JP6528638B2 - 電子制御装置 - Google Patents

Description

本発明は、モータの通電相を順次切り替えてロータを目標位置まで回転駆動する電子制御装置に関する。

シフトバイワイヤでは、運転者の操作に応じて複数の通電相に通電してモータを駆動することでシフトチェンジ（レンジの切り替え）を実現している。運転者の操作に対する応答性と正確性を確保するため、モータ回転の高速化とともに確実な減速が求められる。これを実現するためには各相への通電精度が求められるが、インバータやインバータに駆動信号を出力する駆動回路は素子の特性や温度などの条件の影響を受けるため、駆動回路による電流制御に基づく通電精度の向上には限界がある。

これに対して、特許文献１に記載のモータ制御装置では、ロータの現在位置に対する通電相の進相量である速度位相進み補正量Ｋｓを導入し、ロータ回転速度に応じて補正量Ｋｓを可変にしている。これにより、ロータの回転位相に対する通電相の位相進み量を、ロータの回転の状態に応じて補正することができる。例えばロータの回転初期の段階では補正量Ｋｓを小さくすることでトルクが大きくなるようにして加速性能を向上させるとともに、ロータの回転数の上昇に伴って補正量Ｋｓを大きくすることで安定した回転を実現できる。

特開２００４−２３９３１号公報

特許文献１に記載のモータ制御装置では、ロータの回転数を小さくする減速域においては補正量Ｋｓを小さくするように制御されるが、目標位置への高精度な停止には十分に長い減速域、すなわち停止に要する時間を確保する必要があった。換言すれば、減速についての応答性は十分ではない虞があった。これは、加速に要求される電流の立ち上がりと、迅速な減速に要求される電流の立ち下がりを両立できる回路部品の選定が困難であるためである。

本発明は、上記問題点を鑑みてなされたものであり、目標位置への停止精度を保ちつつ減速時の応答性を向上することのできる電子制御装置を提供することを目的とする。

ここに開示される発明は、上記目的を達成するために以下の技術的手段を採用する。なお、特許請求の範囲およびこの項に記載した括弧内の符号は、ひとつの態様として後述する実施形態に記載の具体的手段との対応関係を示すものであって、発明の技術的範囲を限定するものではない。

上記目的を達成するために、本発明は、複数の通電相への通電により回転するロータ（１２）を有するモータ（１０）と、ロータの回転に同期してパルス状のエンコーダ信号を出力するエンコーダ（２０）と、エンコーダ信号の変化に基づいて通電相への通電のオンオフを制御する制御部（４０）と、ロータの回転が、加速域、定速域、減速域のいずれの速度域にあるかを判定する速度域判定部（３０）と、を備えている。そして、制御部は、ロータが減速域にある場合において、複数の通電相のうち通電するべき通電相への通電のオンタイミングはエンコーダ信号の変化点に同期させ、複数の通電相のうち次のエンコーダ信号の変化点でオフさせる通電相への通電のオフタイミングだけをエンコーダ信号の変化点に対して遅延することにより、遅延した通電相による引力がロータの回転方向に対して反対方向に働くように制御することを特徴としている。

これによれば、通電相への通電のオフに係る電流の立ち下がりが従来制御に較べて遅延するのでロータの回転方向と反対向きに力が作用させることができる。このため、ロータの空転を抑制でき、減速に係る角加速度を大きくすることができる。したがって、定速域で回転するロータが停止するまでの時間、すなわち減速域の時間を短縮することができる。つまり、減速に対する応答性を向上することができる。

第１実施形態における電子制御装置の概略構成を示すブロック図である。 ステータおよびロータの構成の一部を示す正面図である。 エンコーダの構成の一部を示す正面図である。 エンコーダ信号変化時における電子制御装置の動作を示すフローチャートである。 ロータの現在位置および位相進み補正量と通電する通電相とを関連付ける変換テーブルである。 電子制御装置による制御にかかるタイミングチャートである。 遅延タイマ満了後における電子制御装置の動作を示すフローチャートである。 ロータに印加される力の様子を示す図である。 時間に対するロータの回転数の変化を示す図である。 第２実施形態における電子制御装置による制御にかかるタイミングチャートである。

以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。なお、以下の各図相互において、互いに同一もしくは均等である部分に、同一符号を付与する。

（第１実施形態）
最初に、図１〜図３を参照して、本実施形態に係る電子制御装置の概略構成について説明する。

この電子制御装置は車両に搭載され、自動変速機によるシフトチェンジを制御する装置である。とくに、運転者のレンジ切り替え操作に応じてＥＣＵ（制御部）がステッピングモータを制御することによってレンジの切り替えを行う、いわゆるシフトバイワイヤを採用した車両に搭載される。

図１に示すように、この電子制御装置１００は、自動変速機を構成するモータ１０と、モータ１０の回転に同期してパルス状の信号を出力するエンコーダ２０と、モータ１０の回転の速度域を判定する速度域判定部３０と、電子制御ユニット（ＥＣＵ）たる制御部４０と、を備えている。制御部４０はモータ１０に電流を供給する駆動回路５０を介してモータ１０の駆動を制御している。

この電子制御装置１００は運転者が操作するシフト操作部２００と電気的に接続されている。シフト操作部２００は運転者のレンジ切り替え操作を検出して、運転者が所望するレンジ情報を制御部４０に出力する。

また、電子制御装置１００は、エンジン３００の動力をトルクおよび回転数を変更して車輪に伝達するギアボックス４００に機械的に接続されている。ギアボックス４００はモータ１０の動力によって嵌合する歯車の組み合わせを変更し、エンジン３００の動力の伝達経路を変更する。すなわち、モータ１０の動力によってシフトチェンジが行われる。

本実施形態におけるモータ１０は、ステッピングモータ（スイッチトリラクタンスモータ：ＳＲモータ）が採用されている。図２に示すように、モータ１０は、ステータ１１とロータ１２がともに突極構造をもつモータで、永久磁石が不要な簡素な構成となっている。円筒状のステータ１１の内周部には、例えば１２個の突極１１ａが等間隔に形成され、これに対して、ロータ１２の外周部には、例えば８個の突極１２ａが等間隔に形成されている。ロータ１２の回転に伴ってロータ１２の突極１２ａがステータ１１の突極１１ａ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１１の突極１１ａにはＵ相、Ｖ相、Ｗ相にそれぞれ割り当てられた巻線１３が順番に巻回されている。なお、ステータ１１の突極１１ａやロータ１２の突極１２ａの数は適宜変更してもよい。

巻線１３に電流が流れるとステータ１１の該当する突極１１ａの内部に磁束が生じて励磁される。ロータ１２の突極１２ａが励磁された突極１１ａに引き寄せられることによってロータ１２の回転が実現される。例えばＵ相、Ｖ相、Ｗ相の順で電流が流されると、ロータ１２は紙面に対して時計回りに回転する。

エンコーダ２０は、磁気式のロータリエンコーダにより構成されている。具体的には、図３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２１がロータ１２に固定されている。ロータリマグネット２１はロータ１２と同軸となるように固定されておりロータ１２の回転とともに回転する。本実施形態におけるロータリマグネット２１はＮ極とＳ極の着磁ピッチが７．５度に設定されている。

また、エンコーダ２０は、ロータリマグネット２１に対向する位置にホール素子等の磁気検出素子２２，２３を有している。磁気検出素子２２はエンコーダ信号のうちＡ信号を出力する。一方、磁気検出素子２３はエンコーダ信号のうちＢ信号を出力する。各磁気検出素子２２，２３の出力するエンコーダ信号は、それぞれの磁気検出素子２２，２３がロータリマグネット２１のＮ極に対向したときにＨｉｇｈとなり、Ｓ極と対向したときＬｏｗとなる。すなわち、エンコーダ信号は、ロータ１２およびロータリマグネット２１が７．５度回転するごとにＨｉｇｈとＬｏｗを周期的に繰り返すように出力される。磁気検出素子２２と磁気検出素子２３とは回転方向に互いに４８．７５度を離れて配置されている。このため、Ａ信号とＢ信号の位相差は、ロータ１２の回転角にして３．７５度となる。換言すれば、Ｂ信号はＡ信号に対して１／４周期だけ遅相して出力される。エンコーダ２０はＡ信号およびＢ信号を制御部４０に出力している。制御部４０はＡ信号およびＢ信号の立ち下がりおよび立ち下がりの変化点、すなわち信号のエッジをカウントしてロータ１２の回転角を検出するとともに、通電するべき通電相を切り替えている。上記したように、Ａ信号とＢ信号の位相差は、ロータ１２の回転角にして３．７５度であるから、エンコーダ信号を１カウントする間にロータ１２は３．７５度回転する。カウント数はロータ１２が正回転するときカウントアップし、逆回転するときカウントダウンするようになっているので、カウンタの初期値が分かっていればカウント数によってロータ１２の現在位置を一意に決めることができる。

速度域判定部３０は、ロータ１２の現在位置の回転角と目標位置の回転角との角度差分Ｘに基づいて速度域を判定する。速度域には、角度差分Ｘが所定の閾値Ｐ以上（Ｘ≧Ｐ）の場合である加速域と、Ｘが所定の閾値Ｐより小さく閾値Ｑ以上（Ｑ≦Ｘ＜Ｐ）の場合である定速域と、Ｘが閾値Ｑより小さい（Ｘ＜Ｑ）の場合である減速域とがある。速度域判定部３０は、角度差分Ｘと閾値Ｐ，Ｑの関係に基づいて速度域を判定している。なお、ロータ１２の回転角とカウント数は一対一に対応するので、Ｘ、Ｐ、Ｑの各値はカウント数に置き換えて考えても良い。

なお、速度域の判定はモータ１０の回転に係る角加速度を検出して判定しても良い。ロータ１２の角加速度が正でありロータ１２の回転が加速している状態であれば加速域である。また、ロータ１２の角加速度がゼロでありロータ１２の角速度がほぼ一定の状態でれば定速域である。また、ロータ１２の角加速度が負でありロータ１２の回転が減少している状態でれば減速域である。具体的には、速度域判定部３０は、例えばＡ信号のカウントアップまたはカウントダウンの間隔が時間に応じて短くなっている場合は加速域であると判定する。また、カウントアップまたはダウンの間隔が一定である場合は定速域であると判定する。また、カウントアップまたはダウンの間隔が時間に応じて長くなっている場合は減速域であると判定する。

ロータ１２の現在位置および角加速度の検出にはエンコーダ２０が出力するエンコーダ信号を用いることができる。速度域判定部３０は、ロータ１２がいずれの速度域にあるかを判定して、その速度域を示す情報を制御部４０に出力している。

制御部４０は、例えばシフトバイワイヤＥＣＵである。制御部４０は駆動回路５０を構成するインバータを制御している。駆動回路５０は制御部４０の指示に基づいてＵ相、Ｖ相、Ｗ相の各通電相に電流を流すようになっている。制御部４０はエンコーダ２０により出力されるエンコーダ信号に基づいてロータ１２の回転数を算出する。そして、制御部４０は、速度域判定部３０により入力されるロータ１２の速度域と回転数に基づいて通電するべき通電相を決定している。なお、位相進み補正を考慮しない場合の通電は、Ｕ相→ＵＶ相→Ｖ相→ＶＷ相→Ｗ相→ＷＵ相→Ｕ相のように一巡するとエンコーダ信号のエッジのカウント数は１２となり、ロータ１２が４５度回転する。また、本実施形態における制御部４０は、通電相への通電のオフタイミングを本来のオフタイミングよりも遅延させるように駆動回路を制御できるようになっている。制御部４０による制御の詳細は後述する。

駆動回路５０は、一般的に知られた３相駆動のインバータ回路である。駆動回路５０は図示しない３対のインバータ回路を有し、各インバータ回路が制御部４０の指示に基づいてＵ相、Ｖ相、Ｗ相の各通電相に電流を供給する。

次に、図４〜図７を参照して、本実施形態にかかる電子制御装置１００の制御について説明する。なお、図４に記載のフローはエンコーダ信号が変化した際に実行され、制御部４０がどの通電相に電流を流すのかを指示する通電指示値を出力までのフローである。

図４に示すように、まずステップＳ１が実行される。ステップＳ１は、制御部４０がロータ１２の回転数を検出するステップである。エンコーダ２０はエンコーダ信号を出力しているが、エンコーダ信号のＨｉｇｈとＬｏｗの相互遷移は７．５度の位相差をもって成される。本実施形態におけるエンコーダ信号はＡ信号とＢ信号とがあり互いの位相差は３．７５度であるから、前回のエンコーダ信号の変化点と今回のエンコーダ信号の変化点とが検出される角度差は３．７５度である。すなわち、エンコーダ信号のエッジを１カウントする間にロータ１２は３．７５度回転する。制御部４０は前回のエンコーダ信号の変化点と今回のエンコーダ信号の変化点とが検出される時間差に基づいて角速度、すなわち回転数を検出する。

次いでステップＳ２が実行される。ステップＳ２は、速度域判定部３０がロータ１２の速度域を判定するステップである。上記したように、速度域には加速域、定速域、減速域がある。速度域判定部３０は、ロータ１２の現在位置の回転角と目標位置の回転角との角度差分Ｘに基づいて速度域を判定する。速度域判定部３０は、角度差分Ｘが所定の閾値Ｐ以上（Ｘ≧Ｐ）の場合に加速域と判定する。また、Ｘが所定の閾値Ｐより小さく閾値Ｑ以上（Ｑ≦Ｘ＜Ｐ）の場合は定速域と判定する。Ｘが閾値Ｑより小さい（Ｘ＜Ｑ）の場合は減速域と判定する。

次いでステップＳ３が実行される。ステップＳ３は、制御部４０が位相進み補正量Ｋｓを算出するステップである。位相進み補正量Ｋｓは、ステップＳ１において算出されたロータ１２の回転数と、ステップＳ２において算出されたロータ１２の速度域とに基づいて算出される。ロータ１２を回転駆動するトルクを発生させるためにはロータ１２の回転位相に対して通電相の位相を進める必要がある。駆動開始後にロータ１２の回転速度が上昇するのに伴ってエンコーダ信号のエッジのカウント数の変化速度が早くなるので通電相の切り替えタイミングも速くなる。ロータ１２の回転数が大きくなると通電相の切り替えタイミングがロータ１２の回転に追従できずに駆動トルクが低下する虞がある。この問題を解消するために、制御部４０は、ロータ１２の回転数と速度域に応じて通電する通電相を予めロータ１２の回転位相に対して先行させるように制御する。先行させる量は回転数と速度域に依存する。この先行させる量が位相進み補正量Ｋｓである。なお、位相進み補正量Ｋｓは７．５度を単位とする角度に相当するが、本実施形態ではカウント数に換算してもよい。

ロータ１２の回転数が大きいほど位相進み補正量Ｋｓは大きくなる。また、制御部４０は、ロータ１２が加速域にあれば位相進み補正量Ｋｓを時間に応じて増加させるように制御する。反対に、ロータ１２が減速域にある場合には位相進み補正量Ｋｓを減少させるように制御する。なお、位相進み補正量Ｋｓの算出については特開２００４−２３９３１号公報に詳しい。

次いでステップＳ４が実行される。ステップＳ４は、制御部４０が通電すべき通電相を決定するステップである。制御部４０は、ロータ１２の現在位置Ｎ（カウント数）、位相進み補正量Ｋｓ（カウント数）および図５に示す変換テーブルに基づいて通電相を決定する。本実施形態における通電相への通電がＵ相→ＵＶ相→Ｖ相→ＶＷ相→Ｗ相→ＷＵ相のように一巡すると、カウント数は１２だけ増減する。よって、現在位置Ｎと位相進み補正量Ｋｓとの和Ｍ（＝Ｄ＋Ｋｓ）を１２で割った剰余は通電相を決定するファクタとなる。図５では、この剰余をＭ ｍｏｄ１２と記載している。

なお、ステップＳ４において決定された通電相は、通電指示値（Ｕ_ｉ，Ｖ_ｉ，Ｗ_ｉ）として算出される。通電指示値は該当する通電相が通電される場合に１となり、非通電の場合に０となる。例えば、Ｍ ｍｏｄ１２＝３であれば（Ｕ_ｉ，Ｖ_ｉ，Ｗ_ｉ）＝（０，０，１）である。また別の例では、Ｍ ｍｏｄ１２＝８であれば（Ｕ_ｉ，Ｖ_ｉ，Ｗ_ｉ）＝（１，１，０）である。

次いでステップＳ５が実行される。ステップＳ５は、制御部４０がロータ１２の速度域が減速域であるか否かを判定するステップである。制御部４０は速度域判定部３０から入力される速度域の情報に基づいて、ロータ１２が減速域にあればＹＥＳ判定とし、ロータ１２が加速域あるいは定速域にあればＮＯ判定とする。

ステップＳ５においてＹＥＳ判定となった場合、すなわちロータ１２が減速域にある場合はステップＳ６に進む。

ステップＳ６は、制御部４０が通電のオフタイミングを遅延させる通電相を算出するステップである。オフタイミングを遅延させないときオフタイミングはエンコーダ信号のエッジに同期するため、オフタイミングを遅延させるとは、通電相への通電のオフタイミングに係る位相をエンコーダ信号の変化点（エッジ）に対して遅相することを意味する。

制御部４０は、切り替え前の前回の通電相と、ステップＳ４により算出された今回の通電相を参照して指示値が１→０のように変化した相を遅相させる通電相として決定する。例えば、前回の通電相がＵ相とＶ相であると仮定する。すなわち、（Ｕ_ｉ−１，Ｖ_ｉ−１，Ｗ_ｉ−１）＝（１，１，０）であると仮定する。そして、ステップＳ４によって算出された今回の通電相がＶ相であるとする。すなわち、（Ｕ_ｉ，Ｖ_ｉ，Ｗ_ｉ）＝（０，１，０）であるとする。指示値が１→０のように変化した通電相はＵ相であるから、制御部４０は通電のオフタイミングを遅相する通電相としてＵ相を選択する。

次いでステップＳ７が実行される。ステップＳ７は、制御部４０が、ステップＳ６で算出された通電相におけるオフタイミングの遅延時間を算出するステップである。つまり、遅延される通電相におけるオフタイミングの、エンコーダ信号のエッジに対する遅相量を算出するステップである。エンコーダ信号はロータ１２の回転数に依存するので、ここで云う遅延時間はロータ１２の回転数を介して換算でき、遅相量と同義である。

遅延時間（遅相量）について図６を参照して説明する。図６はエンコーダ信号であるＡ信号およびＢ信号と、各通電相の指示値と、各通電相に流れる電流の時間変化を示したタイミングチャートである。実線はオフタイミングを遅相した後のチャートを示し、破線は遅相が行われない従来の制御におけるチャートを示している。説明を簡単にするため、図６では位相進み補正量が適用されていない例を図示している。

ステップＳ６における例示を踏襲し、前回の通電相がＵ相とＶ相であると仮定し、今回の通電相がＶ相であると仮定する。通電のオフタイミングが遅相される通電相はＵ相である。このとき、図６に示すように、Ｕ相の通電指示値の遅相に伴ってＵ相に流れる電流の立ち下がりの開始は遅延する。これにより、Ｕ相に流れる電流がゼロになる前に、次に初めてオンする通電相であるＷ相の通電が開始されて電流が流れ始める。すなわち、Ｕ相の通電のオフに係る電流の立ち下がりと、Ｕ相のオフタイミングの後に初めてオンするＷ相の通電オンに係る電流の立ち上がりとの間隔が狭くなる。あるいはＵ相の立ち下がりとＷ相の立ち上がりとがオーバーラップする。逆に言えば、遅相量は、通電のオフに係る電流の立ち下がりと、オフタイミングの後に初めてオンする別の通電相のオンに係る電流の立ち上がりとの間隔が狭くなる、あるいはオーバーラップするように設定される。

このため、遅相量は電流の立ち下がりにおけるスルーレートや、立ち下がり開始時の電流の値に依存する。ここで、電流のスルーレートはステータ１１の突極１１ａに巻回された巻線１３のリアクタンスや抵抗値に依存する。また、立ち下がり開始時の電流の値は巻線１３に電流を供給する電源電圧に依存する。よって、遅相量として、基準となる巻線１３のリアクタンスおよび抵抗値、基準となる電源電圧の条件下で、基準となる基準遅相量θが予め設定されている。すなわち、ステップＳ７において算出される遅延時間（遅相量）は、基準となる巻線１３のリアクタンスおよび抵抗値、基準となる電源電圧の条件下では基準遅相量θに相当する。そして、この条件下では通電のオフに係る電流の立ち下がりと、オフタイミングの後に初めてオンする別の通電相のオンに係る電流の立ち上がりとの間隔を狭くする、あるいはオーバーラップさせることができる。

以降は、制御部４０が、通電のオフに係る電流の立ち下がりと、オフタイミングの後に初めてオンする別の通電相のオンに係る電流の立ち上がりをオーバーラップさせるように制御する例として説明する。

上記したように、電流のスルーレートは巻線１３のリアクタンスや抵抗値に依存し、電流がゼロになるまでの時間は電源電圧に依存する。このため、ステップＳ７において、遅相量の補正量δθを導入することが好ましい。

スルーレートは巻線１３ひいてはモータ１０の温度が高いほど大きくなり、電流がゼロになるまでの時間が短くなる。従って、制御部４０は、モータ１０の温度が基準となる温度に較べて高い条件下ではδθ＞０として遅相量を大きく設定する。これにより、通電のオフに係る電流がゼロになる前に、オフタイミングの後に初めてオンする別の通電相のオンに係る電流が立ち上がるので、両者をオーバーラップさせることができる。

また、巻線１３を流れる電流がゼロになるまでの時間は電源電圧が小さいほど短くなる。従って、制御部４０は、電源電圧が基準となる電源電圧に較べて低下している条件下ではδθ＞０として遅相量を大きく設定する。これにより、通電のオフに係る電流がゼロになる前に、オフタイミングの後に初めてオンする別の通電相のオンに係る電流が立ち上がるので、両者をオーバーラップさせることができる。

さらに、エンコーダ信号の変化点に対して遅相した通電オフのタイミングが、エンコーダ信号の次の変化点よりも前に設定されるように、遅相量に上限を設けることが好ましい。これは、遅相した通電オフのタイミングが、エンコーダ信号の次の変化点を越えると通電パターンが崩れて脱調する虞があるためである。本実施形態においては、制御部４０は、θ＋δθ＜３．７５°を満たすようにδθを設定することが好ましい。エンコーダ信号の変化はロータ１２の回転数に依存するため、遅相量は遅延時間に言い換えることができる。つまり、制御部４０は、オフタイミングの遅延時間をロータ１２が３．７５度回転する前に通電指示値が０になるように設定することが好ましい。

次いでステップＳ８が実行される。ステップＳ８は、制御部４０が、ステップＳ７により算出された遅延時間に基づいて、制御部４０内に設けられ一般的に知られたタイマ回路によって遅延タイマを設定するステップである。この遅延タイマが満了するまで、指示値が１→０のように変化した通電相への通電が継続されることになる。上記例においては、Ｕ相の通電が継続されることになる。

次いでステップＳ９が実行される。ステップＳ９は、制御部４０がオフタイミングの遅相を考慮した通電指示値（Ｕ_ｊ，Ｖ_ｊ，Ｗ_ｊ）を算出して出力するステップである。遅相を考慮した通電指示値は、前回の通電指示値（Ｕ_ｉ−１，Ｖ_ｉ−１，Ｗ_ｉ−１）と今回の通電指示値（Ｕ_ｉ，Ｖ_ｉ，Ｗ_ｉ）の論理和となる。すなわち、（Ｕ_ｊ，Ｖ_ｊ，Ｗ_ｊ）＝（Ｕ_ｉ−１｜Ｕ_ｉ，｜Ｖ_ｉ−１｜Ｖ_ｉ，｜Ｗ_ｉ−１｜Ｗ_ｉ）である。上記例では、（Ｕ_ｉ−１，Ｖ_ｉ−１，Ｗ_ｉ−１）＝（１，１，０）であり、（Ｕ_ｉ，Ｖ_ｉ，Ｗ_ｉ）＝（０，１，０）であるから、（Ｕ_ｊ，Ｖ_ｊ，Ｗ_ｊ）＝（１，１，０）である。この例では、実質、前回の通電指示値が継続して出力されることになる。なお、ステップＳ９において算出された通電指示値は遅延タイマが満了するまで有効である。

このように、ロータ１２が減速域にある場合には、遅相を考慮した通電指示値（Ｕ_ｊ，Ｖ_ｊ，Ｗ_ｊ）が制御部４０から出力され、通電指示値に基づいて駆動回路５０が駆動する。

一方、ステップＳ５において、ロータ１２が加速域あるいは定速域にあればＮＯ判定となる。ステップＳ５においてＮＯ判定となった場合には、図４に示すように、ステップＳ１０が実行される。ステップＳ１０は、制御部４０が、ステップＳ４において算出された今回の通電指示値（Ｕ_ｉ，Ｖ_ｉ，Ｗ_ｉ）を出力するステップである。そして、この通電指示値に基づいて駆動回路５０が駆動する。すなわち、オフタイミングの遅相が行われることなく、通電相の切り替えが実行される。

さて、ステップＳ８においてセットされた遅延タイマが満了すると、制御部４０は図７に示すフローに従って通電指示値を出力する。すなわち、ステップＳ１１が実行される。ステップＳ１１は、制御部４０が、ステップＳ４において算出された今回の通電指示値（Ｕ_ｉ，Ｖ_ｉ，Ｗ_ｉ）を出力するステップである。そして、この通電指示値に基づいて駆動回路５０が駆動する。すなわち、遅延タイマが満了したことを条件に、オフタイミングの遅相が終了して、目的とする通電相への通電が実行される。

次に、本実施形態に係る電子制御装置１００を採用することによる作用効果について説明する。

例えばＵＶ相→Ｖ相→ＶＷ相のように通電相が遷移することを仮定する。ＵＶ相通電の状態からＶ相通電に移行する際には、Ｕ相の通電がオフされてＵ相通電に起因する引力が消失するのでロータ１２の突極１２ａはＶ相通電に起因する引力によって引き寄せられる。これによりロータ１２は回転する。本実施形態では、ロータ１２の回転が減速域にある場合、従来の通電相の切り替えに較べてＵ相通電のオフタイミングを遅延させるため、図８に示すように、従来Ｕ相通電に起因する引力が消失するタイミングでも当該引力が残存する。このため、減速にかかるロータ１２の角加速度を大きくすることができる。

とくに、本実施形態では、Ｕ相通電による電流が、次に通電されるＷ相の電流の立ち上がりにオーバーラップするため、Ｖ相のみの通電の期間においてもＵ相通電に起因する引力が残存する。よって、Ｖ相通電の間も確実に回転方向と反対に向く力をロータ１２に作用させ続けることができる。このため、ロータ１２の回転が停止するまでの時間を短縮することができる。

従来のように位相進み補正量を導入してロータ１２を駆動する方式は、ロータ１２の加速域において定速域に至るまでの時間を短縮でき、運転者のレンジ切り替え操作に対する応答性を向上することを実現した。一方、減速域においては位相進み補正量をほぼ無くした状態で減速する以外になかった。これに対して、本実施形態における電子制御装置１００は、通電相への通電のオフタイミングを遅延させることによって引力を残存させることができるので、図９に示すように、同一のロータ回転量を実現するために要する時間を短縮することができる。すなわち、運転者の操作に対する応答性を向上することができる。

なお、本実施形態では、通電のオフに係る電流の立ち下がりと、オフタイミングの後に初めてオンする別の通電相のオンに係る電流の立ち上がりとがオーバーラップする例を説明したが、必ずしもオーバーラップしていなくても良い。通電のオフに係る電流の立ち下がりを従来制御に較べて遅延するようにすれば、ロータ１２の回転方向に対して反対方向の力が働くので、減速にかかるロータ１２の角加速度を大きくすることができる。

（第２実施形態）
通電相への通電のオフ時、すなわち通電指示値が１→０のように変化する時点において、通電指示値をＰＷＭ制御することによって、通電相に流れる電流の立ち下がりにかかるスルーレートを精度よく制御することができる。なお、電子制御装置１００を構成する要素は第１実施形態と同様であり、ロータ１２の回転数の算出や速度域の判定、オフタイミングを遅延させる通電相の算出等の制御は第１実施形態における説明に準ずるので、詳しい説明を省略する。本実施形態における制御部４０は、オフタイミングを遅延する通電相における通電指示値の出力を第１実施形態とは異なる方法で行う。

図１０に示すように、本実施形態における制御部４０は、遅延タイマが有効である期間において、通電指示値をＰＷＭ制御して出力するようになっている。図１０は、ＵＶ相通電の状態からＶ相通電の状態に遷移する際にＵ相のオフタイミングが遅延する様子を示している。通電相の電流についてのグラフは、実線が本実施形態における電流の挙動を示し、破線は第１実施形態における電流の挙動を示す。第１実施形態において説明したように、Ｕ相のオフタイミングが遅延した状態は図４におけるステップＳ８でセットされた遅延タイマが有効な期間である。本実施形態における制御部４０は遅延タイマが有効となっている期間において、その全体あるいは一部の期間で通電指示値をＰＷＭ制御する。図１０では、Ｕ相通電時のＷ相の遅延期間においてＷ相の通電指示値がＰＷＭ制御されている。また、Ｖ相通電時のＵ相の遅延期間においてＵ相の通電指示値がＰＷＭ制御されている。

これによれば、ＰＷＭ制御を用いずに通電指示値を１→０のように遷移させる場合に較べて、電流の立ち下がりにかかるスルーレートを高精度に制御することができる。これは、ロータ１２の回転を妨げる向きに働く引力を高精度の制御することと同義であるから、ロータ１２の停止位置や停止までに要する減速域の時間を高精度に制御することができる。

（その他の実施形態）
以上、本発明の好ましい実施形態について説明したが、本発明は上記した実施形態になんら制限されることなく、本発明の主旨を逸脱しない範囲において、種々変形して実施することが可能である。

上記した各実施形態において、ステータ１１における突極１１ａの数を１２、ロータ１２における突極１２ａの数を８として説明したが、各突極の数は任意に設定可能であることは言うまでもない。また、エンコーダ２０におけるロータリマグネット２１に着磁される極のピッチも７．５度に限定されるものではない。さらに、上記した各実施形態における通電相はＵ相、Ｖ相、Ｗ相の３相であったが、通電相の数も３相に限定されない。

また、図４において説明したステップＳ１について、ロータ１２の回転数の検出をエンコーダ信号に基づいて行う例を示したが、エンコーダ２０を介することなく、別途回転数センサを用意してもよい。同様に、ステップＳ２における速度域の判定についても、別途回転角センサ等を用意して判定するようにしてもよい。

また、第２実施形態において、ＰＷＭ制御が実施される期間について、遅延タイマが有効になっている一部の期間で通電指示値がＰＷＭ制御される例を説明したが、遅延タイマの有効期間すべてにおいて通電指示値がＰＷＭ制御されるようになっていてもよい。また、第２実施形態においてはＰＷＭ制御中におけるデューティ比について言及していないが、時間の経過とともにデューティ比を小さくするようにすれば、通電相の通電オフにかかる電流の立ち下がりを略線形にでき、より高精度にロータ１２の減速を制御することができる。

１０…モータ，２０…エンコーダ，３０…速度域判定部，４０…制御部，５０…駆動回路，１００…電子制御装置，２００…シフト操作部，３００…エンジン，４００…ギアボックス

Claims (6)

1. 複数の通電相への通電により回転するロータ（１２）を有するモータ（１０）と、
   前記ロータの回転に同期してパルス状のエンコーダ信号を出力するエンコーダ（２０）と、
   前記エンコーダ信号の変化に基づいて前記通電相への通電のオンオフを制御する制御部（４０）と、
   前記ロータの回転が、加速域、定速域、減速域のいずれの速度域にあるかを判定する速度域判定部（３０）と、を備え、
   前記制御部は、前記ロータが減速域にある場合において、複数の前記通電相のうち通電するべき前記通電相への通電のオンタイミングは前記エンコーダ信号の変化点に同期させ、複数の前記通電相のうち次の前記エンコーダ信号の変化点でオフさせる前記通電相への通電のオフタイミングだけを前記エンコーダ信号の変化点に対して遅延することにより、遅延した前記通電相による引力が前記ロータの回転方向に対して反対方向に働くように制御する電子制御装置。
2. 前記制御部は、前記通電相への通電のオフタイミングに係る位相を前記エンコーダ信号の変化点に対して遅延することにより、
   通電のオフに係る電流の立ち下がりと、前記オフタイミングの後に初めてオンする別の前記通電相のオンに係る電流の立ち上がりとがオーバーラップするように制御する請求項１に記載の電子制御装置。
3. 前記制御部は、前記オフタイミングにおける通電をＰＷＭ制御して、前記通電相に流れる電流の立ち下がりにおける電流量を制御する請求項１または請求項２に記載の電子制御装置。
4. 前記エンコーダ信号の変化点に対して遅延した通電オフのタイミングは、前記エンコーダ信号の次の変化点よりも前に設定される請求項１〜３のいずれか１項に記載の電子制御装置。
5. 前記制御部は、前記通電相への通電に係る電源電圧が小さいほど、前記エンコーダ信号の変化点に対する前記オフタイミングの遅延時間を大きくする請求項１〜４のいずれか１項に記載の電子制御装置。
6. 前記制御部は、前記モータの温度が高いほど、前記エンコーダ信号の変化点に対する前記オフタイミングの遅延時間を大きくする請求項１〜５のいずれか１項に記載の電子制御装置。

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