JP6690579B2 - シフトレンジ制御装置 - Google Patents

Description

本発明は、シフトレンジ制御装置に関する。

従来、運転者からのシフトレンジ切り替え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、シフトレンジ切替機構の駆動源として、スイッチトリラクタンスモータを用いている。以下、スイッチトリラクタンスモータを「ＳＲモータ」という。

特許第３８８６０４２号

特許文献１では、エンコーダカウント値の異常が生じた場合、Ｆ／Ｂ制御からオープンループ制御に切り替えている。オープンループ制御では、モータの振動が大きいと、モータの駆動を適切に制御できない虞がある。
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、回転角センサの異常時にシフトレンジを適切に切り替え可能であるシフトレンジ制御装置を提供することにある。

本発明のシフトレンジ制御装置は、ドライバ回路（４１、４２）のスイッチング素子（４１１〜４１６、４２１〜４２６）のオンオフ作動を制御してモータ（１０）を駆動することでシフトレンジを切り替えるものであって、異常判定部（８１）と、正常時制御部（５１）と、異常時制御部（８２）と、を備える。
異常判定部は、モータの回転角度を検出する回転角センサ（１３）の異常を判定する。
正常時制御部は、回転角センサが正常である場合、回転角センサの検出値を用いてモータの駆動を制御する。

異常時制御部は、回転角センサが異常である場合、回転角センサの検出値を用いず、一定の通電相切替期間ごとにオンされるスイッチング素子を切り替えることで通電相を切り替え、ステップ的にモータを駆動する異常時制御を行う。
異常時制御部は、１つの相において同一方向への通電が継続される通電継続期間の少なくとも一部において、デューティが１００％より小さい電流低減期間を設ける。
これにより、回転角センサの異常時において、モータの振動を抑制しつつ、回転角センサの検出値を用いずに、要求シフトレンジに応じた目標位置までモータを適切に回転させることができる。

一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。 一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。 一実施形態によるモータおよびモータドライバを示す回路図である。 一実施形態によるシフトレンジ制御装置を示すブロック図である。 一実施形態による目標速度設定を説明する説明図である。 一実施形態によるＦＦデューティを説明する説明図である。 一実施形態による固定デューティを説明する説明図である。 一実施形態によるオープン駆動制御を説明するタイムチャートである。 一実施形態によるオープン駆動制御時のデューティを説明するタイムチャートである。 一実施形態によるバッテリ電圧と異常時デューティとの関係を示す説明図である。 一実施形態によるバッテリ電圧とデューティ傾きとの関係を示す説明図である。 一実施形態によるシフトバイワイヤ制御処理を説明するフローチャートである。 一実施形態による正常時制御処理を説明するフローチャートである。 一実施形態によるモード判定処理を説明するフローチャートである。 一実施形態によるＰＷＭ制御処理を説明するフローチャートである。 一実施形態による異常時制御処理を説明するフローチャートである。 一実施形態による異常判定処理を説明するフローチャートである。

（一実施形態）
一実施形態によるシフトレンジ制御装置を図１〜図１７に示す。
図１および図２に示すように、シフトレンジ切替システムであるシフトバイワイヤシステム１は、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、シフトレンジ制御装置４０等を備える。
モータ１０は、図示しない車両に搭載されるバッテリ４５（図３参照。）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。モータ１０は、フィードバック制御により電流の大きさを変更可能であって、かつ、相ごとに指令を変更可能なものが用いられる。本実施形態のモータ１０は、永久磁石式のＤＣブラシレスモータである。図３に示すように、モータ１０は、２組の巻線組１１、１２を有する。第１巻線組１１は、Ｕ１コイル１１１、Ｖ１コイル１１２、および、Ｗ１コイル１１３を有する。第２巻線組１２は、Ｕ２コイル１２１、Ｖ２コイル１２２、および、Ｗ２コイル１２３を有する。

図２に示すように、回転角センサとしてのエンコーダ１３は、モータ１０の図示しないロータの回転位置を検出する。エンコーダ１３は、例えば磁気式のロータリーエンコーダであって、ロータと一体に回転する磁石と、磁気検出用のホールＩＣ等により構成される。エンコーダ１３は、ロータの回転に同期して、所定角度ごとにＡ相およびＢ相のパルス信号を出力する。
減速機１４は、モータ１０の回転軸であるモータ軸と出力軸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、および、ディテントスプリング２５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。本実施形態では、ディテントプレート２１がディテントスプリング２５の基部から離れる方向を正回転方向、基部に近づく方向を逆回転方向とする。

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、マニュアルバルブ２８を各レンジに対応する位置に保持するための４つの凹部２２が設けられる。凹部２２は、ディテントスプリング２５の基部側から、Ｄ、Ｎ、Ｒ、Ｐの各レンジに対応している。

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。ディテントローラ２６は、凹部２２のいずれかに嵌まり込む。
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が凹部２２を移動する。ディテントローラ２６が凹部２２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。

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。ディテントプレート２１が逆回転方向に揺動すると、円錐体３２が矢印Ｐの方向に移動する。

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が矢印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が矢印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Ｐ以外のレンジである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４０は、ドライバ回路としてのモータドライバ４１、４２、および、ＥＣＵ５０等を有する。
モータドライバ４１は、第１巻線組１１の通電を切り替える３相インバータであって、スイッチング素子４１１〜４１６がブリッジ接続される。対になるＵ相のスイッチング素子４１１、４１４の接続点には、Ｕ１コイル１１１の一端が接続される。対になるＶ相のスイッチング素子４１２、４１５の接続点には、Ｖ１コイル１１２の一端が接続される。対になるＷ相のスイッチング素子４１３、４１６の接続点には、Ｗ１コイル１１３の一端が接続される。コイル１１１〜１１３の他端は、結線部１１５で結線される。

モータドライバ４２は、第２巻線組１２の通電を切り替える３相インバータであって、スイッチング素子４２１〜４２６がブリッジ接続される。対になるＵ相のスイッチング素子４２１、４２４の接続点には、Ｕ２コイル１２１の一端が接続される。対になるＶ相のスイッチング素子４２２、４２５の接続点には、Ｖ２コイル１２２の一端が接続される。対になるＷ相のスイッチング素子４２３、４２６の接続点には、Ｗ２コイル１２３の一端が接続される。コイル１２１〜１２３の他端は、結線部１２５で結線される。
本実施形態のスイッチング素子４１１〜４１６、４２１〜４２６は、ＭＯＳＦＥＴであるが、ＩＧＢＴ等の他の素子を用いてもよい。

モータドライバ４１とバッテリ４５との間には、モータリレー４６が設けられる。モータドライバ４２とバッテリ４５との間には、モータリレー４７が設けられる。モータリレー４６、４７は、イグニッションスイッチ等である始動スイッチがオンされているときにオンされ、モータ１０側へ電力が供給される。また、モータリレー４６、４７は、始動スイッチがオフされているときにオフされ、モータ１０側への電力の供給が遮断される。
バッテリ４５の高電位側には、バッテリ電圧Ｖｂを検出する電圧センサ４８が設けられる。本実施形態では、バッテリ電圧Ｖｂが「入力電圧」に対応する。
また、シフトレンジ制御装置４０には、モータ電流Ｉｍを検出する図示しない電流センサが設けられる。

ＥＣＵ５０は、スイッチング素子４１１〜４１６、４２１〜４２６のオンオフ作動を制御することで、モータ１０の駆動を制御する。また、ＥＣＵ５０は、車速、アクセル開度、ブレーキスイッチの状態、および、ドライバ要求シフトレンジ等に基づき、変速用油圧制御ソレノイド６の駆動を制御する。変速用油圧制御ソレノイド６を制御することで、変速段が制御される。変速用油圧制御ソレノイド６は、変速段数等に応じた本数が設けられる。本実施形態では、１つのＥＣＵ５０がモータ１０およびソレノイド６の駆動を制御するが、モータ１０を制御するモータ制御用のモータＥＣＵと、ソレノイド制御用のＡＴ−ＥＣＵとを分けてもよい。以下、モータ１０の駆動制御を中心に説明する。

図４に示すように、ＥＣＵ５０は、正常時制御部５１、異常判定部８１、異常時制御部８２、および、信号切替部８３等を備え、マイコン等を主体として構成される。ＥＣＵ５０における各処理は、ＲＯＭ等の実体的なメモリ装置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。

正常時制御部５１は、角度演算部５２、速度演算部５３、角度偏差演算部５４、フィードバック制御部６０、急ブレーキデューティ演算部７０、デューティ切替部７１、電圧補正部７２、ＰＷＭ信号生成部７３、固定相通電制御部７５、反転判定部７６、および、正常信号出力部７７を有する。

角度演算部５２は、エンコーダ１３から出力されるＡ相およびＢ相のパルスに基づき、エンコーダ１３のカウント値である実カウント値Ｃｅｎを演算する。実カウント値Ｃｅｎは、モータ１０の実際の機械角および電気角に応じた値である。すなわち、実カウント値Ｃｅｎは、実際のモータ角度θｍに換算可能な値である。
速度演算部５３は、実カウント値Ｃｅｎに基づき、モータ１０の回転速度であるモータ速度Ｍｓｐを演算する。

角度偏差演算部５４は、図示しないシフトレバー等の操作により入力されるドライバ要求シフトレンジに応じた目標カウント値Ｃｅｎ^*と実カウント値Ｃｅｎとの差を演算する。以下、目標カウント値Ｃｅｎ^*と実カウント値Ｃｅｎと差の絶対値を角度偏差ｅとする。実カウント値Ｃｅｎは「実角度」、目標カウント値Ｃｅｎ^*は「目標角度」とみなすことができる値である。

フィードバック制御部６０は、目標速度設定部６２、フィードバック値設定部６３、速度偏差演算部６４、制御器６５、フィードフォワード項演算部６６、および、加算器６７等を有する。以下適宜、フィードバックを「ＦＢ」、フィードフォワードを「ＦＦ」と記載する。

目標速度設定部６２は、角度偏差ｅに基づき、モータ１０の目標速度である目標モータ速度Ｍｓｐ^*を演算する。目標モータ速度Ｍｓｐ^*は、例えば図５に示すマップに基づき、角度偏差ｅが所定値ｅａ以下の場合、角度偏差ｅが大きいほど大きくなるように設定され、角度偏差ｅが所定値ｅａより大きい場合、所定の最大値とする。また、角度偏差ｅが角度判定閾値ｅ＿ｔｈにて設定速度ｓｐ１（例えば１０００ｒｐｍ）となるようにする。
目標モータ速度Ｍｓｐ^*は、バッテリ電圧Ｖｂが大きくなるほど大きくなるように設定される。

ＦＢ値設定部６３は、モータ１０の制御状態が後述のモード２またはモード３、すなわち定常制御または減速制御のとき、モータ速度Ｍｓｐの位相を進ませる位相進み補償を行い、速度位相進み値Ｍｓｐ＿ｐｌを速度フィードバック値Ｍｓｐ＿ｆｂとする。また、ＦＢ値設定部６３は、モータ１０の制御状態がモード１、すなわち加速制御のとき、位相進み補償を行わず、モータ速度Ｍｓｐを速度フィードバック値Ｍｓｐ＿ｆｂとする。速度位相進み値Ｍｓｐ＿ｐｌについても、「モータ速度」の概念に含まれるものとする。

速度偏差演算部６４は、目標モータ速度Ｍｓｐ^*と速度フィードバック値Ｍｓｐ＿ｆｂとの速度偏差ΔＭｓｐを演算する。
制御器６５は、目標モータ速度Ｍｓｐ^*と速度フィードバック値Ｍｓｐ＿ｆｂとを一致させるべく、速度偏差ΔＭｓｐが０となるように、例えばＰ制御やＰＩ制御等により、ＦＢデューティＤ＿ｆｂを演算する。

ＦＦ項演算部６６は、モータ１０の制御状態に応じたＦＦデューティＤ＿ｆｆを演算する。
加速制御時のＦＦデューティＤ＿ｆｆは、図６（ａ）に示すマップ等に基づいて演算される最大加速デューティであって、モータ速度Ｍｓｐが大きくなるほど大きくなる。本実施形態では、モータ速度Ｍｓｐが目標モータ速度Ｍｓｐ^*以上となるまでの間、最大デューティとなるように、ＦＦデューティＤ＿ｆｆが演算される。
定常制御時のＦＦデューティＤ＿ｆｆは、図６（ｂ）に示すマップ等に基づいて演算される速度維持デューティとする。速度維持デューティは、無負荷時にモータ速度Ｍｓｐを維持するためのデューティであって、モータ速度Ｍｓｐが大きくなるほど大きくなる。
減速制御時のＦＦデューティＤ＿ｆｆは、図６（ｃ）に示すマップ等に基づいて演算される減速補正デューティとする。減速補正デューティは、目標モータ速度Ｍｓｐ^*を実現するための補正デューティである。減速補正デューティは、モータ１０が正方向に回転している場合は負の値であって、モータ速度Ｍｓｐが大きくなるほど小さくなる。すなわち、減速補正デューティは、モータ速度Ｍｓｐが大きくなるほど、絶対値としては大きい値となる。

なお、図６は、モータ１０が正回転方向に回転している場合であって、モータ１０が逆回転方向に回転する場合、ＦＦデューティＤ＿ｆｆの値の正負を反転させる。後述の固定デューティＤｂも同様である。本実施形態では、モータ速度Ｍｓｐに基づいてＦＦデューティＤ＿ｆｆを演算するものとして説明したが、モータ速度Ｍｓｐに替えて、目標モータ速度Ｍｓｐ^*に基づいてＦＦデューティＤ＿ｆｆを演算してもよい。
加算器６７は、ＦＢデューティＤ＿ｆｂとＦＦデューティＤ＿ｆｆとを加算し、補正後ＦＢデューティＤａを演算する。

本実施形態のフィードバック制御では、ＰＷＭ制御等によりデューティを変更することで、コイル１１１〜１１３、１２１〜１２３に流れる電流およびトルクの大きさを変更可能である。
本実施形態では、第１相の高電位側のスイッチング素子と、第２相の低電位側のスイッチング素子とをオンにする、いわゆる１２０°通電により、モータ１０を駆動する。１２０°通電では、第１相および第２相の組み合わせが電気角６０°ごとに入れ替わることで、通電相が切り替わる。これにより、巻線組１１、１２に回転磁界が発生し、モータ１０が回転する。本実施形態では、出力軸１５を正回転方向に回転させるときのモータ１０の回転方向を正方向とする。また、モータ１０が正のトルクを出力するときのデューティを正、負のトルクを出力するときのデューティを負とし、取り得るデューティ範囲を−１００［％］〜１００［％］とする。すなわち、モータ１０を正回転させるとき、デューティを正とし、逆回転させるとき、デューティを負とする。なお、正回転しているモータ１０を停止させるべく、ブレーキトルク（すなわち負トルク）を発生させるとき、モータ１０の回転方向は正回転方向であるが、デューティは負となる。同様に、逆回転しているモータ１０を停止させるべく、ブレーキトルクを発生させるとき、デューティは正となる。

急ブレーキデューティ演算部７０は、急ブレーキ制御時のデューティである固定デューティＤｂを、急ブレーキ制御開始時、すなわち角度偏差ｅが角度判定閾値ｅ＿ｔｈより小さくなったときのモータ速度Ｍｓｐである突入速度Ｍｓｐ＿ｉに応じて演算する。図７に示すように、モータ１０が正回転しているときの固定デューティＤｂは、負の値であって、突入速度Ｍｓｐ＿ｉが所定速度ｓｐ２より小さい場合、突入速度Ｍｓｐ＿ｉが大きいほど絶対値が大きく、所定速度ｓｐ２以上の場合、−１００［％］とする。

デューティ切替部７１は、信号生成に用いるデューティを、補正後ＦＢデューティＤａとするか、固定デューティＤｂとするかを切り替える。本実施形態では、角度偏差ｅが角度判定閾値ｅ＿ｔｈ以上の場合、補正後ＦＢデューティＤａ、角度偏差ｅが角度判定閾値ｅ＿ｔｈより小さい場合、固定デューティＤｂを、信号生成に用いるデューティとして選択し、電圧補正部７２に出力する。

電圧補正部７２は、選択された補正後ＦＢデューティＤａまたは固定デューティＤｂを、バッテリ電圧Ｖｂにて補正し、デューティ指令値を演算する。
ＰＷＭ信号生成部７３は、デューティ指令値および実カウント値Ｃｅｎに基づき、スイッチング素子４１１〜４１６、４２１〜４２６のスイッチングに係る指令信号Ｓｐｗｍを生成する。また、モータ電流Ｉｍが電流制限値Ｉｍ＿ｍａｘを超えないように指令信号Ｓｐｗｍを調整する。

固定相通電制御部７５は、固定相通電制御を行う。固定相通電制御は、モータ１０の回転を停止させるための制御であって、電気角に応じた固定相を選択し、選択された固定相の所定方向に電流が流れるように、スイッチング素子４１１〜４１６、４２１〜４２６のスイッチングに係る指令信号Ｓｆｉｘを生成する。これにより、励磁相が固定される。励磁相が固定されると、モータ１０は、励磁相に応じた所定の電気角にて停止する。固定相通電制御部７５は、現在のロータ位置から最も近い電気角でモータ１０を停止させるように、実カウント値Ｃｅｎに基づいて固定相および通電方向を選択する。

本実施形態では、固定相通電継続時間Ｔａに亘り、固定相通電制御を継続する。固定相通電制御を行う固定相通電期間におけるデューティは、最大デューティで一定とする。また、開始から所定時間が経過するまでの第１期間を最大デューティとし、所定時間経過後から固定相通電制御を終了するまでの第２期間において、固定相通電制御終了時のモータ電流が０となるように、デューティを徐変してもよい。また、第２期間のデューティを、最大デューティより絶対値が小さい所定値としてもよい。固定相通電制御終了時のモータ電流を低減しておくことで、固定相通電制御から通電オフしたときのモータ軸の振動を抑制することができ、出力軸１５が所望の位置にて停止した状態を適切に維持することができる。

反転判定部７６は、実カウント値Ｃｅｎに基づき、モータ１０の回転が反転したか否かを判定する。
正常信号出力部７７は、正常制御時において、モータドライバ４１、４２に出力される信号を切り替える。本実施形態では、モータ１０が、要求シフトレンジに応じた回転方向に回転している場合、すなわち反転前である場合、ＰＷＭ信号生成部７３にて生成された指令信号Ｓｐｗｍを選択し、モータ１０が反転した場合、固定相通電制御部７５にて生成される指令信号Ｓｆｉｘを選択する。

異常判定部８１は、エンコーダ１３の異常を監視する。異常判定部８１は、モータ通電中において、実カウント値Ｃｅｎが異常継続時間Ｔｅに亘って変化しなかった場合、エンコーダ１３に異常が生じていると判定する。エンコーダ１３の異常には、エンコーダ１３そのものの異常に限らず、エンコーダ１３と接続される配線の断線等も含む。
異常時制御部８２は、エンコーダ１３に異常が生じた場合、異常時制御として、実カウント値Ｃｅｎを用いず、通電相をじかに制御するオープン駆動制御を行う。オープン駆動制御では、所定の通電相切替期間Ｐｃ（例えば５［ｍｓ］）ごとに通電相が切り替わるように、スイッチング素子４１１〜４１６、４２１〜４２６のオンオフを制御する。

信号切替部８３は、異常判定部８１の異常判定結果に応じ、モータドライバ４１、４２に出力する信号を切り替える。具体的には、エンコーダ１３が正常である場合、正常信号出力部７７にて選択された信号をモータドライバ４１、４２に出力する。また、エンコーダ１３が異常である場合、異常時制御部８２にて生成された信号をモータドライバ４１、４２に出力する。

オープン駆動制御を、図８および図９に基づいて説明する。以下、シフトレンジをＰレンジからＤレンジに変更すべく、モータ１０を正方向に回転させる場合を例に説明する。
図８（ａ）に示すように、時刻ｘ１以前のシフトレンジはＰレンジであり、このときのモータ角度をθｐとする。時刻ｘ１にてドライバ要求シフトレンジがＰレンジからＤレンジに切り替わると、一点鎖線で示すように、モータ角度θｍの目標位置が角度θｄに設定される。エンコーダ１３が正常であるとき、実線で示すように、実カウント値Ｃｅｎを用いたフィードバック制御によりモータ１０を駆動することで、速やかにモータ１０を角度θｄまで回転させる。
一方、エンコーダ１３が異常である場合、エンコーダ１３のカウント値を用いたフィードバック制御が行えないので、実カウント値Ｃｅｎを用いないオープン駆動制御にて、モータ１０を角度θｄまで回転させる。オープン駆動制御では、破線で示すように、モータ１０の振動を抑制すべく、正常時より時間をかけてモータ１０を角度θｄまで回転させる。

図８（ｂ）は、図８（ａ）中のＺ部を拡大した図である。ここでは、通電相の切り替えによる理論上のモータ角度θｍを破線で示し、デューティ１００％にてオープン駆動制御を行った場合のモータ角度θｍを実線で示す。図８（ｂ）では、デューティ１００％でのオープン駆動時のモータ角度θｍは、通電相切替期間Ｐｃの１回分について記載した。
図８（ｂ）に示すように、オープン駆動制御では、通電相切替期間Ｐｃごとに通電相を切り替えることで、ステップ的にモータ１０を駆動する。本実施形態では、モータ１０として、ＳＲモータと比較してトルクが大きいＤＣブラシレスモータを用いている。そのため、デューティを１００［％］とし、通電継続期間Ｐｋ（図９参照）に亘って、通電相のスイッチング素子をオンし続けると、図８（ｂ）に実線で示すように、モータ１０の振動が大きく、モータ１０の駆動を適切に制御できない虞がある。以下適宜、モータ１０の振動が大きく、モータ１０の駆動を適切に制御できないことを、「脱調」とする。

本実施形態におけるオープン駆動制御時のデューティを図９に示す。図９では、上から順に、Ｕ相上アーム素子であるスイッチング素子４１１、Ｕ相下アーム素子であるスイッチング素子４１４、Ｖ相上アーム素子であるスイッチング素子４１２、Ｖ相下アーム素子であるスイッチング素子４１５、Ｗ相上アーム素子であるスイッチング素子４１３、Ｗ相下アーム素子であるスイッチング素子４１６のオープン駆動制御におけるデューティを示している。図９中では、Ｕ相上アーム素子を「Ｕ上」といった具合に、省略して記載した。
モータドライバ４２のスイッチング素子４２１〜４２６のスイッチングパターンは、モータドライバ４１と同様であるので、説明を省略する。なお、モータドライバ４１、４２にて、通電位相差を持たせてもよい。
なお、図９では、煩雑になることを避けるため、通電相切替期間Ｐｃについては１周期分のみ記載した。

図９に示すように、オープン駆動制御では、通電相切替期間Ｐｃごとにオンされるスイッチング素子を切り替えている。また本実施形態では、オープン駆動制御時の異常時デューティＤｆを１００％より小さくしている。
図１０に示すように、異常時デューティＤｆは、バッテリ電圧Ｖｂに応じて設定される。具体的には、バッテリ電圧Ｖｂの正常下限値Ｖｂ１のときのデューティを１００％より小さい値Ｄｆ１とし、バッテリ電圧Ｖｂが所定電圧Ｖｂ２より小さい場合、バッテリ電圧Ｖｂが大きくなるほど、異常時デューティＤｆは小さくなる。バッテリ電圧Ｖｂが所定電圧Ｖｂ２以上の場合、異常時デューティＤｆを所定値Ｄｆ２（例えば３０％）とする。

図９に示すように、例えば、スイッチング素子４１１、４１５をオンにし、Ｕ１コイル１１１からＶ１コイル１１２に電流が流れるＵＶ相通電時では、スイッチング素子４１１、４１５は、オン期間の割合が異常時デューティＤｆとなるように、オンオフ作動が制御される。デューティを１００％より小さい異常時デューティＤｆとすることで、デューティを１００％としてスイッチング素子４１１、４１５をオンしつづける場合と比較し、通電量を抑えることができる。通電相が異なる場合も同様、該当するスイッチング素子のオン時間の割合が異常時デューティＤｆとなるようにオンオフ作動を制御することで、オンしつづける場合と比較し、通電量を抑えることができる。
これにより、モータ１０の振動が抑制され、脱調を防ぐことができる。

また、通電継続期間Ｐｋの開始時および終了時において、デューティを徐変させる。詳細には、通電継続期間Ｐｋの開始時において、デューティを徐々に増加させ、バッテリ電圧Ｖｂに応じて設定される異常時デューティＤｆとなるようにする。また、通電継続期間Ｐｋの終了時には、デューティを徐々に減少させ、０となるようにする。

図１１に示すように、通電継続期間Ｐｋの開始時および終了時において、デューティを徐変させるときの単位時間あたりのデューティ変化量を、デューティ傾きΔＤとする。デューティ傾きΔＤは、バッテリ電圧Ｖｂに応じて設定される。具体的には、デューティ傾きΔＤの絶対値は、バッテリ電圧Ｖｂの正常下限値Ｖｂ１のとき、最大値ΔＤ１とし、バッテリ電圧Ｖｂが所定電圧Ｖｂ３より小さい場合、バッテリ電圧Ｖｂが大きくなるほど、デューティ傾きΔＤの絶対値は小さくなる。バッテリ電圧Ｖｂが所定電圧Ｖｂ３以上の場合、デューティ傾きΔＤの絶対値を所定値ΔＤ２とする。
通電継続期間Ｐｋの開始時および終了時のデューティを徐変させることで、通電相の切り替えに伴う電流の急変が抑制される。これにより、モータ１０の振動が抑制され、脱調を防ぐことができる。

なお、所定電圧Ｖｂ２、Ｖｂ３は、同じ値としてもよいし、異なる値としてもよい。また、通電継続期間Ｐｋの開始時と終了時とで、別のマップを用い、デューティ傾きΔＤの絶対値が異なっていてもよい。
また、図１０および図１１では、異常時デューティＤｆおよびデューティ傾きΔＤがバッテリ電圧Ｖｂの上昇に伴って線形的に減少する例を説明したが、非線形的に減少するようにしてもよいし、ステップ的に減少するようにしてもよい。

本実施形態のシフトバイワイヤ制御処理を図１２のフローチャートに基づいて説明する。この処理は、イグニッションスイッチ等である始動スイッチがオンされている期間に、ＥＣＵ５０にて所定の周期で実行される。以下、ステップＳ１００の「ステップ」を省略し、単に記号「Ｓ」と記す。他のステップについても同様である。

最初のＳ１００では、エンコーダ異常フラグがセットされているか否かを判断する。図中、エンコーダ異常フラグを「Ｘ＿ＦＡＩＬ」とし、エンコーダ異常フラグがセットされている状態を「１」、セットされていない状態を「０」とする。エンコーダ異常フラグがセットされていないと判断された場合（Ｓ１００：ＮＯ）、Ｓ２００へ移行し、ＥＣＵ５０は、正常時制御を実施する。エンコーダ異常フラグがセットされていると判断された場合、Ｓ３００へ移行し、ＥＣＵ５０は、異常時制御を実施する。
Ｓ２００またはＳ３００に続いて移行するＳ４００では、ＥＣＵ５０は、異常判定処理を行う。

Ｓ２００における正常時制御処理を図１３のフローチャートに基づいて説明する。
正常時制御処理の説明に先立ち、モータ１０の制御モードをまとめておく。モード１は「加速制御」であって、モータ１０の回転を加速させる。モード２は「定常制御」であってモータ１０の回転速度を略一定に保持する。モード３は「減速制御」であって、モータ１０の回転を減速させる。モード４は「急ブレーキ制御」であって、モータ１０の回転に急ブレーキをかける。モード５は「固定相通電制御」であって、モータ１０を停止させる。モード０は「通電オフ制御」であって、モータ１０への通電を停止する。

Ｓ２０１では、ＥＣＵ５０は、ドライバ要求シフトレンジが変化したか否かを判断する。ドライバ要求シフトレンジが変化していないと判断された場合（Ｓ２０１：ＮＯ）、Ｓ２０３へ移行する。ドライバ要求シフトレンジが変化したと判断された場合（Ｓ２０１：ＹＥＳ）、Ｓ２０２へ移行する。

Ｓ２０２では、ＥＣＵ５０は、モータ１０への通電フラグをオンにする。また、ＥＣＵ５０は、制御状態を加速制御であるモード１とする。
Ｓ２０３では、ＥＣＵ５０は、通電フラグがオンされているか否かを判断する。通電フラグがオフであると判断された場合（Ｓ２０３：ＮＯ）、Ｓ２１０へ移行する。通電フラグがオンであると判断された場合（Ｓ２０３：ＹＥＳ）、Ｓ２０４へ移行する。
Ｓ２０４では、目標速度設定部６２は、目標モータ速度Ｍｓｐ^*をセットする。
Ｓ２０５では、正常時制御部５１は、モード判定処理を行う。

モード判定処理を、図１４に基づいて説明する。
Ｓ２５１では、正常時制御部５１は、制御モードがモード１か否かを判断する。制御モードがモード１ではないと判断された場合（Ｓ２５１：ＮＯ）、Ｓ２５４へ移行する。制御モードがモード１であると判断された場合（Ｓ２５１：ＹＥＳ）、Ｓ２５２へ移行する。

Ｓ２５２では、正常時制御部５１は、目標モータ速度Ｍｓｐ^*が現在のモータ速度Ｍｓｐより小さいか否かを判断する。目標モータ速度Ｍｓｐ^*が現在のモータ速度Ｍｓｐ以上であると判断された場合（Ｓ２５２：ＮＯ）、モード１を継続する。目標モータ速度Ｍｓｐ^*が現在のモータ速度Ｍｓｐより小さいと判断された場合（Ｓ２５２：ＹＥＳ）、Ｓ２５３へ移行する。
Ｓ２５３では、正常時制御部５１は、制御モードを定常制御であるモード２とする。

制御モードがモード１ではないと判断された場合（Ｓ２５１：ＮＯ）に移行するＳ２５４では、正常時制御部５１は、制御モードをモード２か否かを判断する。制御モードがモード２ではないと判断された場合（Ｓ２５４：ＮＯ）、Ｓ２５７へ移行する。制御モードがモード２であると判断された場合（Ｓ２５４：ＹＥＳ）、Ｓ２５５へ移行する。

Ｓ２５５では、正常時制御部５１は、目標モータ速度の今回値Ｍｓｐ^*（ｎ）が、前回値Ｍｓｐ^*（ｎ−１）より小さいか否かを判断する。目標モータ速度のＭｓｐ^*（ｎ）が、前回値Ｍｓｐ^*（ｎ−１）以上であると判断された場合（Ｓ２５５：ＮＯ）、モード２を継続する。目標モータ速度のＭｓｐ^*（ｎ）が、前回値Ｍｓｐ^*（ｎ−１）より小さいと判断された場合（Ｓ２５５：ＹＥＳ）、Ｓ２５６へ移行する。
Ｓ２５６では、正常時制御部５１は、制御モードを減速制御であるモード３とする。

制御モードがモード１、２ではないと判断された場合（Ｓ２５４：ＮＯ）に移行するＳ２５７では、正常時制御部５１は、制御モードがモード３か否かを判断する。制御モードがモード３ではないと判断された場合（Ｓ２５７：ＮＯ）、Ｓ２６０へ移行する。制御モードがモード３であると判断された場合（Ｓ２５７：ＹＥＳ）、Ｓ２５８へ移行する。

Ｓ２５８では、正常時制御部５１は、角度偏差ｅが角度判定閾値ｅ＿ｔｈより小さいか否かを判断する。角度偏差ｅが角度判定閾値ｅ＿ｔｈ以上であると判断された場合（Ｓ２５８：ＮＯ）、モード３を継続する。角度偏差ｅが角度判定閾値ｅ＿ｔｈより小さいと判断された場合（Ｓ２５８：ＹＥＳ）、Ｓ２５９へ移行する。
Ｓ２５９では、正常時制御部５１は、制御モードを急ブレーキ制御であるモード４とする。

制御モードがモード１〜３ではないと判断された場合（Ｓ２５７：ＮＯ）に移行するＳ２６０では、正常時制御部５１は、制御モードがモード４か否かを判断する。制御モードがモード４ではないと判断された場合（Ｓ２６０：ＮＯ）、Ｓ２６３へ移行する。制御モードがモード４であると判断された場合（Ｓ２６０：ＹＥＳ）、Ｓ２６１へ移行する。

Ｓ２６１では、反転判定部７６は、モータ１０が反転したか否かを判断する。ここで、シフトレンジの切り替え前後のレンジに基づいて決定される回転方向とは逆方向にモータ１０が回転したら、モータ１０が反転したと判断する。モータ１０が反転していないと判断された場合（Ｓ２６１：ＮＯ）、モード４を継続する。モータ１０が反転したと判断された場合（Ｓ２６１：ＹＥＳ）、Ｓ２６２へ移行する。
Ｓ２６２では、正常時制御部５１は、制御モードを固定相通電制御であるモード５とする。

制御モードがモード１〜４ではないと判断された場合（Ｓ２６０：ＮＯ）に移行するＳ２６３では、制御モードはモード５であって、正常時制御部５１は、固定相通電制御の継続時間を計時するタイマのカウント値であるタイマ値Ｔｃをインクリメントする。
Ｓ２６４では、ＥＣＵ５０は、タイマ値Ｔｃが継続時間判定閾値Ｔｔｈより大きいか否かを判断する。継続時間判定閾値Ｔｔｈは、固定相通電制御を継続する固定相通電継続時間Ｔａ（例えば１００ｍｓ）に応じて設定される値である。タイマ値Ｔｃが継続時間判定閾値Ｔｔｈ以下であると判断された場合（Ｓ２６４：ＮＯ）、モード５を継続する。タイマ値Ｔｃが継続時間判定閾値Ｔｔｈより大きいと判断された場合（Ｓ２６４：ＹＥＳ）、Ｓ２６５へ移行する。
Ｓ２６５では、正常時制御部５１は、制御モードを通電オフ制御であるモード０とする。

図１３に戻り、モード判定処理に続いて移行するＳ２０６では、正常時制御部５１は、制御モードがモード１〜４のいずれかであるか否かを判断する。制御モードがモード１〜４のとき、モータ１０はＰＷＭ制御される。制御モードがモード１〜４以外であると判断された場合（Ｓ２０６：ＮＯ）、Ｓ２０８へ移行する。制御モードがモード１〜４のいずれかであると判断（Ｓ２０６：ＹＥＳ）、Ｓ２０７へ移行する。

Ｓ２０７では、正常時制御部５１は、ＰＷＭ制御によりモータ１０の駆動を制御する。
ＰＷＭ制御を、図１５に基づいて説明する。
Ｓ２７１では、正常時制御部５１は、制御モードがモード１〜３のいずれかであるか否かを判断する。制御モードがモード１〜３のとき、モータ１０はフィードバック制御される。制御モードがモード１〜３ではない、すなわちモード４であると判断された場合（Ｓ２７１：ＮＯ）、Ｓ２７８へ移行する。制御モードがモード１〜３のいずれかであると判断された場合（Ｓ２７１：ＹＥＳ）、Ｓ２７２へ移行する。

Ｓ２７２では、正常時制御部５１は、制御モードがモード１か否かを判断する。制御モードがモード１であると判断された場合（Ｓ２７２：ＹＥＳ）、Ｓ２７３へ移行する。制御モードがモード１ではない、すなわちモード２またはモード３であると判断された場合（Ｓ２７２：ＮＯ）、Ｓ２７４へ移行する。

Ｓ２７３では、フィードバック値設定部６３は、モータ速度Ｍｓｐを速度フィードバック値Ｍｓｐ＿ｆｂとして、速度偏差演算部６４に出力する。
Ｓ２７４では、フィードバック値設定部６３は、モータ速度Ｍｓｐの位相進み補償値Ｍｓｐ＿ｐｌを速度フィードバック値Ｍｓｐ＿ｆｂとして、速度偏差演算部６４に出力する。

Ｓ２７５では、制御器６５は、フィードバックデューティＤ＿ｆｂを演算する。
Ｓ２７６では、フィードフォワード項演算部６６は、制御モードに応じたフィードフォワードデューティＤ＿ｆｆを演算する。
Ｓ２７７では、加算器６７は、フィードバックデューティＤ＿ｆｂとフィードフォワードデューティＤ＿ｆｆとを加算し、補正後フィードバックデューティＤａを演算する。

制御モードがモード４であると判断された場合（Ｓ２７１：ＮＯ）に移行するＳ２７８では、急ブレーキデューティ演算部７０は、突入速度Ｍｓｐ＿ｉに応じて固定デューティＤｂを設定する。固定デューティＤｂが設定されている場合は、設定済みの値を維持する。
Ｓ２７９では、ＰＷＭ信号生成部７３は、演算された補正後フィードバックデューティＤａまたは固定デューティＤｂに基づいて指令信号Ｓｐｗｍを生成する。ＥＣＵ５０は、生成された指令信号Ｓｐｗｍに基づいてモータ１０の駆動を制御する。

図１３に戻り、制御モードがモード１〜４以外であると判断された場合（Ｓ２０６：ＮＯ）に移行するＳ２０８では、正常時制御部５１は、制御モードがモード５か否かを判断する。制御モードがモード５であると判断された場合（Ｓ２０８：ＹＥＳ）、Ｓ２０９へ移行する。制御モードがモード５ではないと判断された場合（Ｓ２０８：ＮＯ）、すなわち制御モードがモード０である場合、Ｓ２１０へ移行する。
Ｓ２０９では、正常時制御部５１は、固定相通電制御を行う。詳細には、固定相通電制御部７５は、実カウント値Ｃｅｎに応じた固定相に通電する指令信号Ｓｆｉｘを生成する。ＥＣＵ５０は、生成された指令信号Ｓｆｉｘに基づいてモータ１０の駆動を制御する。
Ｓ２１０では、ＥＣＵ５０は、モータ１０への通電をオフにする。

Ｓ３００における異常時制御処理を図１６のフローチャートに基づいて説明する。異常時制御処理では、異常時制御処理開始からの経過時間が計時されている。
Ｓ３０１では、異常時制御部８２は、モータ１０に通電中か否かを判断する。通電中か否かは、例えば通電フラグに基づいて判断される。通電中ではないと判断された場合（Ｓ３０１：ＮＯ）、Ｓ３０９へ移行する。通電中であると判断された場合（Ｓ３０１：ＹＥＳ）、Ｓ３０２へ移行する。

Ｓ３０２では、異常時制御部８２は、バッテリ電圧Ｖｂに基づいて異常時デューティＤｆを設定する。
Ｓ３０３では、異常時制御部８２は、バッテリ電圧Ｖｂに基づいてデューティ傾きΔＤを設定する。
Ｓ３０４では、異常時制御部８２は、異常時制御処理開始からの経過時間に応じた各相のデューティを設定する。

Ｓ３０５では、異常時制御部８２は、異常時制御処理開始からの経過時間に基づき、通電相の切替タイミングか否かを判断する。通電相の切替タイミングであると判断された場合（Ｓ３０５：ＹＥＳ）、Ｓ３０６へ移行する。通電相の切替タイミングではないと判断された場合（Ｓ３０５：ＮＯ）、Ｓ３０７へ移行する。

Ｓ３０６では、異常時制御部８２は、通電相を切り替える。具体的には、オフからオン状態に切り替えるスイッチング素子のデューティが、デューティ傾きΔＤにて異常時デューティＤｆとなるように、デューティを徐変させる。また、オン状態からオフに切り替えるスイッチング素子のデューティが、傾き−ΔＤにて０となるように、デューティを徐変させる。
Ｓ３０７では、異常時制御部８２は、通電相を切り替えずに現在の通電相を継続する。具体的には、制御対象のスイッチング素子を変更せず、Ｓ３０２にて設定された異常時デューティＤｆでのオンオフ作動を継続する。

Ｓ３０８では、異常時制御部８２は、モータ１０が目標位置まで回転したか否かを判断する。異常時制御処理では、エンコーダ１３のカウント値を用いることができないため、通電相の切替回数のカウント値、または、異常時制御処理開始からの経過時間等に基づいて判断する。モータ１０が目標位置まで回転していないと判断された場合（Ｓ３０８：ＮＯ）、Ｓ３０９の処理を行わない。モータ１０が目標位置まで回転したと判断された場合（Ｓ３０８：ＹＥＳ）、Ｓ３０９へ移行する。
Ｓ３０９では、ＥＣＵ５０は、モータ１０への通電をオフにする。モータ１０への通電がオフであれば、通電オフを継続する。

Ｓ４００における異常判定処理を図１７のフローチャートに基づいて説明する。
Ｓ４０１では、異常判定部８１は、モータ１０に通電中か否かを判断する。通電中か否かは、Ｓ３０１での判断と同様、例えば通電フラグに基づいて判断される。通電中ではないと判断された場合（Ｓ４０１：ＮＯ）、Ｓ４０２以降の処理を行わない。通電中であると判断された場合（Ｓ４０１：ＹＥＳ）、Ｓ４０２へ移行する。

Ｓ４０２では、異常判定部８１は、エンコーダ１３の実カウント値Ｃｅｎが異常継続時間Ｔｅ内に変化したか否かを判断する。異常継続時間Ｔｅ内に実カウント値Ｃｅｎが変化したと判断された場合（Ｓ４０２：ＹＥＳ）、Ｓ４０３へ移行する。異常継続時間Ｔｅに亘って実カウント値Ｃｅｎが変化していないと判断された場合（Ｓ４０２：ＮＯ）、Ｓ４０４へ移行する。
Ｓ４０３では、異常判定部８１は、エンコーダ異常フラグをリセットする。
Ｓ４０４では、異常判定部８１は、エンコーダ異常フラグをセットする。

本実施形態では、モータ通電中に異常継続時間Ｔｅに亘って実カウント値Ｃｅｎが変化しなかった場合、エンコーダ１３に異常が生じていると判定する。エンコーダ１３が異常である場合、異常時制御として、エンコーダ１３のカウント値である実カウント値Ｃｅｎを用いないオープン駆動制御とする。オープン駆動制御では、周期的に通電相を切り替えていくことで、実カウント値Ｃｅｎを用いずに、モータ１０を駆動可能である。これにより、エンコーダ１３が異常になった場合であっても、シフトレンジを適切に切り替え可能であり、リンプホーム性能が向上する。

本実施形態では、オープン駆動制御時における異常時デューティＤｆを１００％より小さい値としているので、デューティを１００％とする場合と比較し、モータ１０への通電量が抑えられる。これにより、モータ１０の振動が抑制され、脱調することなく、要求シフトレンジに応じた目標位置まで、モータ１０を適切に回転させることができる。
また、通電相切替時におけるデューティを徐変させることで、通電相の切り替えに伴う電流の急変が抑制される。これにより、通電相の切り替えに伴うモータ１０の振動が抑制され、脱調することなく、要求シフトレンジに応じた目標位置まで、モータ１０を適切に回転させることができる。

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４０は、モータドライバ４１、４２のスイッチング素子４１１〜４１６、４２１〜４２６のオンオフ作動を制御してモータ１０をすることでシフトレンジを切り替えるシフトレンジ制御装置であって、異常判定部８１と、正常時制御部５１と、異常時制御部８２と、を備える。
異常判定部８１は、モータ１０の回転角度を検出するエンコーダ１３の異常を検出する。
正常時制御部５１は、エンコーダ１３が正常である場合、エンコーダ１３の検出値を用いてモータ１０の駆動を制御する。
異常時制御部８２は、エンコーダ１３が異常である場合、エンコーダ１３の検出値を用いず、通電相切替期間Ｐｃごとに通電相を切り替える異常時制御であるオープン駆動制御を行う。
異常時制御部８２は、１つの相において同一方向への通電が継続される通電継続期間Ｐｋの少なくとも一部において、デューティが１００％より小さい電流低減期間を設ける。

例えば、Ｕ相のスイッチング素子４１１がオン、４１４がオフであれば、Ｕ１コイル１１１には、結線部１１５に流れ込む方向への通電が継続される。ここで、デューティが１００％であれば、スイッチング素子４１１のオン状態が通電継続期間Ｐｋに亘って継続される。本実施形態では、通電継続期間Ｐｋの少なくとも一部において、デューティを１００％より小さくし、スイッチング素子４１１がオフされる期間を設けることで、デューティ１００％のときよりも、電流が低減される。
これにより、エンコーダ１３の異常時において、モータ１０の振動を抑制しつつ、エンコーダ１３の検出値を用いずに、要求シフトレンジに応じた目標位置までモータ１０を適切に回転させることができる。

異常時制御部８２は、通電継続期間Ｐｋの全期間において、デューティを１００％より小さい異常時デューティＤｆとする。これにより、通電継続期間Ｐｋに亘って電流を抑制できるので、モータ１０の振動を適切に抑制することができる。
異常時デューティＤｆは、バッテリ電圧Ｖｂに応じて可変である。これにより、バッテリ電圧Ｖｂに応じ、より適切にモータ１０の振動を抑制することができる。

異常時制御部８２は、通電継続期間Ｐｋの開始時において、オフからオン状態に切り替えるスイッチング素子４１１〜４１６、４２１〜４２６のデューティを、０から所定のデューティまで徐変させる。本実施形態では、異常時デューティＤｆまでデューティを徐変させる。
また、異常時制御部８２は、通電継続期間Ｐｋの終了時において、オン状態からオフに切り替えるスイッチング素子４１１〜４１６、４２１〜４２６のデューティを０まで徐変させる。
これにより、通電相の切替時における電流の急変が抑制されるので、モータ１０の振動を適切に抑制することができる。
ここで「オン状態」とは、所定のデューティでオンオフが繰り返されている状態を意味する。なお、デューティが１００％であれば、該当するスイッチング素子４１１〜４１６、４２１〜４２６がオンされ続けている。

通電継続期間の開始時または終了時におけるデューティ徐変時のデューティ傾きΔＤは、バッテリ電圧Ｖｂに応じて可変である。これにより、バッテリ電圧Ｖｂに応じ、より適切にモータ１０の振動を抑制することができる。

（他の実施形態）
上記実施形態では、異常時制御において、通電継続期間の全期間に亘るデューティを１００％より小さい異常時デューティとするとともに、通電継続期間の開始時および終了時にデューティを徐変させる。他の実施形態では、異常時制御において、通電継続期間の全期間において、デューティを１００％より小さい異常時デューティにする場合、通電継続期間の開始時におけるデューティを徐変させず、通電継続期間の開始とともに、デューティを異常時デューティとしてもよい。また、通電継続期間の全期間において、デューティを１００％より小さい異常時デューティとする場合、通電継続期間の終了時におけるデューティを徐変させず、通電継続期間の終了とともに、デューティを０としてもよい。

他の実施形態では、異常時制御において、通電継続期間の開始時または終了時にデューティを徐変させる場合、デューティ徐変時以外の期間のデューティを１００％とし、該当するスイッチング素子をオンし続けてもよい。この場合、デューティ徐変を行っている期間が、電流低減期間となる。
このようにしても、異常時制御において、通電継続期間の少なくとも一部において、デューティが１００％より小さい電流低減期間が設けられることになるので、通電継続期間の全期間をデューティ１００％で通電したときよりも通電量が低減される。これにより、モータの振動が抑制され、脱調することなくモータ１０を目標位置まで回転させることができる。

上記実施形態では、異常時デューティは、入力電圧に応じて可変である。他の実施形態では、異常時デューティは、入力電圧によらず、所定値としてもよい。
上記実施形態では、通電継続期間の開始時および終了時におけるデューティ傾きは、入力電圧に応じて可変である。他の実施形態では、通電継続開始時の開始時および終了時の少なくとも一方におけるデューティ傾きは、入力電圧によらず、所定値としてもよい。
上記実施形態では、入力電圧はバッテリ電圧である。他の実施形態では、モータドライバに入力される電圧に係る値であれば、バッテリ電圧以外の値としてもよい。

上記実施形態では、通電相切替期間は、一定である。他の実施形態では、異常時制御の開始からの所定回数までは、所定回数の通電相の切替後よりも、通電相切替期間が長くなるようにしてもよい。モータの振動がより生じやすい異常時制御開始直後の通電相切替期間を長くすることで、異常時制御開始時におけるモータの振動を適切に抑制することができる。

上記実施形態では、モータは、永久磁石式の３相ブラシレスモータである。他の実施形態では、モータは、３相ブラシレスモータに限らず、どのようなモータを用いてもよい。また、上記実施形態では、モータに２組の巻線組が設けられる。他の実施形態では、モータの巻線組は、１組でもよいし３組以上であってもよい。

上記実施形態では、正常時制御において、回転角センサの検出値を用い、角度偏差に基づいて目標速度を設定し、速度フィードバック制御によりモータの駆動を制御する。また、速度フィードバック制御から急ブレーキ制御、固定相通電制御と切り替えていくことで、モータを目標位置にて停止させる。
他の実施形態では、正常時制御は、回転角センサの検出値を用いる制御であれば、どのような制御であってもよい。

上記実施形態では、いわゆる１２０°通電により、モータの駆動を制御する。他の実施形態では、１２０°通電以外の制御としてもよい。例えば、いわゆる１８０°通電としてもよい。また例えば、正常時制御において、三角波比較方式や瞬時ベクトル選択方式によるＰＷＭ制御としてもよい。

上記実施形態では、速度状態が定常制御または減速制御のとき、位相進みフィルタ処理を行った位相進み値をフィードバックする。他の実施形態では、速度状態が加速制御のときにも位相進みフィルタ処理を行った値をフィードバックしてもよい。また、定常状態および減速状態の少なくとも一方における位相進みフィルタ処理を省略してもよい。
また、速度状態の判定は、例えばモータ速度の微分値を用いて判定する等、判定方法は上記実施形態の方法に限らず、どのような方法であってもよい。

上記実施形態では、１つの角度判定閾値を用いてフィードバック制御から固定デューティでの急ブレーキ制御への切り替えを判定する。他の実施形態では、角度判定閾値は、例えば、モータ速度が大きくなるほど、角度判定閾値を大きくする、といった具合に、モータ速度に応じて可変としてもよい。
上記実施形態では、急ブレーキ制御における固定デューティは、突入速度に応じて設定される。他の実施形態では、固定デューティは、突入速度によらず、所定値（例えば最大デューティ）であってもよい。

上記実施形態では、固定相通電制御では、デューティ固定時間が経過するまでのデューティは、最大デューティである。他の実施形態では、固定相通電制御におけるデューティ固定時間が経過するまでのデューティは、最大デューティでなくてもよい。また、他の実施形態では、固定相通電制御におけるデューティ変更処理を省略し、固定相通電中のデューティが一定であってもよい。

上記実施形態では、モータの回転角を検出する回転角センサとして、エンコーダを用いる。他の実施形態では、回転角センサは、エンコーダに限らず、レゾルバ等、どのようなものを用いてもよい。また、エンコーダのカウント値に替えて、モータの回転角に換算可能なエンコーダカウント値以外の値をフィードバックしてもよい。固定相通電制御における固定相の選択についても同様である。

上記実施形態では、ディテントプレートには４つの凹部が設けられる。他の実施形態では、凹部の数は４つに限らず、いくつであってもよい。例えば、ディテントプレートの凹部を２つとし、ＰレンジとｎｏｔＰレンジとを切り替えるものとしてもよい。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。
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
１３・・・エンコーダ（回転角センサ）
４０・・・シフトレンジ制御装置
４１、４２・・・モータドライバ（ドライバ回路）
４１１〜４１６、４２１〜４２６・・・スイッチング素子
５０・・・ＥＣＵ
５１・・・正常時制御部
８１・・・異常判定部
８２・・・異常時制御部

Claims (6)

1. ドライバ回路（４１、４２）の複数のスイッチング素子（４１１〜４１６、４２１〜４２６）のオンオフ作動を制御してモータ（１０）を駆動することでシフトレンジを切り替えるシフトレンジ制御装置であって、
   前記モータの回転角度を検出する回転角センサ（１３）の異常を判定する異常判定部（８１）と、
   前記回転角センサが正常である場合、前記回転角センサの検出値を用いて前記モータの駆動を制御する正常時制御部（５１）と、
   前記回転角センサが異常である場合、前記回転角センサの検出値を用いず、一定の通電相切替期間ごとにオンされる前記スイッチング素子を切り替えることで通電相を切り替え、ステップ的に前記モータを駆動する異常時制御を行う異常時制御部（８２）と、
   を備え、
   前記異常時制御部は、１つの相において同一方向への通電が継続される通電継続期間の少なくとも一部において、デューティが１００％より小さい電流低減期間を設けるシフトレンジ制御装置。
2. 前記異常時制御部は、前記通電継続期間の全期間において、デューティを１００％より小さい異常時デューティとする請求項１に記載のシフトレンジ制御装置。
3. 前記異常時デューティは、前記ドライバ回路の入力電圧に応じて可変である請求項２に記載のシフトレンジ制御装置。
4. 前記異常時制御部は、前記通電継続期間の開始時において、オフからオン状態に切り替える前記スイッチング素子のデューティを０から所定のデューティまで徐変させる請求項１〜３のいずれか一項に記載のシフトレンジ制御装置。
5. 前記異常時制御部は、前記通電継続期間の終了時において、オン状態からオフに切り替える前記スイッチング素子のデューティを０まで徐変させる請求項１〜４のいずれか一項に記載のシフトレンジ制御装置。
6. 前記通電継続期間の開始時または終了時におけるデューティ徐変時の単位時間あたりのデューティ変化量であるデューティ傾きは、前記ドライバ回路の入力電圧に応じて可変である請求項４または５に記載のシフトレンジ制御装置。

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