込んだときに、ディテントレバー１５がＮｏｔＰレンジの位置に保持されるようになっている。これらディテントレバー１５とディテントバネ２３とからディテントレバー１５の回転位置を各レンジの位置に係合保持するためのディテント機構１４（節度機構）が構成されている。

Ｐレンジでは、パーキングロッド１８がロックレバー２１に接近する方向に移動して、円錐体１９の太い部分がロックレバー２１を押し上げてロックレバー２１の凸部２１ａがパーキングギヤ２０に嵌まり込んでパーキングギヤ２０をロックした状態となり、それによって、自動変速機２７の出力軸（駆動輪）がロックされた状態（パーキング状態）に保持される。

一方、ＮｏｔＰレンジでは、パーキングロッド１８がロックレバー２１から離れる方向に移動して、円錐体１９の太い部分がロックレバー２１から抜け出てロックレバー２１が下降し、それによって、ロックレバー２１の凸部２１ａがパーキングギヤ２０から外れてパーキングギヤ２０のロックが解除され、自動変速機２７の出力軸が回転可能な状態（走行可能な状態）に保持される。

尚、前述した出力軸センサ１０は、モータ１２の減速機構２６の出力軸１３の回転角度に応じた電圧を出力する回転センサ（例えばポテンショメータ）によって構成され、その出力電圧によって現在のレンジがＰレンジとＮｏｔＰレンジのいずれであるかを確認できるようになっている。

次に、図２に基づいてモータ１２の構成を説明する。
本実施例１では、モータ１２として、スイッチトリラクタンスモータ（ＳＲモータ）が用いられている。このモータ１２は、ステータ３１とロータ３２が共に突極構造を持つモータで、永久磁石が不要で構造が簡単であるという利点がある。円筒状のステータ３１の内周部には、例えば１２個の突極３１ａが等間隔に形成され、これに対して、ロータ３２の外周部には、例えば８個の突極３２ａが等間隔に形成され、ロータ３２の回転に伴い、ロータ３２の各突極３２ａがステータ３１の各突極３１ａと微小ギャップを介して順番に対向するようになっている。ステータ３１の１２個の突極３１ａには、Ｕ相、Ｖ相、Ｗ相の合計６個の巻線３３と、Ｕ’相、Ｖ’相、Ｗ’相の合計６個の巻線３４が順番に巻回されている。尚、ステータ３１とロータ３２の突極３１ａ，３２ａの数は適宜変更しても良いことは言うまでもない。

本実施例１の巻線３３，３４の巻回順序は、ステータ３１の１２個の突極３１ａに対して、例えばＶ相→Ｗ相→Ｕ相→Ｖ相→Ｗ相→Ｕ相→Ｖ’相→Ｗ’相→Ｕ’相→Ｖ’相→Ｗ’相→Ｕ’相の順序で巻回されている。図３に示すように、Ｕ相、Ｖ相、Ｗ相の合計６個の巻線３３と、Ｕ’相、Ｖ’相、Ｗ’相の合計６個の巻線３４は、２系統のモータ励磁部３５，３６を構成するように結線されている。一方のモータ励磁部３５は、Ｕ相、Ｖ相、Ｗ相の合計６個の巻線３３をＹ結線して構成され（同じ相の２個の巻線３３はそれぞれ並列に接続されている）、他方のモータ励磁部３６は、Ｕ’相、Ｖ’相、Ｗ’相の合計６個の巻線３４をＹ’結線して構成されている（同じ相の２個の巻線３４はそれぞれ並列に接続されている）。２つのモータ励磁部３５，３６は、Ｕ相とＵ’相が同時に通電され、Ｖ相とＶ’相が同時に通電され、Ｗ相とＷ’相が同時に通電される。

これら２つのモータ励磁部３５，３６は、車両に搭載されたバッテリ５０を電源として、それぞれ別個のモータドライバ３７，３８によって駆動される。各モータ励磁部３５，３６の中性点がそれぞれ各モータ電源リレー６１，６２（図３参照）を介してバッテリ５０のプラス側の端子に接続され、モータ１２の駆動中に各モータ電源リレー６１，６２がオンされるようになっている。

この場合、モータ励磁部３５，３６とモータドライバ３７，３８をそれぞれ２系統ずつ設けることで、一方の系統が故障しても、他方の系統でモータ１２を回転させることができるようになっている。尚、図３に示すモータドライバ３７，３８の回路構成例では、各相にトランジスタ等のスイッチング素子３９を１個ずつ設けたユニポーラ駆動方式の回路構成としているが、各相にスイッチング素子を２個ずつ設けたバイポーラ駆動方式の回路構成を採用しても良い。尚、本発明は、モータ励磁部とモータドライバをそれぞれ１系統ずつ設けた構成としても良いことは言うまでもない。

各モータドライバ３７，３８の各スイッチング素子３９のオン／オフは、マイコン４１によって制御される。図４に示すように、このマイコン４１と各モータドライバ３７，３８は、レンジ切換制御装置４２（モータ制御装置）に搭載され、このレンジ切換制御装置４２には、Ｐレンジへの切換操作を行うＰレンジスイッチ４３と、ＮｏｔＰレンジへの切換操作を行うＮｏｔＰレンジスイッチ４４の操作信号が入力される。Ｐレンジスイッチ４３又はＮｏｔＰレンジスイッチ４４の操作により選択されたレンジに応じてモータ１２が駆動されてシフトレンジが切り換えられ、切り換え後の実際のシフトレンジがインストルメントパネル（図示せず）に設けられたレンジ表示部４５に表示される。

レンジ切換制御装置４２には、車両に搭載されたバッテリ５０からメインリレー５１（電源スイッチ）を介して電源が供給される。メインリレー５１のオン／オフは、イグニッションスイッチ５２のオン／オフによって切り換えられる。イグニッションスイッチ５２がオンされると、メインリレー５１がオンされてレンジ切換制御装置４２に電源が供給され、イグニッションスイッチ５２がオフされると、所定期間（各制御プログラムの終了処理を行うのに必要な期間）が経過した後にメインリレー５１がオフされてレンジ切換制御装置４２への電源供給が遮断される。

モータ１２には、ロータ３２の回転位置を検出するためのエンコーダ４６が設けられている。このエンコーダ４６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、その具体的な構成は、図５及び図６に示すように、Ｎ極とＳ極が円周方向に交互に等ピッチで着磁された円環状のロータリマグネット４７がロータ３２の側面に同軸状に固定され、このロータリマグネット４７に対向する位置に、２個のホールＩＣ等の磁気検出素子４８，４９が配置された構成となっている。

本実施例１では、ロータリマグネット４７のＮ極とＳ極の着磁ピッチが７．５°に設定されている。このロータリマグネット４７の着磁ピッチ（７．５°）は、モータ１２の励磁１回当たり（通電相の切り換え１回当たり）のロータ３２の回転角度と同じ角度に設定されている。後述するように、１−２相励磁方式でモータ１２の通電相の切り換えを６回行うと、全ての通電相の切り換えが一巡してロータ３２とロータリマグネット４７が一体的に７．５°×６＝４５°回転する。このロータリマグネット４７の４５°の回転角度範囲に存在するＮ極とＳ極の数は、合計６極となっている。

このロータリマグネット４７に対して２個の磁気検出素子４８，４９が次のような位置関係で配置されている。Ａ相信号を出力する磁気検出素子４８とＢ相信号を出力する磁気検出素子４９は、ロータリマグネット４７の着磁部分（Ｎ，Ｓ）に対向し得る位置の同一円周上に配置されている。Ａ相信号とＢ相信号を出力する２個の磁気検出素子４８，４９の間隔は、図７に示すように、Ａ相信号とＢ相信号の位相差が、電気角で９０°（機械角で３．７５°）となるように設定されている。ここで、“電気角”はＡ・Ｂ相信号の発生周期を１周期（３６０°）とした場合の角度で、“機械角”は機械的な角度（ロータ３２の１回転を３６０°とした場合の角度）であり、Ａ相信号の立ち下がり（立ち上がり）からＢ相信号の立ち下がり（立ち上がり）までにロータ３２が回転する角度がＡ相信号とＢ相信号の位相差の機械角に相当する。

各磁気検出素子４８，４９の出力は、Ｎ極と対向したときにハイレベル“Ｈｉ”となり、Ｓ極と対向したときにローレベル“Ｌｏｗ”となる。

本実施例１では、マイコン４１がＡ相信号とＢ相信号の立ち上がり／立ち下がりの両方のエッジをエンコーダカウンタでカウントして、そのカウント値（以下「エンコーダカウント値」という）に応じてモータ１２の通電相を切り換えることでロータ３２を回転駆動する。この際、Ａ相信号とＢ相信号の発生順序によってロータ３２の回転方向を判定し、正回転（Ｐレンジ→ＮｏｔＰレンジの回転方向）ではエンコーダカウント値をカウントアップし、逆回転（ＮｏｔＰレンジ→Ｐレンジの回転方向）ではエンコーダカウント値をカウントダウンする。これにより、ロータ３２が正回転／逆回転のいずれの方向に回転しても、エンコーダカウント値とロータ３２の回転位置との対応関係が維持されるため、正回転／逆回転のいずれの回転方向でも、エンコーダカウント値によってロータ３２の回転位置（回転角度）を検出して、そのロータ３２の回転位置に対応した相の巻線３３，３４に通電してロータ３２を回転駆動する。

図７は、ロータ３２を逆回転方向（ＮｏｔＰレンジ→Ｐレンジの回転方向）に回転させたときのエンコーダ４６の出力波形と通電相の切換パターンの一例を示している。図７の（ａ）と（ｂ）とでは横軸０基準が異なり、ロータ３２の回転速度等に応じて通電相の切換タイミングが変化する。図７の例では、逆回転方向（ＮｏｔＰレンジ→Ｐレンジの回転方向）と正回転方向（Ｐレンジ→ＮｏｔＰレンジの回転方向）のいずれの場合も、ロータ３２が７．５°回転する毎に１相通電と２相通電とを交互に切り換えるようになっており、ロータ３２が４５°回転する間に、例えば、Ｕ相通電→ＵＷ相通電→Ｗ相通電→ＶＷ相通電→Ｖ相通電→ＵＶ相通電の順序で通電相の切り換えを一巡するようになっている。

そして、この通電相の切り換え毎に、ロータ３２が７．５°ずつ回転して、Ａ相、Ｂ相信号用の磁気検出素子４８，４９に対向するロータリマグネット４７の磁極がＮ極→Ｓ極又はＳ極→Ｎ極に変化してＡ相信号とＢ相信号のレベルが交互に反転し、それによって、ロータ３２が７．５°回転する毎に、エンコーダカウント値が２ずつカウントアップ（又はカウントダウン）する。

ところで、エンコーダカウント値は、マイコン４１のＲＡＭに記憶されるため、マイコン４１の電源がオフされると、エンコーダカウント値の記憶が消えてしまう。そのため、マイコン４１の電源投入直後のエンコーダカウント値（０）は、実際のロータ３２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ロータ３２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、本実施例１では、レンジ切換制御装置４２のマイコン４１によってマイコン４１への電源投入後の初期駆動時に、オープンループ制御でモータ１２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てエンコーダ４６のＡ相信号及びＢ相信号のエッジをカウントし、初期駆動終了時のエンコーダカウント値とロータ３２の回転位置と通電相との対応関係を学習し、その後の通常駆動時に、エンコーダカウント値と初期駆動終了時の学習結果とに基づいて通電相を決定するようにしている。

この初期駆動時の学習は、具体的には次のようにして行われる。図８に示すように、Ｐレンジでマイコン４１に電源が投入されたときに初期駆動を行う場合は、例えば、Ｗ相通電→ＵＷ相通電→Ｕ相通電→ＵＶ相通電→Ｖ相通電→ＶＷ相通電の順序で通電相の切り換えを所定のタイムスケジュールで一巡し、ロータ３２を正回転方向（Ｐレンジ→ＮｏｔＰレンジの回転方向）に駆動する。

一方、ＮｏｔＰレンジでマイコン４１に電源が投入されたときに初期駆動を行う場合は、例えば、Ｖ相通電→ＵＶ相通電→Ｕ相通電→ＵＷ相通電→Ｗ相通電→ＶＷ相通電の順序で通電相の切り換えを所定のタイムスケジュールで一巡し、ロータ３２を逆回転方向（ＮｏｔＰレンジ→Ｐレンジの回転方向）に駆動する。

この初期駆動時には、１相通電の時間Ｔ１を２相通電の時間Ｔ２よりも短くし、例えばＴ１＝１０ｍｓ、Ｔ２＝１００ｍｓに設定する。初期駆動中にロータ３２の回転位置と通電相との同期がとれた後でも、トルクが小さい１相通電では、ロータ３２が振動するため、１相通電の時間Ｔ１を短くして、できるだけ速やかに次の２相通電に切り換えることで、ロータ３２の振動を速やかに停止させてエンコーダ４６の出力信号を安定させるようにしている。

このように、初期駆動時に通電相の切り換えを一巡させれば、初期駆動が終了するまでに、いずれかの通電相で必ずロータ３２の回転位置と通電相とが一致して、それ以後、通電相の切り換えに同期してロータ３２が回転して、このロータ３２の回転に同期してエンコーダ４６からＡ相信号及びＢ相信号が出力されるようになる。

この初期駆動中に、エンコーダ４６のＡ相信号及びＢ相信号の立ち上がり／立ち下がりの両方のエッジをカウントする。従って、初期駆動終了時のエンコーダカウント値を見れば、初期駆動が終了するまでにロータ３２が実際に通電相の切り換えに同期して回転した角度（回転量）が分かり、ロータ３２が実際に通電相の切り換えに同期して回転するまでの通電相の切り換え回数（通電相の位相ずれ量）が分かる。このロータ３２が実際に通電相の切り換えに同期して回転するまでの通電相の切り換え回数（通電相の位相ずれ量）から、エンコーダカウント値に対する通電相位相ずれ補正値を学習することができる。

図８の例では、初期駆動時に最初の通電相（Ｗ相）からロータ３２が回転し、通電相の切り換え毎にロータ３２が７．５°ずつ回転してエンコーダカウント値が２ずつカウントアップし、初期駆動終了時にエンコーダカウント値が１２となる。

これに対し、例えば、初めの３回の励磁（Ｗ相通電→ＵＷ相通電→Ｕ相通電）でロータ３２が回転しない場合、つまり４回目以降の励磁（ＵＶ相通電→Ｖ相通電→ＶＷ相通電）でロータ３２の回転位置と通電相とが同期してロータ３２が３回の励磁分だけ回転する場合は、初期駆動終了時までにロータ３２が７．５°×３＝２２．５°だけ回転して、エンコーダカウント値が２×３＝６となる。従って、初期駆動終了時のエンコーダカウント値を見れば、初期駆動が終了するまでにロータ３２が実際に通電相の切り換えに同期して回転した角度（回転量）が判明する。

この場合、初期駆動の最後の通電相は、常にＶＷ相となるが、エンコーダカウント値は、必ずしも「１２」になるとは限らず、通電相の位相ずれ量によっては、例えば「８」、或は「４」となる場合もある。初期駆動終了後の通常駆動時には、エンコーダカウント値に基づいて通電相が決定されるため、エンコーダカウント値を通電相位相ずれ補正値分だけ修正することにより、通常駆動時に正しい通電相を選択することができる。

図８の例のように、初期駆動時に最初の通電相（Ｗ相）からロータ３２が回転した場合、つまり初期駆動開始当初から通電相の切り換えに同期してロータ３２が回転した場合は、初期駆動終了時にエンコーダカウント値が「１２」となるため、初期駆動終了時のエンコーダカウント値が「８」であれば、通電相位相ずれ補正値は、１２−８＝４となる。
通電相位相ずれ補正値＝１２−「初期駆動終了時のエンコーダカウント値」

この初期駆動により通電相位相ずれ補正値を学習（算出）する処理は、マイコン４１によって実行され、特許請求の範囲でいう初期駆動学習手段としての役割を果たす。

初期駆動終了後は、図８に示すように、まず初期駆動終了時の通電相（ＶＷ相）と同じ相に例えば１０ｍｓ通電してロータ３２の位置を初期駆動終了時の位置に保持し、その後、フィードバック制御により、その時点のエンコーダカウント値を通電相位相ずれ補正値で補正して、補正後のエンコーダカウント値に応じて通電相を切り換えてロータ３２を目標位置Ａｃｎｔの方向へ回転させる。これにより、ロータ３２の回転位置（エンコーダカウント値）が目標位置Ａｃｎｔから例えば０．５°以内に到達した時点で、通電相の切り換えを終了してロータ３２を停止させ、その後は、同じ相に通電し続けてロータ３２の停止状態を保持し、この保持状態を例えば５０ｍｓ継続する。この後、目標位置Ａｃｎｔが変化しなければ、通電を停止する。

この初期駆動学習処理は、電源投入直後に実行されるため、エンジンを動力源とする車両では、初期駆動学習処理の時期がスタータ駆動によるエンジン始動（クランキング）と重なる場合が多い。初期駆動学習処理中にスタータ等の消費電流の大きい電気負荷に通電されると、初期駆動学習処理中にモータ１２の電源電圧が大きく低下して初期駆動学習処理を失敗（エラー終了又は誤学習）することがある。初期駆動学習処理を失敗すると、初期駆動終了後の通常駆動時にエンコーダカウント値とロータ３２の回転位置（通電相）との対応関係のずれを修正できないため、モータ１２を正常に駆動することができない。

そこで、本実施例１では、モータ１２に供給する電源電圧（バッテリ５０の電圧）を検出する電圧センサ等の電圧検出手段を設け、マイコン４１によって図９及び図１０の各プログラムを実行することで、モータ１２に供給する電源電圧を監視すると共に、初期駆動学習処理の成功／失敗を監視し、電源電圧が所定値以上変動している状態が検出され且つその間に初期駆動学習処理を失敗（エラー終了又は誤学習）したときに電源電圧が安定した後に初期駆動学習処理を再実行するようにしている。

ここで、初期駆動学習処理の失敗の判定方法は、例えば、初期駆動時に１−２相励磁方式でロータ３２を回転駆動して２相通電となる位置で初期駆動を終了し、その初期駆動終了時におけるエンコーダ４６のＡ相信号とＢ相信号のパターンが２相通電に対応するパターンとなっていない場合は、初期駆動学習処理の失敗（エラー終了又は誤学習）と判定する。

具体的には、図８に示すように、初期駆動によりロータ３２が正常に回転駆動されて２相通電となる位置で初期駆動を終了したときには、初期駆動終了時の２相通電がＵＷ相通電、ＵＶ相通電、ＶＷ相通電のいずれの場合であっても、初期駆動終了時（学習タイミング）にエンコーダ４６のＡ相信号とＢ相信号が共にハイレベル“Ｈｉ”になるが、ロータ３２に負荷が加わってロータ３２が正常に回転駆動されなかった場合には、初期駆動終了時（学習タイミング）にエンコーダ４６のＡ相信号とＢ相信号のいずれか一方又は両方がローレベル“Ｌｏｗ”となる。このような関係から、本実施例１では、初期駆動終了時（学習タイミング）にエンコーダ４６のＡ相信号とＢ相信号が共にハイレベル“Ｈｉ”であれば、学習結果が正しいと判定し、Ａ相信号とＢ相信号のいずれか一方又は両方がローレベル“Ｌｏｗ”であれば、初期駆動学習処理の失敗（エラー終了又は誤学習）と判定する。
以下、マイコン４１が実行する図９及び図１０の各プログラムの処理内容を説明する。

［初期駆動実行状況監視プログラム］
図９の初期駆動実行状況監視プログラムは、マイコン４１の電源投入後に実行され、特許請求の範囲でいう初期駆動学習手段として機能する。本プログラムが起動されると、まずステップ１０１で、イニシャル処理を実行して、初期駆動禁止フラグを「ＯＦＦ」にセットし、初期駆動の禁止を解除する（初期駆動を許可する）。

この後、ステップ１０２に進み、モータ１２に供給する電源電圧の監視を開始し、次のステップ１０３で、後述する図１０の初期駆動実行プログラムを実行して、最初（１回目）の初期駆動（通電相位相ずれ補正値の学習処理）を実行する。この後、ステップ１０４に進み、後述する図１０の初期駆動実行プログラムの処理結果に基づいて最初の初期駆動を成功したか否かを判定し、成功していれば、そのまま本プログラムを終了する。

これに対し、上記ステップ１０４で、最初の初期駆動を失敗したと判定されれば、ステップ１０５に進み、最初の初期駆動中のモータ１２の電源電圧変動量が所定値以内であったか否かを判定し、モータ１２の電源電圧変動量が所定値以内であったと判定されれば、初期駆動中のモータ１２の電源電圧が安定していたにも拘らず、初期駆動を失敗したと判断して、ステップ１０９に進み、初期駆動禁止フラグを「ＯＮ」にセットして初期駆動を禁止する。要するに、初期駆動中のモータ１２の電源電圧が安定していたにも拘らず、初期駆動を失敗した場合は、モータ１２の駆動システムに何らかの異常（例えばエンコーダ４６の故障やモータ１２の故障）が発生していると判断して、初期駆動を禁止するものである。

一方、上記ステップ１０５で、最初の初期駆動中のモータ１２の電源電圧変動量が所定値を越えていたと判定されれば、モータ１２の電源電圧が不安定であったと判断して、ステップ１０６に進み、モータ１２の電源電圧が安定した状態が所定時間以上経過するまで待機する。その後、モータ１２の電源電圧が安定した状態が所定時間以上経過した時点で、ステップ１０７に進み、後述する図１０の初期駆動実行プログラムを実行して、再度（２回目以降）の初期駆動を実行する。

この後、ステップ１０８に進み、後述する図１０の初期駆動実行プログラムの処理結果に基づいて再度の初期駆動を成功したか否かを判定し、成功していれば、そのまま本プログラムを終了するが、再度の初期駆動を失敗したと判定されれば、ステップ１０９に進み、初期駆動禁止フラグを「ＯＮ」にセットして初期駆動を禁止する。要するに、再度の初期駆動を後述する所定回数行っても、初期駆動を成功しなかった場合は、モータ１２の駆動システムに何らかの異常（例えばエンコーダ４６やモータ１２の故障）が発生していると考えられるため、初期駆動を禁止するものである。

［初期駆動実行プログラム］
図１０の初期駆動実行プログラムは、図９の初期駆動実行状況監視プログラムのステップ１０３とステップ１０７で実行されるサブルーチンである。本プログラムが起動されると、まずステップ２０１で、初期駆動（通電相位相ずれ補正値の学習処理）を実行する。この後、ステップ２０２に進み、初期駆動の実行回数をカウントアップし、次のステップ２０３で、初期駆動を成功したか否かを判定し、成功していれば、「初期駆動成功」の判定を確定し、次のステップ２０７で、実行回数カウント値をクリアして本プログラムを終了する。

これに対し、上記ステップ２０３で、初期駆動を失敗したと判定されれば、ステップ２０４に進み、上記ステップ２０２でカウントした初期駆動実行回数が所定回数以下であるか否かを判定する。ここで、所定回数は、１回でも良いし、複数回でも良い。このステップ２０４で、初期駆動実行回数が所定回数以下であると判定されれば、上述したステップ２０１に戻り、初期駆動を再実行する。

その後、初期駆動が成功することなく、初期駆動実行回数が所定回数を越えると、上記ステップ２０４からステップ２０５に進み、「初期駆動失敗」の判定を確定し、次のステップ２０７で、実行回数カウント値をクリアして本プログラムを終了する。

この場合、初期駆動を再実行する場合にロータ３２の回転方向を前回の初期駆動と同じ方向としても良いが、ロータ３２の回転方向を前回の初期駆動と逆方向に設定しても良い。ロータ３２の回転方向を前回の初期駆動と逆方向に設定すれば、例えば、異物の噛み込みや外部負荷によりモータ１２のロータ３２が一方向に回転しにくくなっている場合は、初期駆動を再実行する場合にロータ３２の回転方向を前回の初期駆動と逆方向に設定することで、ロータ３２を正常に回転できる場合があり、初期駆動を成功させる確率を高めることができる。

以上説明した本実施例１では、モータ１２に供給する電源電圧が所定値以上変動している状態が検出され且つその間に初期駆動（通電相位相ずれ補正値の学習処理）を失敗したときに電源電圧が安定した後に初期駆動を再実行するようにしたので、初期駆動中に電源電圧が不安定になって初期駆動を失敗しても、電源電圧が安定した状態に復帰した後に速やかに初期駆動を再実行して通電相位相ずれ補正値を正しく学習でき、初期駆動学習処理の信頼性を向上できる。

本発明の実施例２では、マイコン４１によって図１１の初期駆動実行状況監視プログラムを実行する。本実施例２で実行する図１１の初期駆動実行状況監視プログラムは、上述した図９の初期駆動実行状況監視プログラムのステップ１０５と１０６の処理をそれぞれステップ１０５ａと１０６ａの処理に変更しただけであり、他の各ステップの処理は同じである。

図１１の初期駆動実行状況監視プログラムでは、ステップ１０１〜１０４の処理で、最初の初期駆動を実行して、最初の初期駆動を失敗したと判定されれば、ステップ１０５ａに進み、最初の初期駆動中のモータ１２の電源電圧が所定値以上であったか否かを判定し、モータ１２の電源電圧が所定値以上であったと判定されれば、初期駆動の実行に必要な電源電圧が確保されていたにも拘らず、初期駆動を失敗したと判断して、ステップ１０９に進み、初期駆動禁止フラグを「ＯＮ」にセットして初期駆動を禁止する。要するに、初期駆動の実行に必要な電源電圧が確保されていたにも拘らず、初期駆動を失敗した場合は、モータ１２の駆動システムに何らかの異常（例えばエンコーダ４６の故障やモータ１２の故障）が発生していると考えられるため、初期駆動を禁止するものである。

一方、上記ステップ１０５ａで、最初の初期駆動中のモータ１２の電源電圧が所定値未満であったと判定されれば、ステップ１０６ａに進み、モータ１２の電源電圧が所定値以上の状態（初期駆動の実行に必要な電源電圧が確保された状態）が所定時間以上経過するまで待機する。その後、モータ１２の電源電圧が所定値以上の状態が所定時間以上経過した時点で、ステップ１０７に進み、図１０の初期駆動実行プログラムを実行して、再度（２回目以降）の初期駆動を実行する。以降の処理は、前記実施例１と同じである。

以上説明した本実施例２でも、前記実施例１と同様の効果を得ることができる。更に、本実施例２では、最初の初期駆動中のモータ１２の電源電圧が所定値未満であったと判定されれば、モータ１２の電源電圧が所定値以上の状態（初期駆動の実行に必要な電源電圧が確保された状態）が所定時間以上経過するまで初期駆動の再実行を延期するようにしたので、スタータ等の消費電流の大きい電気負荷に通電されてモータ１２の電源電圧が大きく低下したときには、モータ１２の電源電圧が元の状態に戻るまで初期駆動の再実行を延期することができる。

本発明の実施例３では、電源（バッテリ５０）から電気負荷に流れる電流（電源電流）を監視する電流センサ等の電流検出手段を備え、マイコン４１によって図１２の初期駆動実行状況監視プログラムを実行する。本実施例３で実行する図１２の初期駆動実行状況監視プログラムは、前述した図９の初期駆動実行状況監視プログラムのステップ１０２と１０５と１０６の処理をそれぞれステップ１０２ｂと１０５ｂと１０６ｂの処理に変更しただけであり、他の各ステップの処理は同じである。

図１２の初期駆動実行状況監視プログラムでは、ステップ１０１〜１０４の処理で、イニシャル処理後に電源電流を監視しながら最初の初期駆動を実行して、最初の初期駆動を失敗したと判定されれば、ステップ１０５ｂに進み、最初の初期駆動中の電源電流が所定値以下であったか否かを判定し、電源電流が所定値以下であったと判定されれば、電源電流による電源電圧の低下が少なかったにも拘らず、初期駆動を失敗したと判断して、ステップ１０９に進み、初期駆動禁止フラグを「ＯＮ」にセットして初期駆動を禁止する。要するに、電源電流による電源電圧の低下が少なかったにも拘らず、初期駆動を失敗した場合は、モータ１２の駆動システムに何らかの異常（例えばエンコーダ４６やモータ１２の故障）が発生していると考えられるため、初期駆動を禁止するものである。

一方、上記ステップ１０５ｂで、最初の初期駆動中の電源電流が所定値を越えていたと判定されれば、初期駆動の失敗の原因が電源電流による電源電圧の低下であると判断して、ステップ１０６ｂに進み、電源電流が所定値以下の状態（電源電流による電源電圧の低下が少ない状態）が所定時間以上経過するまで待機する。その後、電源電流が所定値以下の状態が所定時間以上経過した時点で、初期駆動の実行に必要な電源電圧が確保されていると判断して、ステップ１０７に進み、図１０の初期駆動実行プログラムを実行して、再度（２回目以降）の初期駆動を実行する。以降の処理は、前記実施例１と同じである。

以上説明した本実施例３でも、前記実施例１と同様の効果を得ることができる。更に、本実施例３では、最初の初期駆動中の電源電流が所定値を越えて、電源電流により電源電圧が大きく低下したことが原因で初期駆動を失敗したときには、当該大電流が流れ終わって電源電圧が安定した状態に復帰した後に速やかに初期駆動を再実行して通電相位相ずれ補正値を正しく学習できる。

本発明の実施例４では、エンジン始動用のスタータのＯＮ（オン）／ＯＦＦ（オフ）を監視する手段を備え、マイコン４１によって図１３の初期駆動実行状況監視プログラムを実行する。本実施例４で実行する図１３の初期駆動実行状況監視プログラムは、前述した図９の初期駆動実行状況監視プログラムのステップ１０２と１０５と１０６の処理をそれぞれステップ１０２ｃと１０５ｃと１０６ｃの処理に変更しただけであり、他の各ステップの処理は同じである。

図１３の初期駆動実行状況監視プログラムでは、ステップ１０１〜１０４の処理で、イニシャル処理後にスタータのＯＮ／ＯＦＦを監視しながら最初の初期駆動を実行して、最初の初期駆動を失敗したと判定されれば、ステップ１０５ｃに進み、最初の初期駆動中はスタータがＯＦＦであったか否かを判定し、スタータがＯＦＦであったと判定されれば、スタータＯＮによる電源電圧の低下が無かったにも拘らず、初期駆動を失敗したと判断して、ステップ１０９に進み、初期駆動禁止フラグを「ＯＮ」にセットして初期駆動を禁止する。要するに、スタータＯＮによる電源電圧の低下が無かったにも拘らず、初期駆動を失敗した場合は、モータ１２の駆動システムに何らかの異常（例えばエンコーダ４６の故障やモータ１２の故障）が発生していると考えられるため、初期駆動を禁止するものである。

一方、上記ステップ１０５ｃで、最初の初期駆動中はスタータがＯＮであったと判定されれば、１０６ｃに進み、スタータＯＦＦの状態（スタータＯＮによる電源電圧の低下が無い状態）が所定時間以上経過するまで待機する。その後、スタータＯＦＦの状態が所定時間以上経過した時点で、ステップ１０７に進み、図１０の初期駆動実行プログラムを実行して、再度（２回目以降）の初期駆動を実行する。以降の処理は、前記実施例１と同じである。

以上説明した本実施例４でも、前記実施例１と同様の効果を得ることができる。更に、本実施例４では、最初の初期駆動中にスタータがＯＮされて、電源電圧が大きく低下していたと判定されれば、スタータＯＦＦの状態（スタータＯＮによる電源電圧の低下が無い状態）が所定時間以上経過するまで初期駆動の再実行を延期するようにしたので、スタータがＯＮされて電源電圧が大きく低下したときに初期駆動を実行して初期駆動を失敗した場合は、スタータがＯＦＦされて電源電圧が安定した状態に復帰した後に速やかに初期駆動を再実行して通電相位相ずれ補正値を正しく学習できる。

本発明の実施例５では、運転者によるエンジン始動操作（イグニッションスイッチ５２のＯＮ操作）の有無を監視する手段を備え、マイコン４１によって図１４の初期駆動実行状況監視プログラムを実行する。本実施例５で実行する図１４の初期駆動実行状況監視プログラムは、前述した図９の初期駆動実行状況監視プログラムのステップ１０２と１０５と１０６の処理をそれぞれステップ１０２ｄと１０５ｄと１０６ｄの処理に変更しただけであり、他の各ステップの処理は同じである。

図１４の初期駆動実行状況監視プログラムでは、ステップ１０１〜１０４の処理で、イニシャル処理後にエンジン始動操作を監視しながら最初の初期駆動を実行して、最初の初期駆動を失敗したと判定されれば、ステップ１０５ｄに進み、最初の初期駆動中に運転者によるエンジン始動操作が無かったか否かを判定し、エンジン始動操作が無かったと判定されれば、スタータＯＮによる電源電圧の低下が無かったにも拘らず、初期駆動を失敗したと判断して、ステップ１０９に進み、初期駆動禁止フラグを「ＯＮ」にセットして初期駆動を禁止する。要するに、エンジン始動操作（スタータＯＮ）による電源電圧の低下が無かったにも拘らず、初期駆動を失敗した場合は、モータ１２の駆動システムに何らかの異常（例えばエンコーダ４６の故障やモータ１２の故障）が発生していると考えられるため、初期駆動を禁止するものである。

一方、上記ステップ１０５ｄで、最初の初期駆動中のエンジン始動操作有りと判定されれば、１０６ｄに進み、エンジン始動操作無しの状態（スタータＯＮによる電源電圧の低下が無い状態）が所定時間以上経過するまで待機する。ここで、エンジン始動操作無しの状態が所定時間以上経過するまで待機する理由は、エンジン始動操作終了後も、エンジン回転速度が始動完了判定値を越えるまでスタータＯＮの状態が継続することを考慮するためである。

その後、エンジン始動操作無しの状態が所定時間以上経過した時点で、ステップ１０７に進み、図１０の初期駆動実行プログラムを実行して、再度（２回目以降）の初期駆動を実行する。以降の処理は、前記実施例１と同じである。

以上説明した本実施例５でも、前記実施例１と同様の効果を得ることができる。更に、本実施例５では、最初の初期駆動中にエンジン始動操作が行われて、スタータ駆動により電源電圧が大きく低下していたと判定されれば、エンジン始動操作無しの状態が所定時間以上経過するまで初期駆動の再実行を延期するようにしたので、エンジン始動操作によりスタータがＯＮされて電源電圧が大きく低下したときに初期駆動を実行して初期駆動を失敗した場合は、スタータがＯＦＦされて電源電圧が安定した状態に復帰した後に速やかに初期駆動を再実行して通電相位相ずれ補正値を正しく学習できる。

本発明の実施例６では、エンジン回転速度を監視する手段を備え、マイコン４１によって図１５の初期駆動実行状況監視プログラムを実行する。本実施例６で実行する図１５の初期駆動実行状況監視プログラムは、前述した図９の初期駆動実行状況監視プログラムのステップ１０２と１０５と１０６の処理をそれぞれステップ１０２ｅと１０５ｅと１０６ｅの処理に変更しただけであり、他の各ステップの処理は同じである。

図１５の初期駆動実行状況監視プログラムでは、ステップ１０１〜１０４の処理で、イニシャル処理後にエンジン回転速度を監視しながら最初の初期駆動を実行して、最初の初期駆動を失敗したと判定されれば、ステップ１０５ｅに進み、最初の初期駆動中のエンジン回転速度変動量が所定値以内であったか否かを判定し、最初の初期駆動中のエンジン回転速度変動量が所定値以内であったと判定されれば、最初の初期駆動中のエンジン回転速度変動量が小さく、電源電圧が安定していたにも拘らず、初期駆動を失敗したと判断して、ステップ１０９に進み、初期駆動禁止フラグを「ＯＮ」にセットして初期駆動を禁止する。要するに、最初の初期駆動中のエンジン回転速度変動量が小さく、電源電圧が安定していたにも拘らず、最初の初期駆動を失敗した場合は、モータ１２の駆動システムに何らかの異常（例えばエンコーダ４６の故障やモータ１２の故障）が発生していると考えられるため、初期駆動を禁止するものである。

一方、上記ステップ１０５ｅで、最初の初期駆動中のエンジン回転速度変動量が所定値を越えていたと判定されれば、１０６ｅに進み、エンジン回転速度変動量が所定値以内の状態が所定時間以上経過するまで待機する。その後、エンジン回転速度変動量が所定値以内の状態が所定時間以上経過した時点で、電源電圧が安定していると判断して、ステップ１０７に進み、図１０の初期駆動実行プログラムを実行して、再度（２回目以降）の初期駆動を実行する。以降の処理は、前記実施例１と同じである。

以上説明した本実施例６でも、前記実施例１と同様の効果を得ることができる。更に、本実施例６では、最初の初期駆動中のエンジン回転速度変動量が所定値を越えていたと判定されれば、エンジン回転速度変動量が所定値以内の状態が所定時間以上経過するまで初期駆動の再実行を延期するようにしたので、例えば、スタータがＯＮされてエンジン回転速度が大きく上昇しているときに初期駆動を実行して初期駆動を失敗した場合は、エンジン回転速度が始動完了判定値を越えてスタータがＯＦＦされてエンジン回転速度が安定した状態に復帰した後に、速やかに初期駆動を再実行して通電相位相ずれ補正値を正しく学習できる。

本発明に関連する参考例としての実施例７では、モータ１２に供給する電源電圧（バッテリ５０の電圧）を監視する電圧センサ等の電圧検出手段を備え、マイコン４１によって図１６の初期駆動実行状況監視プログラムを実行する。図１６の初期駆動実行状況監視プログラムは、マイコン４１の電源投入後に実行され、特許請求の範囲でいう初期駆動学習手段として機能する。本プログラムが起動されると、まずステップ３０１で、イニシャル処理を実行して、初期駆動禁止フラグを「ＯＦＦ」にセットし、初期駆動の禁止を解除する（初期駆動を許可する）。 この後、ステップ３０２に進み、モータ１２の電源電圧の監視を開始し、次のステップ３０３で、モータ１２の電源電圧変動量が所定値以内であるか否かを判定し、電源電圧変動量が所定値を越えていれば、電源電圧が不安定であると判断して、電源電圧変動量が所定値以内になるまで待機する（又は電源電圧変動量が所定値以内の状態が所定時間以上経過するまで待機する）。

その後、電源電圧変動量が所定値以内になった時点（又は電源電圧変動量が所定値以内の状態が所定時間以上経過した時点）で、電源電圧が安定していると判断して、ステップ３０４に進み、前記実施例１と同様の方法で初期駆動（通電相位相ずれ補正値の学習処理）を実行する。この後、ステップ３０５に進み、初期駆動を成功したか否かを判定し、成功していれば、そのまま本プログラムを終了する。

これに対し、上記ステップ３０５で、初期駆動を失敗したと判定されれば、ステップ３０６に進み、初期駆動禁止フラグを「ＯＮ」にセットして初期駆動を禁止して本プログラムを終了する。

以上説明した本実施例７では、モータ１２の電源電圧が所定値以上変動している状態が検出されたときに電源電圧が安定するまで初期駆動を禁止するようにしたので、電源投入後に初期駆動を開始する前から電源電圧が不安定な状態が続いていれば、最初から初期駆動学習処理を開始せず、その後、電源電圧が安定した状態に復帰した後に、速やかに最初の初期駆動を実行して通電相位相ずれ補正値を正しく学習できる。

本発明に関連する参考例としての実施例８では、マイコン４１によって図１７の初期駆動実行状況監視プログラムを実行する。本プログラムが起動されると、まずステップ３０１で、初期駆動禁止フラグを「ＯＦＦ」にセットして初期駆動の禁止を解除する。

この後、ステップ３０２に進み、モータ１２の電源電圧の監視を開始し、次のステップ３０３ａで、モータ１２の電源電圧が所定値以下であるか否かを判定し、電源電圧が所定値以下であれば、初期駆動の実行に必要な電源電圧が確保されていないと判断して、電源電圧が所定値を越えるまで待機する（又は電源電圧が所定値を越えた状態が所定時間以上経過するまで待機する）。

その後、電源電圧が所定値を越えた時点（又は電源電圧が所定値を越えた状態が所定時間以上経過した時点）で、初期駆動の実行に必要な電源電圧が確保されていると判断して、ステップ３０４に進み、前記実施例１と同様の方法で初期駆動（通電相位相ずれ補正値の学習処理）を実行する。この後、ステップ３０５に進み、初期駆動を成功したか否かを判定し、成功していれば、そのまま本プログラムを終了し、初期駆動を失敗したと判定されれば、ステップ３０６に進み、初期駆動禁止フラグを「ＯＮ」にセットして初期駆動を禁止する。

以上説明した本実施例８では、モータ１２の電源電圧が所定値以下に低下している状態が検出されたときに電源電圧が所定値以上に上昇するまで初期駆動を禁止するようにしたので、電源投入後に初期駆動を開始する前から、スタータ等の消費電流の大きい電気負荷に通電されて電源電圧が大きく低下しているときには、最初から初期駆動学習処理を実行せず、その後、電源電圧が元の状態に復帰した後に、速やかに最初の初期駆動学習処理を実行して通電相位相ずれ補正値を正しく学習できる。

本発明に関連する参考例としての実施例９では、電源（バッテリ５０）から電気負荷に流れる電流（電源電流）を監視する電流センサ等の電流検出手段を備え、マイコン４１によって図１８の初期駆動実行状況監視プログラムを実行する。本プログラムが起動されると、まずステップ３０１で、初期駆動禁止フラグを「ＯＦＦ」にセットして初期駆動の禁止を解除する。

この後、ステップ３０２ｂに進み、電源電流の監視を開始し、次のステップ３０３ｂで、電源電流が所定値以下であるか否かを判定し、電源電流が所定値を越えていれば、電源電圧の低下が大きく、初期駆動の実行に必要な電源電圧を確保できないと判断して、電源電流が所定値以下になるまで待機する（又は電源電流が所定値以下の状態が所定時間以上経過するまで待機する）。

その後、電源電流が所定値以下になった時点（又は電源電流が所定値以下の状態が所定時間以上経過した時点）で、初期駆動の実行に必要な電源電圧が確保されていると判断して、ステップ３０４に進み、前記実施例１と同様の方法で初期駆動（通電相位相ずれ補正値の学習処理）を実行する。この後、ステップ３０５に進み、初期駆動を成功したか否かを判定し、成功していれば、そのまま本プログラムを終了し、初期駆動を失敗したと判定されれば、ステップ３０６に進み、初期駆動禁止フラグを「ＯＮ」にセットして初期駆動を禁止する。

以上説明した本実施例９では、電源から所定値以上の大電流が流れる状態が検出されたときに当該大電流が流れ終わるまで初期駆動を禁止するようにしたので、電源投入後に初期駆動を開始する前に、大電流が流れて電源電圧が大きく低下しているときには、最初から初期駆動学習処理を実行せず、その後、当該大電流が流れ終わって電源電圧が安定した状態に復帰した後に、速やかに最初の初期駆動学習処理を実行して通電相位相ずれ補正値を正しく学習できる。

本発明に関連する参考例としての実施例１０では、エンジン始動用のスタータのＯＮ／ＯＦＦを監視する手段を備え、マイコン４１によって図１９の初期駆動実行状況監視プログラムを実行する。本プログラムが起動されると、まずステップ３０１で、初期駆動禁止フラグを「ＯＦＦ」にセットして初期駆動の禁止を解除する。

この後、ステップ３０２ｃに進み、スタータのＯＮ／ＯＦＦの監視を開始し、次のステップ３０３ｃで、スタータＯＦＦであるか否かを判定し、スタータＯＮと判定されれば、電源電圧の低下が大きく、初期駆動の実行に必要な電源電圧が確保されていないと判断して、スタータがＯＦＦされるまで待機する（又はスタータＯＦＦの状態が所定時間以上経過するまで待機する）。

その後、スタータがＯＦＦされた時点（又はスタータＯＦＦの状態が所定時間以上経過した時点）で、初期駆動の実行に必要な電源電圧が確保されていると判断して、ステップ３０４に進み、前記実施例１と同様の方法で初期駆動（通電相位相ずれ補正値の学習処理）を実行する。この後、ステップ３０５に進み、初期駆動を成功したか否かを判定し、成功していれば、そのまま本プログラムを終了し、初期駆動を失敗したと判定されれば、ステップ３０６に進み、初期駆動禁止フラグを「ＯＮ」にセットして初期駆動を禁止する。

以上説明した本実施例１０では、スタータＯＮが検出されたときにスタータがＯＦＦされるまで初期駆動を禁止するようにしたので、電源投入後に初期駆動を開始する前に、スタータがＯＮされて電源電圧が大きく低下したときには、最初から初期駆動学習処理を実行せず、その後、スタータがＯＦＦされて電源電圧が安定した状態に復帰した後に、速やかに最初の初期駆動を実行して通電相位相ずれ補正値を正しく学習できる。

本発明に関連する参考例としての実施例１１では、運転者によるエンジン始動操作（イグニッションスイッチ５２のＯＮ操作）の有無を監視する手段を備え、マイコン４１によって図２０の初期駆動実行状況監視プログラムを実行する。本プログラムが起動されると、まずステップ３０１で、初期駆動禁止フラグを「ＯＦＦ」にセットして初期駆動の禁止を解除する。

この後、ステップ３０２ｄに進み、エンジン始動操作の監視を開始し、次のステップ３０３ｄで、エンジン始動操作無しであるか否かを判定し、エンジン始動操作有りと判定されれば、エンジン始動操作（スタータＯＮ）による電源電圧の低下が大きく、初期駆動の実行に必要な電源電圧が確保されていないと判断して、ステップ３０７に進み、エンジン始動操作無しの状態（スタータＯＮによる電源電圧の低下が無い状態）が所定時間以上経過するまで待機する。これにより、エンジン始動操作が検出されたときにエンジン始動操作から所定時間が経過するまで初期駆動学習処理が禁止される。ここで、初期駆動の禁止を、エンジン始動操作から所定時間が経過するまで継続する理由は、エンジン始動操作終了後も、エンジン回転速度が始動完了判定値を越えるまでスタータＯＮの状態が継続することを考慮するためである。

その後、エンジン始動操作無しの状態が所定時間以上経過した時点で、初期駆動の実行に必要な電源電圧が確保されていると判断して、ステップ３０４に進み、前記実施例１と同様の方法で初期駆動（通電相位相ずれ補正値の学習処理）を実行する。この後、ステップ３０５に進み、初期駆動を成功したか否かを判定し、成功していれば、そのまま本プログラムを終了し、初期駆動を失敗したと判定されれば、ステップ３０６に進み、初期駆動禁止フラグを「ＯＮ」にセットして初期駆動を禁止する。

以上説明した本実施例１１では、運転者によるエンジン始動操作が検出されたときに当該エンジン始動操作から所定時間が経過するまで初期駆動を禁止するようにしたので、電源投入後に初期駆動を開始する前にエンジン始動操作が検出されたときには、最初から初期駆動を開始せず、その後、少なくともスタータがＯＦＦされて電源電圧が安定した状態に復帰した後に、速やかに最初の初期駆動学習処理を実行して通電相位相ずれ補正値を正しく学習できる。

本発明に関連する参考例としての実施例１２では、エンジン回転速度を監視する手段を備え、マイコン４１によって図２１の初期駆動実行状況監視プログラムを実行する。本プログラムが起動されると、まずステップ３０１で、初期駆動禁止フラグを「ＯＦＦ」にセットして初期駆動の禁止を解除する。

この後、ステップ３０２ｅに進み、エンジン回転速度の監視を開始し、次のステップ３０３ｅで、エンジン回転速度変動量が所定値以内であるか否かを判定し、エンジン回転速度変動量が所定値を越えていると判定されれば、初期駆動の実行に必要な電源電圧が確保されていないと判断して、エンジン回転速度変動量が所定値以内になるまで待機する（又はエンジン回転速度変動量が所定値以内の状態が所定時間以上経過するまで待機する）。

その後、エンジン回転速度変動量が所定値以内になった時点（又はエンジン回転速度変動量が所定値以内の状態が所定時間以上経過した時点）で、初期駆動の実行に必要な電源電圧が確保されていると判断して、ステップ３０４に進み、前記実施例１と同様の方法で初期駆動（通電相位相ずれ補正値の学習処理）を実行する。この後、ステップ３０５に進み、初期駆動を成功したか否かを判定し、成功していれば、そのまま本プログラムを終了し、初期駆動を失敗したと判定されれば、ステップ３０６に進み、初期駆動禁止フラグを「ＯＮ」にセットして初期駆動を禁止する。

以上説明した本実施例１２では、エンジン回転速度が所定値以上変動している状態が検出されたときにエンジン回転速度が所定範囲内に安定するまで初期駆動を禁止するようにしたので、電源投入後に初期駆動を開始する前にスタータがＯＮされてエンジン回転速度が大きく上昇したときには、最初から初期駆動を開始せず、その後、エンジン回転速度が始動完了判定値を越えてスタータがＯＦＦされてエンジン回転速度が安定して電源電圧が安定した状態に復帰した後に、速やかに最初の初期駆動を実行して通電相位相ずれ補正値を正しく学習できる。

［その他の実施例］
エンコーダ４６は、磁気式のエンコーダに限定されず、例えば、光学式のエンコーダやブラシ式のエンコーダを用いても良い。

また、エンコーダ４６は、Ａ相信号とＢ相信号を出力するエンコーダに限定されず、Ａ相、Ｂ相信号に加え、補正用（インデックス用）のＺ相信号を出力するエンコーダを用いても良い。

また、上記各実施例１〜１２では、モータ１２としてスイッチトリラクタンスモータ（ＳＲモータ）を用いたが、エンコーダの出力信号のカウント値に基づいてロータの回転位置を検出してモータの通電相を順次切り換えるブラシレス型の同期モータであれば、ＳＲモータに限定されず、他の種類のブラシレス型の同期モータであっても良い。

また、上記実施例１〜１２のレンジ切換装置は、ＰレンジとＮｏｔＰレンジの２つのレンジを切り換える構成であるが、例えば、ディテントレバー１５の回動動作に連動して自動変速機のレンジ切換弁とマニュアルバルブを切り換えて、自動変速機のＰ、Ｒ、Ｎ、Ｄ、…の各レンジを切り換えるレンジ切換装置にも本発明を適用して実施できる。

また、自動変速機（ＡＴ、ＣＶＴ、ＤＣＴ等）に限定されず、電気自動車用の減速機のシフトレンジを切り換えるレンジ切換装置にも本発明を適用して実施できる。

その他、本発明は、レンジ切換装置に限定されず、ＳＲモータ等のブラシレス型の同期モータを駆動源とする各種の位置切換装置に適用しても良い等、要旨を逸脱しない範囲内で種々変更して実施できることは言うまでもない。

１１…レンジ切換機構（制御対象）、１２…モータ、１４…ディテント機構、１５…ディテントレバー、１８…パーキングロッド、２０…パーキングギヤ、２１…ロックレバー、２３…ディテントバネ、２４…Ｐレンジ保持凹部、２５…ＮｏｔＰレンジ保持凹部、２６…減速機構、２７…自動変速機、３１…ステータ、３２…ロータ、３３，３４…巻線、３５，３６…モータ励磁部、３７，３８…モータドライバ、４１…マイコン（初期駆動学習手段）、４２…レンジ切換制御装置（モータ制御装置）、４６…エンコーダ、５０…バッテリ（電源）、５１…メインリレー、５２…イグニッションスイッチ

Claims (9)

1. 制御対象を回転駆動するモータのロータが所定角度回転する毎にパルス信号を出力するエンコーダと、
   前記エンコーダのパルス信号をカウントするエンコーダカウンタと、
   電源投入後にオープンループ制御で前記モータの通電相を切り換える初期駆動を実行して前記エンコーダカウンタのカウント値（以下「エンコーダカウント値」という）に対する通電相位相ずれ補正値を学習する初期駆動学習処理を実行する初期駆動学習手段とを備え、
   前記初期駆動終了後の通常駆動時に前記エンコーダカウント値を前記通電相位相ずれ補正値で補正して補正後のエンコーダカウント値に応じて前記モータの通電相を順次切り換えて前記ロータを目標位置まで回転駆動するモータ制御装置において、
   前記初期駆動学習手段は、前記モータに供給する電源電圧を監視する手段と、前記初期駆動終了時に前記エンコーダのパルス信号を用いて前記初期駆動学習処理が成功か失敗かを判定する手段とを備え、電源電圧が所定値以上変動している状態が検出され且つその間に前記初期駆動学習処理を失敗したと判定したときに電源電圧が安定した後に前記初期駆動学習処理を再実行することを特徴とするモータ制御装置。
2. 請求項１に記載のモータ制御装置において、
   前記初期駆動学習手段は、電源電圧が所定値以下に低下している状態が検出されたときに電源電圧が所定値以上に上昇した後に前記初期駆動学習処理を再実行することを特徴とするモータ制御装置。
3. 制御対象を回転駆動するモータのロータが所定角度回転する毎にパルス信号を出力するエンコーダと、
   前記エンコーダのパルス信号をカウントするエンコーダカウンタと、
   電源投入後にオープンループ制御で前記モータの通電相を切り換える初期駆動を実行して前記エンコーダカウンタのカウント値（以下「エンコーダカウント値」という）に対する通電相位相ずれ補正値を学習する初期駆動学習処理を実行する初期駆動学習手段とを備え、
   前記初期駆動終了後の通常駆動時に前記エンコーダカウント値を前記通電相位相ずれ補正値で補正して補正後のエンコーダカウント値に応じて前記モータの通電相を順次切り換えて前記ロータを目標位置まで回転駆動するモータ制御装置において、
   前記初期駆動学習手段は、電源から電気負荷に流れる電流を監視する手段と、前記初期駆動終了時に前記エンコーダのパルス信号を用いて前記初期駆動学習処理が成功か失敗かを判定する手段とを備え、電源から所定値以上の大電流が流れる状態が検出され且つその間に前記初期駆動学習処理を失敗したと判定したときに当該大電流が流れ終わった後に前記初期駆動学習処理を再実行することを特徴とするモータ制御装置。
4. 制御対象を回転駆動するモータのロータが所定角度回転する毎にパルス信号を出力するエンコーダと、
   前記エンコーダのパルス信号をカウントするエンコーダカウンタと、
   電源投入後にオープンループ制御で前記モータの通電相を切り換える初期駆動を実行して前記エンコーダカウンタのカウント値（以下「エンコーダカウント値」という）に対する通電相位相ずれ補正値を学習する初期駆動学習処理を実行する初期駆動学習手段とを備え、
   前記初期駆動終了後の通常駆動時に前記エンコーダカウント値を前記通電相位相ずれ補正値で補正して補正後のエンコーダカウント値に応じて前記モータの通電相を順次切り換えて前記ロータを目標位置まで回転駆動するモータ制御装置において、
   前記初期駆動学習手段は、エンジン始動用のスタータのオン／オフを監視する手段と、前記初期駆動終了時に前記エンコーダのパルス信号を用いて前記初期駆動学習処理が成功か失敗かを判定する手段とを備え、前記スタータのオンが検出され且つその間に前記初期駆動学習処理を失敗したと判定したときに当該スタータがオフされた後に前記初期駆動学習処理を再実行することを特徴とするモータ制御装置。
5. 制御対象を回転駆動するモータのロータが所定角度回転する毎にパルス信号を出力するエンコーダと、
   前記エンコーダのパルス信号をカウントするエンコーダカウンタと、
   電源投入後にオープンループ制御で前記モータの通電相を切り換える初期駆動を実行して前記エンコーダカウンタのカウント値（以下「エンコーダカウント値」という）に対する通電相位相ずれ補正値を学習する初期駆動学習処理を実行する初期駆動学習手段とを備え、
   前記初期駆動終了後の通常駆動時に前記エンコーダカウント値を前記通電相位相ずれ補正値で補正して補正後のエンコーダカウント値に応じて前記モータの通電相を順次切り換えて前記ロータを目標位置まで回転駆動するモータ制御装置において、
   前記初期駆動学習手段は、運転者によるエンジン始動操作の有無を監視する手段と、前記初期駆動終了時に前記エンコーダのパルス信号を用いて前記初期駆動学習処理が成功か失敗かを判定する手段とを備え、エンジン始動操作が検出され且つその間に前記初期駆動学習処理を失敗したと判定したときにエンジン始動操作無しの状態が所定時間以上経過した後に前記初期駆動学習処理を再実行することを特徴とするモータ制御装置。
6. 制御対象を回転駆動するモータのロータが所定角度回転する毎にパルス信号を出力するエンコーダと、
   前記エンコーダのパルス信号をカウントするエンコーダカウンタと、
   電源投入後にオープンループ制御で前記モータの通電相を切り換える初期駆動を実行して前記エンコーダカウンタのカウント値（以下「エンコーダカウント値」という）に対する通電相位相ずれ補正値を学習する初期駆動学習処理を実行する初期駆動学習手段とを備え、
   前記初期駆動終了後の通常駆動時に前記エンコーダカウント値を前記通電相位相ずれ補正値で補正して補正後のエンコーダカウント値に応じて前記モータの通電相を順次切り換えて前記ロータを目標位置まで回転駆動するモータ制御装置において、
   前記初期駆動学習手段は、エンジン回転速度を監視する手段と、前記初期駆動終了時に前記エンコーダのパルス信号を用いて前記初期駆動学習処理が成功か失敗かを判定する手段とを備え、エンジン回転速度が所定値以上変動している状態が検出され且つその間に前記初期駆動学習処理を失敗したと判定したときにエンジン回転速度が所定範囲内に安定した後に前記初期駆動学習処理を再実行することを特徴とするモータ制御装置。
7. 請求項１乃至６のいずれかに記載のモータ制御装置において、
   前記初期駆動学習手段は、最初の前記初期駆動学習処理を失敗したと判定したときに前記初期駆動学習処理が成功するまで前記初期駆動学習処理を複数回繰り返すことを特徴とするモータ制御装置。
8. 請求項１乃至７のいずれかに記載のモータ制御装置において、
   前記初期駆動学習手段は、前記初期駆動学習処理を失敗したと判定したときに前記初期駆動学習処理を再実行する場合に前記ロータの回転方向を前回の初期駆動と逆方向に設定することを特徴とするモータ制御装置。
9. 請求項１乃至８のいずれかに記載のモータ制御装置において、
   前記制御対象は、シフトレンジを切り換えるレンジ切換機構であることを特徴とするモータ制御装置。

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