JP6436048B2 - 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て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、例えば、特許文献１に記載されているように、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、この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てモータを回転駆動するようにしている。

特開２００４−５６８５６号公報

本出願人は、エンコーダの出力信号を受信する機能やモータの各相に通電する機能等の複数の機能を有する統合ＩＣを制御回路に搭載したシステムを研究している。しかし、その研究過程で次のような新たな課題が判明した。

モータの回転駆動中に、もし電源電圧が統合ＩＣの保証電圧以下になると、統合ＩＣのエンコーダ出力信号の受信機能が正常に作動しなくなって、エンコーダの出力信号のカウント値が正常に更新されなくなることがある。このような場合、統合ＩＣが異常であることを検出できないと、統合ＩＣの受信機能の異常であるにも拘らず、エンコーダの異常と誤判定してしまう可能性があり、正常なエンコーダ（或はエンコーダ付きのモータ）が誤って交換されてしまう可能性がある。

そこで、本発明が解決しようとする課題は、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てモータを回転駆動するシステムに搭載された統合ＩＣの異常を検出す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、本発明は、制御対象（１１）の駆動源となるモータ（１２）と、このモータ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、この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てモータを回転駆動する制御部（４１）とを備えたモータ制御装置において、エンコーダの出力信号を受信する機能（以下単に「受信機能」という）とモータの各相に通電する機能（以下単に「通電機能」という）のうち少なくとも一方の機能を含む複数の機能を有する統合ＩＣ（４０）と、この統合ＩＣの各機能のうち少なくとも二つの機能についてそれぞれ異常の可能性があるか否かを判定し、その判定結果に基づいて統合ＩＣが異常か否かを判定する異常診断部（４１）とを備えた構成としたものである。

統合ＩＣが異常の場合には、統合ＩＣの各機能が正常に作動しなくなる可能性が高い。このため、統合ＩＣの一つの機能（例えば受信機能）のみに異常の可能性があると判定された場合には、その機能に関連する部品（例えばエンコーダ）が異常である可能性が高く、統合ＩＣが異常である可能性は低い。一方、統合ＩＣの二つの機能（例えば受信機能と通電機能）の両方に異常の可能性があると判定された場合には、それらの機能に関連する各部品（例えばエンコーダとモータのコイル）が同時に異常である可能性は低く、統合ＩＣが異常である可能性が高い。従って、統合ＩＣの少なくとも二つの機能についてそれぞれ異常の可能性があるか否かを判定し、その判定結果に基づいて統合ＩＣが異常か否かを判定することで、統合ＩＣの異常を精度良く検出することができる。

図１は本発明の実施例１におけるレンジ切換機構の斜視図である。 図２はレンジ切換制御システムの概略構成を示す図である。 図３は実施例１の異常診断ルーチンの処理の流れを示すフローチャートである。 図４は実施例２の異常診断ルーチンの処理の流れを示すフローチャート（その１）である。 図５は実施例２の異常診断ルーチンの処理の流れを示すフローチャート（その２）である。

以下、本発明を実施するための形態を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３に基づいて説明する。
まず、図１及び図２に基づいてレンジ切換制御システムの構成を説明する。
図１及び図２に示すように、レンジ切換機構１１は、車両に搭載された自動変速機２７のシフトレンジをＰレンジとＲレンジとＮレンジとＤレンジとの間で切り換える４ポジション式のレンジ切換機構である。ここで、Ｐレンジはパーキングレンジを意味する。Ｒレンジはリバースレンジを意味する。Ｎレンジはニュートラルレンジを意味する。Ｄレンジはドライブレンジを意味する。このレンジ切換機構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には、減速機構２６が内蔵され、その出力軸１２ａに、レンジ切換機構１１のマニュアルシャフト１３が接続されている。

図１に示すように、マニュアルシャフト１３には、ディテントレバー１５が固定されている。このディテントレバー１５には、ディテントレバー１５の回転に応じて直線運動するマニュアルバルブ３２が連結されている。このマニュアルバルブ３２によって自動変速機２７の内部の油圧回路（図示せず）を切り換えることで、シフトレンジを切り換えるようになっている。

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が固定されている。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ている。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（つまりパーキング状態）に保持される。

一方、ディテントレバー１５をＰ、Ｒ、Ｎ、Ｄの各レンジに保持するためのディテントバネ２３が支持ベース１７に固定されている。ディテントレバー１５には、Ｐ、Ｒ、Ｎ、Ｄの各レンジ保持凹部２４が形成されている。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の各レンジ保持凹部２４に嵌まり込んだときに、ディテントレバー１５が各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を押し上げる。これにより、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る。これにより、自動変速機２７の出力軸がロックされた状態（つまりパーキング状態）に保持される。

一方、Ｐレンジ以外のレンジでは、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が下降する。これにより、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る。これにより、自動変速機２７の出力軸が回転可能な状態（つまり走行可能な状態）に保持される。

図２に示すように、レンジ切換機構１１のマニュアルシャフト１３には、マニュアルシャフト１３の回転角（つまり回転位置）を検出する回転センサ１６が設けられている。この回転センサ１６は、マニュアルシャフト１３の回転角度に応じた電圧を出力するセンサ（例えばポテンショメータ）によって構成されている。回転センサ１６の出力電圧によって実際のシフトレンジが、Ｐレンジ、Ｒレンジ、Ｎレンジ、Ｄ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、モータ１２には、ロータの回転角（つまり回転位置）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いる。エンコーダ４６は、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相のパルス信号を出力するように構成されている。

エンコーダ４６の出力信号は、ＳＢＷ−ＥＣＵ４２に搭載された統合ＩＣ４０を介してＳＢＷ−ＥＣＵ４２のマイコン４１に入力される。統合ＩＣ４０は、エンコーダ４６の出力信号を受信する機能（以下単に「受信機能」という）とモータ１２の各相に通電する機能（以下単に「通電機能」という）を備えている。更に、統合ＩＣ４０は、後述する電源リレー５１をオン／オフする機能やモータ１２に流れる電流（例えば各相のコイルを接続した集合部に流れる電流）を検出する機能も備えている。

ＳＢＷ−ＥＣＵ４２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する。マイコン４１は、そのカウント値（以下「エンコーダカウント値」という）に応じて統合ＩＣ４０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（つまりＵ相とＶ相とＷ相）のコイルを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を回転駆動できる構成にしても良い。

マイコン４１は、モータ１２の回転中に、Ａ相信号とＢ相信号の発生順序によってモータ１２の回転方向を判定する。正回転（例えばＰレンジ→Ｄ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する。逆回転（例えばＤ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。このため、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コイルに通電してモータ１２を回転駆動できるようになっている。

ＳＢＷ−ＥＣＵ４２には、シフトスイッチ４４で検出したシフトレバー操作位置の信号が入力される。ＳＢＷ−ＥＣＵ４２のマイコン４１は、運転者のシフトレバー操作等に応じて目標レンジ（つまり目標のシフトレンジ）を切り換え、その目標レンジに応じてモータ１２を回転駆動してシフトレンジを切り換える。更に、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。

また、ＳＢＷ−ＥＣＵ４２には、車両に搭載されたバッテリ５０（つまり電源）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（つまり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統合ＩＣ４０によって切り換えられる。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ＳＢＷ−ＥＣＵ４２に電源電圧が供給される。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ＳＢＷ−ＥＣＵ４２への電源供給が遮断される。

ところで、エンコーダカウント値は、マイコン４１のＲＡＭに記憶されるため、ＳＢＷ−ＥＣＵ４２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、ＳＢＷ−ＥＣＵ４２の電源投入直後のエンコーダカウント値は、実際のモータ１２の回転位置や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する。そして、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（つまり回転角）を検出できるだけである。このため、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、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モータ１２を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する。そして、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（つまり回転角）を制御する。

具体的には、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Ｐレンジ側の限界位置であるＰレンジ壁（つまり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Ｐレンジ側の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Ｄレンジ側（つまりＰレンジと反対側）の限界位置であるＤレンジ壁（つまりＤ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“Ｄレンジ壁突き当て制御”を実施して、Ｄレンジ側の限界位置をＤレンジ側の基準位置として学習する。

基準位置を学習した後、マイコン４１は、運転者のシフトレバー操作等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（つまり目標カウント値）を変更する。そして、マイコン４１は、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てモータ１２を目標レンジに相当する目標回転位置まで回転駆動するフィードバック制御を実行する。これにより、シフトレンジを目標レンジに切り換える（つまりレンジ切換機構１１の切換位置を目標レンジの位置に切り換える）。この際、マイコン４１は、特許請求の範囲でいう制御部としての役割を果たす。

ところで、モータ１２の回転駆動中（つまりフィードバック制御中）に、もし電源電圧が統合ＩＣ４０の保証電圧以下になると、統合ＩＣ４０の受信機能が正常に作動しなくなって、エンコーダカウント値が正常に更新されなくなることがある。このような場合、統合ＩＣ４０が異常であることを検出できないと、統合ＩＣ４０の受信機能の異常であるにも拘らず、エンコーダ４６の異常と誤判定してしまう可能性があり、正常なエンコーダ４６（或はエンコーダ４６付きのモータ１２）が誤って交換されてしまう可能性がある。

そこで、本実施例１では、ＳＢＷ−ＥＣＵ４２のマイコン４１により後述する図３の異常診断ルーチンを実行することで、次のような異常診断を行う。統合ＩＣ４０の各機能のうち二つの機能（例えば受信機能と通電機能）についてそれぞれ異常の可能性があるか否かを判定し、その判定結果に基づいて統合ＩＣ４０が異常か否かを判定する。

統合ＩＣ４０が異常の場合には、統合ＩＣ４０の各機能が正常に作動しなくなる可能性が高い。このため、統合ＩＣ４０の一つの機能（例えば受信機能）のみに異常の可能性があると判定された場合には、その機能に関連する部品（例えばエンコーダ４６）が異常である可能性が高く、統合ＩＣ４０が異常である可能性は低い。一方、統合ＩＣ４０の二つの機能（例えば受信機能と通電機能）の両方に異常の可能性があると判定された場合には、それらの機能に関連する各部品（例えばエンコーダ４６とモータ１２のコイル）が同時に異常である可能性は低く、統合ＩＣ４０が異常である可能性が高い。従って、統合ＩＣ４０の二つの機能についてそれぞれ異常の可能性があるか否かを判定し、その判定結果に基づいて統合ＩＣ４０が異常か否かを判定することで、統合ＩＣ４０の異常を精度良く検出することができる。

以下、本実施例１でＳＢＷ−ＥＣＵ４２のマイコン４１が実行する図３の異常診断ルーチンの処理内容を説明する。
図３に示す異常診断ルーチンは、ＳＢＷ−ＥＣＵ４２の電源オン期間中にマイコン４１により所定周期で繰り返し実行され、特許請求の範囲でいう異常診断部としての役割を果たす。

本ルーチンが起動されると、まず、ステップ１０１で、モータ１２のフィードバック制御中か否かを判定する。このフィードバック制御では、前述したように、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てモータ１２を目標レンジに相当する目標回転位置まで回転駆動する。これにより、シフトレンジを目標レンジに切り換えるレンジ切換を行う。

このステップ１０１で、フィードバック制御中と判定された場合には、ステップ１０２に進み、エンコーダカウント値が更新されているか否かによって統合ＩＣ４０の受信機能の異常の可能性を判定する。統合ＩＣ４０の受信機能に異常が生じると、エンコーダカウント値が更新されなくなる可能性が高いため、エンコーダカウント値が更新されているか否かによって統合ＩＣ４０の受信機能の異常の可能性を判定することができる。

このステップ１０２で、エンコーダカウント値が更新されていると判定された場合には、統合ＩＣ４０の受信機能の異常の可能性がないと判定する。この場合、ステップ１０３に進み、レンジ切換が完了した（つまりモータ１２が目標回転位置まで回転した）か否かを、エンコーダカウント値が目標カウント値に到達したか否かによって判定する。

このステップ１０３で、レンジ切換が完了していないと判定された場合には、上記ステップ１０２に戻る。その後、上記ステップ１０３で、レンジ切換が完了したと判定された時点で、ステップ１０４に進み、レンジ切換の完了を通知する（例えばレンジ切換完了フラグを「ＯＮ」にセットする）。

これに対して、上記ステップ１０２で、エンコーダカウント値が更新されていないと判定された場合には、統合ＩＣ４０の受信機能の異常の可能性があると判定する。この場合、ステップ１０５に進み、モータ１２の通電相（つまり通電制御されている相）に電流が流れているか否かによって統合ＩＣ４０の通電機能の異常の可能性を判定する。この際、モータ１２の通電相に電流が流れているか否かは、例えば、モータ１２の各相の電流又は電圧を検出するセンサの出力信号に基づいて判定する。統合ＩＣ４０の通電機能に異常が生じると、モータ１２の通電相に電流が流れなくなる可能性が高いため、モータ１２の通電相に電流が流れているか否かによって統合ＩＣ４０の通電機能の異常の可能性を判定することができる。

このステップ１０５で、モータ１２の通電相に電流が流れていると判定された場合には、統合ＩＣ４０の通電機能の異常の可能性がないと判定する。この場合、つまり、統合ＩＣ４０の受信機能と通電機能のうち受信機能のみに異常の可能性があると判定され場合には、ステップ１０６に進み、エンコーダ４６の異常と判定する。

これに対して、上記ステップ１０５で、モータ１２の通電相に電流が流れていないと判定された場合には、統合ＩＣ４０の通電機能の異常の可能性があると判定する。この場合、つまり、統合ＩＣ４０の受信機能と通電機能の両方に異常の可能性があると判定された場合には、ステップ１０７に進み、統合ＩＣ４０の異常と判定する。

上記ステップ１０６でエンコーダ４６の異常と判定した後、又は、上記ステップ１０７で統合ＩＣ４０の異常と判定した後は、ステップ１０８に進み、オープンループ制御でレンジ切換を継続する。このオープンループ制御では、所定時間毎に通電相を切り換えると共に通電相の切換回数をカウントし、その切換回数カウント値に基づいてモータ１２を目標レンジに相当する目標回転位置まで回転駆動する。その際、切換回数カウント値の初期値は、オープンループ制御の開始直前のエンコーダカウント値とする。或は、回転センサ１６の出力に基づいて設定しても良い。

以上説明した本実施例１では、統合ＩＣ４０が異常の場合には、統合ＩＣ４０の各機能が正常に作動しなくなる可能性が高いことを考慮に入れて、統合ＩＣ４０の受信機能と通電機能についてそれぞれ異常の可能性があるか否かを判定する。その結果、統合ＩＣ４０の受信機能と通電機能の両方に異常の可能性があると判定した場合に統合ＩＣ４０の異常と判定するようにしている。これにより、統合ＩＣ４０の異常を精度良く検出することができ、統合ＩＣ４０の異常であるにも拘らず、エンコーダ４６の異常と誤判定してしまうことを防止して、正常なエンコーダ４６（或はエンコーダ４６付きのモータ１２）が誤って交換されてしまうことを回避することができる。

次に、図４及び図５を用いて本発明の実施例２を説明する。但し、前記実施例１と実質的に同一又は類似部分には同一符号を付して説明を省略又は簡略化し、主として前記実施例１と異なる部分について説明する。

本実施例２では、ＳＢＷ−ＥＣＵ４２のマイコン４１により後述する図４及び図５の異常診断ルーチンを実行することで、次のような異常診断を行う。統合ＩＣ４０の受信機能と通電機能の両方に異常の可能性があると判定した場合、その後、所定時間毎にモータ１２の通電相を順次切り換える異常確認動作を実施してエンコーダ４６が異常か否かを判定する。その結果、エンコーダ４６が異常と判定した場合にはエンコーダ４６の異常を確定し、エンコーダ４６が異常ではないと判定し且つモータ１２の通電相に電流が流れていないと判定した場合には統合ＩＣ４０の異常を確定する。

以下、本実施例２でＳＢＷ−ＥＣＵ４２のマイコン４１が実行する図４及び図５の異常診断ルーチンの処理内容を説明する。
図４及び図５の異常診断ルーチンでは、まず、ステップ２０１で、モータ１２のフィードバック制御中か否かを判定する。このステップ２０１で、フィードバック制御中と判定された場合には、ステップ２０２に進み、エンコーダカウント値が更新されているか否かによって統合ＩＣ４０の受信機能の異常の可能性を判定する。

このステップ２０２で、エンコーダカウント値が更新されていると判定された場合には、統合ＩＣ４０の受信機能の異常の可能性がないと判定する。この場合、ステップ２０３に進み、レンジ切換が完了した（つまりモータ１２が目標回転位置まで回転した）か否かを、エンコーダカウント値が目標カウント値に到達したか否かによって判定する。

このステップ２０３で、レンジ切換が完了していないと判定された場合には、上記ステップ２０２に戻る。その後、上記ステップ２０３で、レンジ切換が完了したと判定された時点で、ステップ２０４に進み、レンジ切換の完了を通知する（例えばレンジ切換完了フラグを「ＯＮ」にセットする）。

これに対して、上記ステップ２０２で、エンコーダカウント値が更新されていないと判定された場合には、統合ＩＣ４０の受信機能の異常の可能性があると判定する。この場合、ステップ２０５に進み、モータ１２の通電相に電流が流れているか否かによって統合ＩＣ４０の通電機能の異常の可能性を判定する。

このステップ２０５で、モータ１２の通電相に電流が流れていると判定された場合には、統合ＩＣ４０の通電機能の異常の可能性がないと判定する。この場合、つまり、統合ＩＣ４０の受信機能と通電機能のうち受信機能のみに異常の可能性があると判定され場合には、ステップ２０６に進み、エンコーダカウント値の未更新（つまりエンコーダカウント値が更新されていない状態）が所定時間以上継続したか否かを判定する。

このステップ２０６で、エンコーダカウント値の未更新が所定時間以上継続していないと判定された場合には、上記ステップ２０２に戻る。その後、上記ステップ２０６で、エンコーダカウント値の未更新が所定時間以上継続したと判定された場合には、ステップ２０７に進み、エンコーダ４６の仮異常を確定する。

これに対して、上記ステップ２０５で、モータ１２の通電相に電流が流れていないと判定された場合には、統合ＩＣ４０の通電機能の異常の可能性があると判定する。この場合、つまり、統合ＩＣ４０の受信機能と通電機能の両方に異常の可能性があると判定された場合には、ステップ２０８に進み、通電相の未通電（モータ１２の通電相に電流が流れていない状態）が所定時間以上継続したか否かを判定する。

このステップ２０８で、通電相の未通電が所定時間以上継続していないと判定された場合には、上記ステップ２０２に戻る。その後、上記ステップ２０８で、通電相の未通電が所定時間以上継続したと判定された場合には、ステップ２０９に進み、ＩＣ機能不全経験フラグを「ＯＮ」にセットする。

上記ステップ２０７でエンコーダ４６の仮異常を確定した後、又は、上記ステップ２０９でＩＣ機能不全経験フラグを「ＯＮ」にセットした後は、図５のステップ２１０に進み、オープンループ制御でレンジ切換を継続する。このオープンループ制御では、所定時間毎に通電相を切り換えると共に通電相の切換回数をカウントし、その切換回数カウント値に基づいてモータ１２を目標レンジに相当する目標回転位置まで回転駆動する。その際、切換回数カウント値の初期値は、オープンループ制御の開始直前のエンコーダカウント値とする。或は、回転センサ１６の出力に基づいて設定しても良い。

この後、ステップ２１１に進み、オープンループ制御によるレンジ切換が完了した（つまりモータ１２が目標回転位置まで回転した）か否かを、切換回数カウント値が目標カウント値に到達したか否かによって判定する。

このステップ２１１で、レンジ切換が完了していないと判定された場合には、上記ステップ２１０に戻る。その後、上記ステップ２１１で、レンジ切換が完了したと判定された時点で、ステップ２１２に進み、ＩＣ機能不全経験フラグが「ＯＦＦ」であるか否かを判定する。

このステップ２１２で、ＩＣ機能不全経験フラグが「ＯＦＦ」であると判定された場合には、ステップ２１３に進み、オープンループ制御中の切換回数カウント値の更新量とエンコーダカウント値の更新量との差（以下単に「カウント値更新量の差」という）が所定値未満であるか否かを判定する。
このステップ２１３で、カウント値更新量の差が所定値未満であると判定された場合には、ステップ２１４に進み、エンコーダ４６の仮異常を解除する。

これに対して、上記ステップ２１３で、カウント値更新量の差が所定値以上であると判定された場合には、ステップ２１５に進み、エンコーダ４６の本異常を確定すると共に、エンコーダ４６の本異常を通知する（例えばエンコーダ異常フラグを「ＯＮ」にセットする）。

一方、上記ステップで、ＩＣ機能不全経験フラグが「ＯＮ」であると判定された場合には、ステップ２１６に進み、所定時間毎にモータ１２の通電相を順次切り換える異常確認動作を実施する。尚、異常確認動作として、前述した初期駆動を実施するようにしても良い。この異常確認動作の実施中に、モータ１２の通電相に電流が流れているか否かを判定すると共にエンコーダカウント値が更新されているか否かを判定する。その際、エンコーダ４６が異常の場合には、モータ１２の通電相に電流が流れているにも拘らずエンコーダカウント値が更新されない状態となる。

この後、ステップ２１７に進み、エンコーダ４６が異常か否かを、モータ１２の通電相に電流が流れているにも拘らずエンコーダカウント値が更新されない状態であるか否かによって判定する。このステップ２１７で、エンコーダ４６が異常と判定された場合には、上記ステップ２１５に進み、エンコーダ４６の本異常を確定すると共に、エンコーダ４６の本異常を通知する。

一方、上記ステップ２１７で、エンコーダ４６が異常ではないと判定された場合には、ステップ２１８に進み、モータ１２の通電相に電流が流れているか否かを判定する。このステップ２１８で、モータ１２の通電相に電流が流れていないと判定された場合には、ステップ２１９に進み、統合ＩＣ４０の異常を確定する共に、統合ＩＣ４０の異常を通知する（例えば統合ＩＣ異常フラグを「ＯＮ」にセットする）。
また、上記ステップ２１８で、モータ１２の通電相に電流が流れていると判定された場合には、統合ＩＣ４０の異常を確定することなく、本ルーチンを終了する。

以上説明した本実施例２では、統合ＩＣ４０の受信機能と通電機能の両方に異常の可能性があると判定した場合、その後、異常確認動作を実施してエンコーダ４６が異常か否かを判定する。その結果、エンコーダ４６が異常と判定した場合にはエンコーダ４６の異常を確定し、エンコーダ４６が異常ではないと判定し且つモータ１２の通電相に電流が流れていないと判定した場合には統合ＩＣ４０の異常を確定するようにしている。これにより、エンコーダ４６の異常と統合ＩＣ４０の異常を精度良く切り分けて判定することができ、統合ＩＣ４０の異常であるにも拘らず、エンコーダ４６の異常と誤判定してしまうことをより確実に防止することができる。

尚、上記各実施例１，２では、統合ＩＣ４０の受信機能と通電機能についてそれぞれ異常の可能性があるか否かを判定し、その判定結果に基づいて統合ＩＣ４０が異常か否かを判定するようにしている。しかし、これに限定されず、統合ＩＣ４０の受信機能と通電機能以外の機能（例えば電源リレー５１をオン／オフする機能やモータ１２に流れる電流を検出する機能等）も含めた各機能のうち二つ又は三つ以上の機能についてそれぞれ異常の可能性があるか否かを判定し、その判定結果に基づいて統合ＩＣ４０が異常か否かを判定するようにしても良い。

また、上記各実施例１，２において、マイコン４１が実行する機能の一部又は全部を、一つ或は複数のＩＣ等によりハードウェア的に構成しても良い。
また、上記各実施例１，２では、シフトレンジをＰレンジとＲレンジとＮレンジとＤレンジの四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ている。しかし、これに限定されず、例えば、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ても良い。或は、シフトレンジを三つのレンジ間又は五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、本発明は、自動変速機（例えばＡＴ、ＣＶＴ、ＤＣＴ等）に限定されず、電気自動車用の変速機（例えば減速機）のシフトレンジを切り換えるレンジ切換機構を備えたシステムに適用しても良い。

その他、本発明は、レンジ切換機構に限定されず、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機構を備えたシステム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、１２…モータ、４０…統合ＩＣ、４１…マイコン、４６…エンコーダ

Claims (5)

1. 制御対象（１１）の駆動源となるモータ（１２）と、前記モータ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、前記エンコーダの出力信号のカウント値に基づいて前記モータの通電相を順次切り換えて前記モータを回転駆動する制御部（４１）とを備えたモータ制御装置において、
   前記エンコーダの出力信号を受信する機能（以下単に「受信機能」という）と前記モータの各相に通電する機能（以下単に「通電機能」という）のうち少なくとも一方の機能を含む複数の機能を有する統合ＩＣ（４０）と、
   前記統合ＩＣの各機能のうち少なくとも二つの機能についてそれぞれ異常の可能性があるか否かを判定し、その判定結果に基づいて前記統合ＩＣが異常か否かを判定する異常診断部（４１）と
   を備えているモータ制御装置。
2. 前記統合ＩＣは、前記受信機能と前記通電機能を有し、
   前記異常診断部は、前記少なくとも二つの機能として前記受信機能と前記通電機能についてそれぞれ異常の可能性があるか否かを判定し、その判定結果に基づいて前記統合ＩＣが異常か否かを判定する請求項１に記載のモータ制御装置。
3. 前記異常診断部は、前記モータの回転駆動中に前記エンコーダの出力信号のカウント値が更新されているか否かによって前記受信機能の異常の可能性を判定し、前記モータの回転駆動中に前記モータの通電相に電流が流れているか否かによって前記通電機能の異常の可能性を判定する請求項２に記載のモータ制御装置。
4. 前記異常診断部は、前記受信機能と前記通電機能の両方に異常の可能性があると判定した場合、その後、所定時間毎に前記モータの通電相を順次切り換える異常確認動作を実施して前記エンコーダが異常か否かを判定し、前記エンコーダが異常と判定した場合には前記エンコーダの異常を確定し、前記エンコーダが異常ではないと判定し且つ前記モータの通電相に電流が流れていないと判定した場合には前記統合ＩＣの異常を確定する請求項３に記載のモータ制御装置。
5. 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）である請求項１乃至４のいずれかに記載のモータ制御装置。

Images