JP5974860B2 - モータ制御装置 - Google Patents

Description

本発明は、エンコーダの出力信号のカウント値に基づいてモータの通電相を順次切り換えることでモータを回転駆動するモータ制御装置に関する発明である。

近年、自動車においても、省スペース化、組立性向上、制御性向上等の要求を満たすために、機械的な駆動システムを、モータによって電気的に駆動するシステムに変更する事例が増加する傾向にある。その一例として、車両の自動変速機のレンジ切換機構をモータで駆動するようにしたものがある。このものは、モータの回転に同期して所定角度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、このエンコーダのパルス信号のカウント値に基づいてモータを目標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、シフトレンジを目標レンジに切り換えるようにしている。

このようなシステムにおいては、例えば、特許文献１（特開２００４−１２９４５２号公報）に記載されているように、モータの減速制御時に、モータの回転速度に応じてモータの回転位相に対する通電相の位相進み量を補正することで、モータの回転速度に応じた適度な制動力をモータに作用させて、モータを精度良く目標回転位置で停止させるようにしたものがある。

特開２００４−１２９４５２号公報

ところで、モータで駆動されるレンジ切換機構と機械的に連動するロック機構を備え、このロック機構のロックレバーがパーキングギヤと噛み合うことで自動変速機の出力軸をロック状態に保持するシステムでは、ロック機構がロック方向（噛み合い方向）に駆動されても、ロック機構が通常の噛み合い状態（ロックレバーの凸部がパーキングギヤの凹部に嵌まり込んだ状態：図３参照）とならず、一時的に不完全な噛み合い状態（ロックレバーの凸部がパーキングギヤの凸部に突き当った状態：図４参照）となることがある。

モータの減速制御時に、ロック機構が不完全な噛み合い状態となっている場合には、モータの回転角度が同一でもモータに掛かる負荷が通常時（ロック機構が通常の噛み合い状態のとき）とは異なるため、モータの回転速度に応じた適度な制動力をモータに作用させるのに必要な通電相の位相進み量も異なってくる。

しかし、上記特許文献１の技術では、モータの減速制御時に、モータの負荷状態が全く考慮されておらず、単にモータの回転速度に応じて通電相の位相進み量を補正するだけであるため、例えば、モータの減速制御時に、噛み合い機構が不完全な噛み合い状態でモータに掛かる負荷が通常時と異なる場合に、モータの回転速度に応じた適度な制動力をモータに作用させることができず、モータを精度良く目標回転位置で停止させることができない可能性がある。

そこで、本発明が解決しようとする課題は、モータの減速制御時に、モータの負荷状態が通常時と異なる場合でも、モータの回転速度に応じた適度な制動力をモータに作用させることができ、モータを精度良く目標回転位置で停止させることができるモータ制御装置を提供することにある。

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（１１）を回転駆動するモータ（１２）と、このモータ（１２）の回転に同期してパルス信号を出力するエンコーダ（４６）とを備え、エンコーダ（４６）の出力信号のカウント値に基づいてモータ（１２）の通電相を順次切り換えることでモータ（１２）を目標回転位置まで回転駆動すると共に、モータ（１２）の減速制御時にモータ（１２）の回転速度に応じてモータ（１２）の回転位相に対する通電相の位相進み量を補正するモータ制御装置において、モータ（１２）の負荷状態を判定する判定手段（４１）と、この判定手段（４１）で判定したモータ（１２）の負荷状態に基づいて減速制御時のモータ（１２）の回転速度と通電相の位相進み量との関係を修正する修正手段（４１）とを備え、前記判定手段（４１）は、前記モータ（１２）の負荷状態の情報として、前記モータ（１２）と機械的に連動する噛み合い機構（２８）が不完全な噛み合い状態であるか否かを判定し、前記修正手段（４１）は、前記噛み合い機構（２８）が不完全な噛み合い状態であると判定された場合に、前記減速制御時の前記モータ（１２）の回転速度と前記通電相の位相進み量との関係を修正することを特徴とするものである。

この構成では、モータの負荷状態を判定し、そのモータの負荷状態に基づいて減速制御時のモータの回転速度と通電相の位相進み量との関係を修正することができるため、モータの減速制御時に、モータの負荷状態が通常時と異なる場合でも、モータの回転速度に応じた適度な制動力をモータに作用させることができ、モータを精度良く目標回転位置で停止させることができる。
具体的には、モータの負荷状態の情報として、モータと機械的に連動する噛み合い機構が不完全な噛み合い状態であるか否かを判定し、噛み合い機構が不完全な噛み合い状態であると判定された場合に、減速制御時のモータの回転速度と通電相の位相進み量との関係を修正するようにしたので、モータの減速制御時に、噛み合い機構が不完全な噛み合い状態でモータに掛かる負荷が通常時と異なる場合でも、モータの回転速度に応じた適度な制動力をモータに作用させることができ、モータを精度良く目標回転位置で停止させることができる。

図１は本発明の一実施例におけるレンジ切換装置の斜視図である。 図２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３はロック機構の通常の噛み合い状態を示す図である。 図４はロック機構の不完全な噛み合い状態を示す図である。 図５は減速制御時のエンコーダカウント値（モータ回転位置）の挙動を示すタイムチャートである。 図６はモータの回転角度と負荷との関係を示す図である。 図７はＦ／Ｂ制御ルーチンの処理の流れを示すフローチャートである。 図８は通電相設定ルーチンの処理の流れを示すフローチャートである。 図９はＭｐｔｎ％１２から通電相への変換テーブルの一例を示す図である。 図１０は減速制御時速度位相進み補正量設定ルーチン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一実施例を説明する。
図１に示すように、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ている。このモータ１２は、減速機構２６（図２参照）が内蔵され、その出力軸１２ａ（図２参照）の回転位置を検出する出力軸センサ１０（図２参照）が設けられている。このモータ１２の出力軸１２ａには、マニュアルシャフト１３が接続され、このマニュアルシャフト１３に、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（図２参照）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に固定されると共に、ディテントレバー１５には、Ｐレンジ保持凹部２４とＮｏｔＰレンジ保持凹部２５が形成され、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、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等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（つまりレンジ切換機構１１を各レンジの位置に保持する）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の凹部２０ａ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の凹部２０ａ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。これらロックレバー２１とパーキングギヤ２０等からロック機構２８（噛み合い機構）が構成されている。

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１２ａ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実際のシフトレンジが、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。また、出力軸センサ１０が無い場合においても、後述するエンコーダ４６によって実際のシフトレンジが、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。

図２に示すように、モータ１２には、ロータの回転角（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、モータ１２のロータの回転に同期して所定角度毎にＡ相、Ｂ相のパルス信号をレンジ切換制御装置４２（モータ制御装置）に出力するように構成されている。レンジ切換制御装置４２のマイコン４１は、エンコーダ４６から出力される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）に応じてモータドライバ３７によってモータ１２の通電相を所定の順序で切り換えることでモータ１２を回転駆動する。尚、モータ１２の３相（Ｕ，Ｖ，Ｗ相）の巻線とモータドライバ３７の組み合わせを２系統設けて、一方の系統が故障しても、他方の系統でモータ１２を回転駆動できるようにしても良い。

モータ１２の回転中は、Ａ相信号とＢ相信号の発生順序によってモータ１２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、モータ１２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モータ１２の回転角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モータ１２の回転位置を検出して、その回転位置に対応した相の巻線に通電してモータ１２を回転駆動できるようになっている。

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。レンジ切換制御装置４２のマイコン４１は、運転者のスイッチ操作等に応じて目標レンジを切り換え、その目標レンジに応じてモータ１２を駆動してシフトレンジを切り換え、切り換え後の実際のシフトレンジを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に表示する。

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（電源）から電源リレー５１を介して電源電圧が供給される。電源リレー５１のオン／オフは、電源スイッチであるＩＧスイッチ５２（イグニッションスイッチ）のオン／オフを手動操作することで切り換えられる。ＩＧスイッチ５２がオンされると、電源リレー５１がオンされてレンジ切換制御装置４２に電源電圧が供給され、ＩＧスイッチ５２がオフされると、電源リレー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（オフ）される。

ところで、エンコーダカウント値は、マイコン４１のＲＡＭ（図示せず）に記憶されるため、レンジ切換制御装置４２の電源がオフされると、エンコーダカウント値の記憶値が消えてしまう。そのため、レンジ切換制御装置４２の電源投入直後のエンコーダカウント値（例えば０）は、実際のモータ１２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モータ１２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、マイコン４１は、電源投入後に初期駆動を行ってモータ１２の通電相とエンコーダカウント値との対応関係を学習する。この初期駆動では、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ることで、いずれかの通電相でモータ１２の回転位置と該通電相とを一致させてモータ１２を回転駆動してエンコーダ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モータ１２の回転位置と通電相との対応関係を学習して、エンコーダカウント値に対する通電相位相ずれ補正値（初期位置ずれ学習値）を学習する。

また、マイコン４１は、モータ１２の起動後のエンコーダカウント値に基づいてモータ１２の起動位置からの回転量（回転角）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、モータ１２の絶対的な回転位置を検出しないと、モータ１２を正確に目標回転位置まで回転駆動することができない。

そこで、マイコン４１は、初期駆動の終了後に、モータ１２をレンジ切換機構１１の可動範囲の限界位置に突き当たるまで回転させる突き当て制御を実行して、その限界位置を基準位置として学習し、この基準位置のエンコーダカウント値を基準にしてモータ１２の回転量（回転角）を制御する。

この場合、例えば、ディテントバネ２３の係合部２３ａがレンジ切換機構１１の可動範囲のＰレンジ側の限界位置であるＰレンジ壁（Ｐレンジ保持凹部２４の側壁）に突き当たるまでモータ１２を回転させる“Ｐレンジ壁突き当て制御”を実施して、Ｐレンジ側の限界位置を基準位置として学習する。或は、ディテントバネ２３の係合部２３ａがレンジ切換機構１１の可動範囲のＮｏｔＰレンジ側の限界位置であるＮｏｔＰレンジ壁（ＮｏｔＰレンジ保持凹部２５の側壁）に突き当たるまでモータ１２を回転させる“ＮｏｔＰレンジ壁突き当て制御”を実施して、ＮｏｔＰレンジ側の限界位置を基準位置として学習するようにしても良い。

基準位置を学習した後、マイコン４１は、運転者のスイッチ操作により目標レンジが切り換えられると、それに応じて目標回転位置（目標カウント値）を変更し、エンコーダカウント値に基づいてモータ１２の通電相を順次切り換えることでモータ１２を目標レンジに相当する目標回転位置（目標カウント値）まで回転駆動するフィードバック制御（以下「Ｆ／Ｂ制御」と表記する）を実行する。

この際、Ｆ／Ｂ制御中のモータ１２の回転速度を高速化すると、Ｆ／Ｂ制御終了時にモータ１２が慣性により目標回転位置を越えてオーバーシュートしやすくなり、モータ１２を正確に目標回転位置で停止させることが難しくなる。

そこで、本実施例では、Ｆ／Ｂ制御中に、モータ１２の回転位置（エンコーダカウント値）と目標回転位置（目標カウント値）との差が所定値以下になった段階で、減速制御に移行し、モータ１２の回転速度に応じて該モータ１２の回転位相に対する通電相の位相進み量を補正することで、モータ１２の回転速度に応じた適度な制動力をモータ１２に作用させる。具体的には、減速制御時に、モータ１２の回転速度が低下するに従って、モータ１２に作用させる制動力を小さくする方向に通電相の位相進み量を補正する。これにより、減速制御時に、モータ１２を目標回転位置に向かってスムーズに減速する。

ところで、前述したロック機構２８がロック方向（噛み合い方向）に駆動されても、ロック機構２８が、通常の噛み合い状態（ロックレバー２１の凸部２１ａがパーキングギヤ２０の凹部２０ａに嵌まり込んだ状態：図３参照）とならず、一時的に不完全な噛み合い状態（ロックレバー２１の凸部２１ａがパーキングギヤ２０の凸部２０ｂに突き当った状態：図４参照）となることがある。

モータ１２の減速制御時に、ロック機構２８が不完全な噛み合い状態となっている場合には、モータ１２の回転角度が同一でもモータ１２に掛かる負荷が通常時（ロック機構２８が通常の噛み合い状態のとき）とは異なるため、モータ１２の回転速度に応じた適度な制動力をモータ１２に作用させるのに必要な通電相の位相進み量も異なってくる。

このため、図５に示すように、モータ１２の減速制御時に、単にモータ１２の回転速度に応じて通電相の位相進み量を補正するだけでは、ロック機構２８が不完全な噛み合い状態でモータ１２に掛かる負荷が通常時（ロック機構２８が通常の噛み合い状態のとき）と異なる場合に、モータ１２の回転速度に応じた適度な制動力をモータ１２に作用させることができず、モータ１２を精度良く目標回転位置で停止させることができない可能性がある。

この対策として、本実施例では、モータ１２の負荷状態の情報として、ロック機構２８が不完全な噛み合い状態であるか否かを判定し、ロック機構２８が不完全な噛み合い状態であると判定された場合に、減速制御時のモータ１２の回転速度と通電相の位相進み量との関係を修正するようにしている。これにより、モータ１２の減速制御時に、ロック機構２８が不完全な噛み合い状態でモータ１２に掛かる負荷が通常時（ロック機構２８が通常の噛み合い状態のとき）と異なる場合でも、モータ１２の回転速度に応じた適度な制動力をモータ１２に作用させて、モータ１２を精度良く目標回転位置で停止させる。

図６に示すように、ロック機構２８が不完全な噛み合い状態となっている場合には、モータ１２に掛かる負荷が通常時（ロック機構２８が通常の噛み合い状態のとき）とは異なるため、減速制御の直前のモータ１２の回転挙動も通常時とは異なってくる。このような特性を考慮に入れて、本実施例では、減速制御の直前の所定期間におけるモータ１２の回転挙動（例えば回転速度又は回転量）に基づいてロック機構２８が不完全な噛み合い状態であるか否かを判定するようにしている。ここで、所定期間は、ロック機構２８が不完全な噛み合い状態であるか否かの影響がモータ１２の負荷に現れ始める回転位置Ａ（図６参照）以降に所定回転角度又は所定時間で設定される。
以下、レンジ切換制御装置４２のマイコン４１によって実行される各ルーチンの処理内容を説明する。

［Ｆ／Ｂ制御］
図７に示すＦ／Ｂ制御ルーチンは、レンジ切換制御装置４２の電源オン期間中に所定周期で繰り返し実行される。本ルーチンが起動されると、まず、ステップ１０１で、Ｆ／Ｂ制御実行条件が成立しているか否かを判定し、Ｆ／Ｂ制御実行条件が不成立であると判定されれば、ステップ１０２以降の処理を実行することなく、本ルーチンを終了する。

一方、上記ステップ１０１で、Ｆ／Ｂ制御実行条件が成立していると判定された場合には、ステップ１０２に進み、図８の通電相設定ルーチンを実行する。この通電相設定ルーチンでは、まず、ステップ２０１で、目標回転位置への回転方向を指示する回転方向指示値Ｄが正回転（Ｐレンジ→ＮｏｔＰレンジの回転方向）を意味する「１」であるか否かを判定する。その結果、回転方向指示値Ｄ＝１（正回転）と判定されれば、ステップ２０２に進み、モータ１２の回転方向が回転方向指示に反して逆転したか否か（エンコーダカウント値Ｎｃｎｔが減少したか否か）を判定し、逆転していなければ、ステップ２０３に進み、現在のエンコーダカウント値Ｎｃｎｔ、初期位置ずれ学習値Ｇｃｎｔ、正回転方向位相進み量Ｋ１、速度位相進み補正量Ｋｓを用いて通電相判定値Ｍｐｔｎを次式により更新する。

Ｍｐｔｎ＝Ｎｃｎｔ−Ｇｃｎｔ＋Ｋ１＋Ｋｓ
ここで、正回転方向位相進み量Ｋ１は、モータ１２を正回転させるのに必要な通電相の位相進み量（モータ１２の現在の回転位相に対する通電相の位相進み量）であり、例えばＫ１＝４に設定されている。

また、速度位相進み補正量Ｋｓは、モータ１２の回転速度に応じて設定される位相進み補正量であり、例えば、低速域では、速度位相進み補正量Ｋｓが０に設定され、高速になるに従って、速度位相進み補正量Ｋｓが例えば１又は２に増加される。これにより、モータ１２の回転速度に適した通電相となるように通電相判定値Ｍｐｔｎが補正される。

更に、Ｆ／Ｂ制御中に、モータ１２の回転位置（エンコーダカウント値Ｎｃｎｔ）と目標回転位置（目標カウント値Ａｃｎｔ）との差が所定値以下になった段階で減速制御に移行すると、後述する図１０の減速制御時速度位相進み補正量設定ルーチンによってモータ１２の回転速度に応じて速度位相進み補正量Ｋｓが設定される。

一方、上記ステップ２０２で、モータ１２の回転方向が回転方向指示に反して逆転したと判定された場合は、逆転防止のために通電相判定値Ｍｐｔｎを更新しない。この場合は、逆転直前の通電相（前回の通電相）に通電され、モータ１２の逆転を抑制する方向に制動トルクが発生する。

また、上記ステップ２０１で、回転方向指示値Ｄ＝−１（逆回転）、つまりＮｏｔＰレンジ→Ｐレンジの回転方向と判定された場合は、ステップ２０４に進み、モータ１２の回転方向が回転方向指示に反して逆転したか否か（エンコーダカウント値Ｎｃｎｔが増加したか否か）を判定し、逆転していなければ、ステップ２０５に進み、現在のエンコーダカウント値Ｎｃｎｔ、初期位置ずれ学習値Ｇｃｎｔ、逆回転方向位相進み量Ｋ２、速度位相進み補正量Ｋｓを用いて通電相判定値Ｍｐｔｎを次式により更新する。

Ｍｐｔｎ＝Ｎｃｎｔ−Ｇｃｎｔ−Ｋ２−Ｋｓ
ここで、逆回転方向位相進み量Ｋ２は、モータ１２を逆回転させるのに必要な通電相の位相進み量（モータ１２の現在の回転位相に対する通電相の位相進み量）であり、例えばＫ２＝３に設定されている。速度位相進み補正量Ｋｓは正回転の場合と同じように設定される。

一方、上記ステップ２０４で、モータ１２の回転方向が回転方向指示に反して逆転したと判定された場合は、逆転防止のために通電相判定値Ｍｐｔｎを更新しない。この場合は、逆転直前の通電相（前回の通電相）に通電され、モータ１２の逆転を抑制する方向に制動トルクが発生する。

以上のようにして、今回の通電相判定値Ｍｐｔｎを決定した後、図７のステップ１０３に進み、通電処理を実行する。この通電処理では、図９の変換テーブルを検索して、Ｍｐｔｎ％１２（通電相判定値Ｍｐｔｎを“１２”で割り算したときの余り）に対応する通電相を選択し、その通電相の巻線に通電する。ここで、“１２”は、通電相を一巡させる間のエンコーダカウント値Ｎｃｎｔ（通電相判定値Ｍｐｔｎ）の増減量に相当する。

［減速制御時速度位相進み補正量設定］
図１０に示す減速制御時速度位相進み補正量設定ルーチンは、Ｆ／Ｂ制御の開始後に所定周期で起動され、減速制御時にモータ１２の回転速度ＳＰに応じて速度位相進み補正量Ｋｓを次のようにして設定する。

本ルーチンが起動されると、まず、ステップ３０１で、減速制御の直前の所定期間におけるモータ１２の回転挙動（例えば回転速度又は回転量）を算出する。ここで、所定期間は、ロック機構２８が不完全な噛み合い状態であるか否かの影響がモータ１２の負荷に現れ始める回転位置Ａ（図６参照）以降に所定回転角度又は所定時間で設定される。尚、所定期間におけるモータ１２の回転挙動を算出した後、本ルーチンが再び起動されたときには、ステップ３０１を飛ばしてステップ３０２に進む。

この後、ステップ３０２に進み、減速制御の直前の所定期間（所定回転角度又は所定時間で設定された期間）におけるモータ１２の回転挙動（例えば回転速度又は回転量）が所定の判定値よりも小さいか否かによって、ロック機構２８が不完全な噛み合い状態であるか否かを判定する。これらのステップ３０１，３０２の処理が特許請求の範囲でいう判定手段としての役割を果たす。

このステップ３０２で、ロック機構２８が不完全な噛み合い状態ではない（つまりロック機構２８が通常の噛み合い状態である）と判定された場合には、ステップ３０３に進み、目標カウント値Ａｃｎｔとエンコーダカウント値Ｎｃｎｔとの差の絶対値｜Ａｃｎｔ−Ｎｃｎｔ｜が所定値（例えば１００）よりも小さいか否かで、モータ１２の回転位置が目標回転位置に近付いたか否か（停止のための減速制御領域に入ったか否か）を判定する。その結果、｜Ａｃｎｔ−Ｎｃｎｔ｜が所定値以上（つまり減速制御領域ではない）と判定されれば、本ルーチンを終了する。

一方、｜Ａｃｎｔ−Ｎｃｎｔ｜が所定値よりも小さい場合は、減速制御領域と判断して、ステップ３０４〜３０８の処理により、モータ１２の回転速度ＳＰに応じて速度位相進み補正量Ｋｓを次のようにして設定する。まず、ステップ３０４，３０５で、モータ１２の現在の回転速度ＳＰが高速領域（例えば１０００ｒｐｍ以上）、中速領域（例えば１０００〜５００ｒｐｍ）、低速領域（例えば５００ｒｐｍ以下）のいずれに該当するか判別し、高速領域（例えば１０００ｒｐｍ以上）であれば、ステップ３０６に進み、減速制御時の速度位相進み補正量Ｋｓを例えば−２に設定し、中速領域（例えば１０００〜５００ｒｐｍ）であれば、ステップ３０７に進み、減速制御時の速度位相進み補正量Ｋｓを例えば−１に設定し、低速領域（例えば５００ｒｐｍ以下）であれば、ステップ３０８に進み、減速制御時の速度位相進み補正量Ｋｓを例えば０に設定する。これにより、減速制御時には、モータ１２の回転速度ＳＰが高速領域→中速領域→低速領域へと速度低下するに従って、速度位相進み補正量Ｋｓの絶対値が小さくなり、モータ１２に作用させる制動力が小さくなる。

これに対して、上記ステップ３０２で、ロック機構２８が不完全な噛み合い状態であると判定された場合には、モータ１２に掛かる負荷が通常時（ロック機構２８が通常の噛み合い状態のとき）と異なると判断して、減速制御時のモータ１２の回転速度ＳＰと速度位相進み補正量Ｋｓとの関係を次のようにして修正することで、減速制御時のモータ１２の回転速度と通電相の位相進み量との関係を修正する。

まず、ステップ３０９に進み、目標カウント値Ａｃｎｔとエンコーダカウント値Ｎｃｎｔとの差の絶対値｜Ａｃｎｔ−Ｎｃｎｔ｜が所定値（例えば１００）よりも小さいか否かで、モータ１２の回転位置が目標回転位置に近付いたか否か（停止のための減速制御領域に入ったか否か）を判定する。その結果、｜Ａｃｎｔ−Ｎｃｎｔ｜が所定値以上（つまり減速制御領域ではない）と判定されれば、本ルーチンを終了する。

一方、｜Ａｃｎｔ−Ｎｃｎｔ｜が所定値よりも小さい場合は、減速制御領域と判断して、ステップ３１０〜３１４の処理により、モータ１２の回転速度ＳＰに応じて速度位相進み補正量Ｋｓを次のようにして設定する。まず、ステップ３１０，３１１で、モータ１２の現在の回転速度ＳＰが高速領域（例えば８００ｒｐｍ以上）、中速領域（例えば８００〜３００ｒｐｍ）、低速領域（例えば３００ｒｐｍ以下）のいずれに該当するか判別し、高速領域（例えば８００ｒｐｍ以上）であれば、ステップ３１２に進み、減速制御時の速度位相進み補正量Ｋｓを例えば−２に設定し、中速領域（例えば８００〜３００ｒｐｍ）であれば、ステップ３１３に進み、減速制御時の速度位相進み補正量Ｋｓを例えば−１に設定し、低速領域（例えば３００ｒｐｍ以下）であれば、ステップ３１４に進み、減速制御時の速度位相進み補正量Ｋｓを例えば０に設定する。これにより、減速制御時のモータ１２の回転速度と通電相の位相進み量との関係（モータ１２の回転速度ＳＰと速度位相進み補正量Ｋｓとの関係）を修正する。減速制御時には、モータ１２の回転速度ＳＰが高速領域→中速領域→低速領域へと速度低下するに従って、速度位相進み補正量Ｋｓの絶対値が小さくなり、モータ１２に作用させる制動力が小さくなる。これらのステップ３１０〜３１４の処理が特許請求の範囲でいう修正手段としての役割を果たす。

以上のようにして速度位相進み補正量Ｋｓを設定した後、ステップ３１５に進み、モータ１２の減速が遅れているか否かを判定する。具体的には、目標カウント値Ａｃｎｔとエンコーダカウント値Ｎｃｎｔとの差の絶対値｜Ａｃｎｔ−Ｎｃｎｔ｜が例えば５０よりも小さくなっている（つまりモータ１２の現在の回転位置が目標回転位置にかなり近付いている）にも拘らず、モータ１２の回転速度ＳＰが高速領域（例えば１５００ｒｐｍ以上）であれば、モータ１２の減速が遅れていると判断して、ステップ３１６に進み、減速制御時の速度位相進み補正量Ｋｓを例えば−３に設定して、モータ１２に作用させる制動力を最大限に増大させて、モータ１２の回転速度ＳＰを急速に低下させる。これにより、モータ１２が慣性により目標回転位置を越えてオーバーシュートすることを防止する。
尚、ＰレンジからＮｏｔＰレンジに切り換える場合には、ステップ３０１，３０２の処理を飛ばしてステップ３０３に進むようにしても良い。

以上説明した本実施例では、ロック機構２８が不完全な噛み合い状態であるか否かを判定し、ロック機構２８が不完全な噛み合い状態であると判定された場合に、減速制御時のモータ１２の回転速度と通電相の位相進み量との関係（モータ１２の回転速度ＳＰと速度位相進み補正量Ｋｓとの関係）を修正するようにしたので、モータ１２の減速制御時に、ロック機構２８が不完全な噛み合い状態でモータ１２に掛かる負荷が通常時（ロック機構２８が通常の噛み合い状態のとき）と異なる場合でも、モータ１２の回転速度に応じた適度な制動力をモータ１２に作用させることができ、モータ１２を精度良く目標回転位置で停止させることができる。これにより、ディテントレバー１５が壁に突き当たる等の不具合を回避することができる。

また、本実施例では、減速制御の直前の所定期間におけるモータ１２の回転挙動（例えば回転速度又は回転量）に基づいてロック機構２８が不完全な噛み合い状態であるか否かを判定するようにしたので、ロック機構２８の状態を検出するセンサ等を設けなくても、減速制御の直前にロック機構２８が不完全な噛み合い状態（つまりモータ１２に掛かる負荷が通常時と異なる状態）であるか否かを判定することができる。

しかも、本実施例では、所定期間を、ロック機構２８が不完全な噛み合い状態であるか否かの影響がモータ１２の負荷に現れ始める回転位置Ａ以降に設定するようにしたので、所定期間におけるモータ１２の回転挙動に基づいてロック機構２８が不完全な噛み合い状態であるか否かを精度良く判定することができる。

尚、上記実施例では、モータ１２の減速制御時に、モータ１２の回転速度に応じて通電相の位相進み量（速度位相進み補正量Ｋｓ）を補正するシステムに本発明を適用したが、これに限定されず、例えば、モータ１２の減速制御時に、モータ１２の回転速度と、偏差（目標カウント値とエンコーダカウント値との差）とに応じて通電相の位相進み量（速度位相進み補正量Ｋｓ）を補正するシステムに本発明を適用しても良く、この場合、ロック機構２８が不完全な噛み合い状態であると判定された場合に、モータ１２の回転速度と偏差とに応じて通電相の位相進み量（速度位相進み補正量Ｋｓ）を設定するマップを変更することで、減速制御時のモータ１２の回転速度と通電相の位相進み量（速度位相進み補正量Ｋｓ）との関係を修正するようにしても良い。

また、上記実施例では、エンコーダ４６として磁気式のエンコーダを用いたが、これに限定されず、エンコーダ４６は、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、上記実施例では、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モ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、上記実施例では、シフトレンジをＰレンジとＮｏｔＰレンジの二つのレンジ間で切り換えるレンジ切換機構を備えたシステムに本発明を適用したが、これに限定されず、例えば、シフトレンジを三つ以上のレンジ間で切り換えるレンジ切換機構を備えたシステムに本発明を適用しても良い。

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。

１１…レンジ切換機構（制御対象）、１２…モータ、２０…パーキングギヤ、２１…ロックレバー、２８…ロック機構（噛み合い機構）、４１…マイコン（判定手段，修正手段）、４２…レンジ切換制御装置（モータ制御装置）、４６…エンコーダ

Claims (4)

1. 制御対象（１１）を回転駆動するモータ（１２）と、前記モータ（１２）の回転に同期してパルス信号を出力するエンコーダ（４６）とを備え、前記エンコーダ（４６）の出力信号のカウント値に基づいて前記モータ（１２）の通電相を順次切り換えることで前記モータ（１２）を目標回転位置まで回転駆動すると共に、前記モータ（１２）の減速制御時に前記モータ（１２）の回転速度に応じて前記モータ（１２）の回転位相に対する通電相の位相進み量を補正するモータ制御装置において、
   前記モータ（１２）の負荷状態を判定する判定手段（４１）と、
   前記判定手段（４１）で判定した前記モータ（１２）の負荷状態に基づいて前記減速制御時の前記モータ（１２）の回転速度と前記通電相の位相進み量との関係を修正する修正手段（４１）と
   を備え、
   前記判定手段（４１）は、前記モータ（１２）の負荷状態の情報として、前記モータ（１２）と機械的に連動する噛み合い機構（２８）が不完全な噛み合い状態であるか否かを判定し、
   前記修正手段（４１）は、前記噛み合い機構（２８）が不完全な噛み合い状態であると判定された場合に、前記減速制御時の前記モータ（１２）の回転速度と前記通電相の位相進み量との関係を修正することを特徴とするモータ制御装置。
2. 前記判定手段（４１）は、前記減速制御の直前の所定期間における前記モータ（１２）の回転挙動に基づいて前記噛み合い機構（２８）が不完全な噛み合い状態であるか否かを判定することを特徴とする請求項１に記載のモータ制御装置。
3. 前記所定期間は、前記噛み合い機構（２８）が不完全な噛み合い状態であるか否かの影響が前記モータ（１２）の負荷に現れ始める回転位置以降に設定されていることを特徴とする請求項２に記載のモータ制御装置。
4. 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（１１）であることを特徴とする請求項１乃至３のいずれかに記載のモータ制御装置。

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