JP6874674B2 - 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替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モータ制御装置が知られている。例えば特許文献１では、目標位置にてモータを停止させる目標位置停止保持処理を行っている。

特開２００４−２３８９０号公報

特許文献１のように目標位置停止保持処理を行う場合、目標位置停止保持処理開始時のモータ回転速度が速い場合、オーバーシュートし、目標位置を通りすぎてしまう虞がある。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、モータを精度よく停止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、モータ（１０）の駆動を制御することでシフトレンジを切り替えるものであって、角度演算部（５１）と、速度演算部（５２）と、駆動制御部（５５）と、を備える。角度演算部は、モータの回転位置を検出する回転角センサ（１３）の検出値に基づき、モータの回転角度であるモータ角度を演算する。速度演算部は、回転角センサの検出値に基づき、モータの回転速度であるモータ回転速度を演算する。

駆動制御部は、目標シフトレンジが切り替わったとき、モータの駆動を開始する。また、駆動制御部は、モータ角度が固定相通電開始位置となったとき、同一相での通電を継続する固定相通電制御にてモータを停止させる。駆動制御部は、固定相通電制御おける通電相である固定通電相を、モータ角度が固定相通電開始位置となったときのモータ回転速度に応じて設定する。これにより、目標位置に対して精度よくモータを停止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。 一実施形態によるモータ制御処理を説明するフローチャートである。 一実施形態によるオフセット量設定マップを説明する説明図である。 一実施形態によるオフセット量再設定マップを説明する説明図である。 一実施形態による固定通電相の設定を説明するタイムチャートである。 一実施形態による固定通電相設定の具体例を説明する説明図である。 一実施形態による固定通電相設定の具体例を説明する説明図である。

（一実施形態）
以下、本発明によるシフトレンジ制御装置を図面に基づいて説明する。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としての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、例えばＳＲモータであって、巻線組１１を有する。巻線組１１は、Ｕ相コイル１１１、Ｖ相コイル１１２、および、Ｗ相コイル１１３を有する。なお、モータ１０は、ＳＲモータに限らず、ＤＣブラシレスモータ等、どのようなモータを用いてもよい。

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（ドライブ）、Ｎ（ニュートラル）、Ｒ（リバース）、Ｐ（パーキング）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、モータドライバ４１、および、ＥＣＵ５０等を有する。図３に示すように、モータドライバ４１は、スイッチング素子４１１〜４１３を有する。Ｕ相のスイッチング素子４１１は、Ｕ相コイル１１１の一端に接続される。Ｖ相のスイッチング素子４１２は、Ｖ相コイル１１２の一端に接続される。Ｗ相のスイッチング素子４１３は、Ｗ相コイル１１３の一端に接続される。コイル１１１〜１１３の他端は、結線部１１５で接続される。結線部１１５は、グランドと接続される。スイッチング素子４１１〜４１３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４２が設けられる。モータリレー４２のオンオフ作動を制御することで、バッテリ４５からの電力の供給および遮断が切り替えられる。

図２に示すように、ＥＣＵ５０は、マイコン等を主体として構成され、内部にはいずれも図示しないＣＰＵ、ＲＯＭ、ＲＡＭ、Ｉ／Ｏ、及び、これらの構成を接続するバスライン等を備えている。ＥＣＵ５０における各処理は、ＲＯＭ等の実体的なメモリ装置（すなわち、読み出し可能非一時的有形記録媒体）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。

ＥＣＵ５０は、スイッチング素子４１１〜４１３のオンオフ作動を制御することで、目標シフトレンジと、シフトレンジ切替機構２０におけるシフトレンジとが一致するように、モータ１０の駆動を制御する。また、ＥＣＵ５０は、車速、アクセル開度、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。

角度演算部５１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エンコーダカウント値θｅｎを演算する。エンコーダカウント値θｅｎは、モータ１０の回転位置に応じた値であって、「モータ角度」に対応する。速度演算部５２は、エンコーダカウント値θｅｎに基づき、モータ１０の回転速度であるモータ回転数Ｎを演算する。本実施形態では、モータ回転速度をモータ回転数Ｎとするが、例えば回転角速度等を用いてもよい。

駆動制御部５５は、エンコーダカウント値θｅｎが、要求シフトレンジに応じて設定される目標カウント値θｃｍｄを含む制御範囲内となるように、フィードバック制御等により通電相を切り替えていくことで、モータ１０を駆動する。本実施形態では、目標カウント値θｃｍｄが「モータ角度目標値」に対応する。制御範囲は、制御下限値θｃｍｄ＿Ｌ以上、制御上限値θｃｍｄ＿Ｈ以下の範囲とする（図７参照）。制御下限値θｃｍｄ＿Ｌおよび制御上限値θｃｍｄ＿Ｈは、式（１）、（２）で表される。

θｃｍｄ＿Ｌ＝θｃｍｄ−Ｘ１ ・・・（１）
θｃｍｄ＿Ｈ＝θｃｍｄ＋Ｘ２ ・・・（２）

式中の値Ｘ１、Ｘ２は、ディテントスプリング２５のスプリング力やディテントプレート２１の形状、或いは、パーキングロック保証範囲や各レンジの油圧保証範囲等に応じて、適宜設定される。本実施形態では、Ｘ１＝Ｘ２＝９とする。値Ｘ１、Ｘ２は同じ値であってもよいし、異なっていてもよい。また、レンジ毎に異なる値であってもよい。

シフトレンジをＤレンジ方向に切り替える場合、エンコーダカウント値θｅｎが制御下限値θｃｍｄ＿Ｌ以上になった場合、同一相への通電を継続する固定相通電制御を行い、モータ１０を停止させる。以下、固定相通電制御における通電相を、固定通電相とする。シフトレンジをＰレンジ方向に切り替える場合、エンコーダカウント値θｅｎが制御上限値θｃｍｄ＿Ｈ以下になった場合、固定相通電制御を行う。すなわち本実施形態では、シフトレンジをＤ方向に切り替える場合、制御下限値θｃｍｄ＿Ｌが「固定相通電開始位置」に対応し、シフトレンジをＰ方向に切り替える場合、制御上限値θｃｍｄ＿Ｈが「固定相通電開始位置」に対応する。以下、シフトレンジをＤレンジ方向に切り替える場合を中心に説明する。

本実施形態では、モータ１０の応答性と安定性を両立させるべく、一定期間、同一相への通電を保持することで、モータ１０を制御範囲内にて確実に停止させる。ここで、モータ回転数Ｎによらず、目標カウント値θｃｍｄに応じて一意に固定通電相を設定すると、モータ回転数Ｎが大きい場合、オーバーシュートしたり、モータ回転数Ｎが小さい場合、目標まで到達できなかったりする、といった具合に、モータ回転数Ｎに応じ、停止位置がばらつく虞がある。特に、モータ回転数Ｎが大きく、目標カウント値θｃｍｄを通過してしまった場合、当該通電相での次の安定点までモータ１０が回転してしまう虞がある。

そこで本実施形態では、モータ回転数Ｎに応じ、固定通電相を設定する。本実施形態のモータ制御処理を図４のフローチャートに基づいて説明する。この処理は、駆動制御部５５にて所定の周期（例えば１［ｍｓ］ごと）に実行される。以下、ステップＳ１０１の「ステップ」を省略し、単に記号「Ｓ」と記載する。本実施形態では、マイコン初期化後の駆動モードはスタンバイモードとする。

Ｓ１０１では、駆動制御部５５は、駆動モードがスタンバイモードか否かを判断する。駆動モードがスタンバイモードではないと判断された場合（Ｓ１０１：ＮＯ）、Ｓ１０４へ移行する。駆動モードがスタンバイモードであると判断された場合（Ｓ１０１：ＹＥＳ）、Ｓ１０２へ移行する。

Ｓ１０２では、駆動制御部５５は、目標シフトレンジが切り替わったか否かを判断する。目標シフトレンジが切り替わっていないと判断された場合（Ｓ１０２：ＮＯ）、本ルーチンを終了する。目標シフトレンジが切り替わったと判断された場合（Ｓ１０２：ＹＥＳ）、Ｓ１０３へ移行する。

Ｓ１０３では、駆動制御部５５は、駆動モードをフィードバックモードに切り替える。図中、フィードバックを「Ｆ／Ｂ」と記載する。フィードバックモードでは、フィードバック制御等により、エンコーダカウント値θｅｎが目標カウント値θｃｍｄを含む制御範囲内となるように、モータ１０の駆動を制御する。

Ｓ１０４では、駆動制御部５５は、駆動モードがフィードバックモードか否かを判断する。駆動モードがフィードバックモードではない、すなわち停止モードであると判断された場合（Ｓ１０４：ＮＯ）、Ｓ１０７へ移行する。駆動モードがフィードバックモードであると判断された場合（Ｓ１０４：ＹＥＳ）、Ｓ１０５へ移行する。

Ｓ１０５では、駆動制御部５５は、エンコーダカウント値θｅｎが目標カウント値θｃｍｄを含む制御範囲内に到達したか否かを判断する。本実施形態では、エンコーダカウント値θｅｎと目標カウント値θｃｍｄとの差の絶対値が９以下になった場合、制御範囲内に到達したと判定する。エンコーダカウント値θｅｎが制御範囲内に到達していないと判断された場合（Ｓ１０５：ＮＯ）、フィードバックモードを継続する。エンコーダカウント値θｅｎが制御範囲内に到達したと判断された場合（Ｓ１０５：ＹＥＳ）、Ｓ１０６へ移行し、駆動モードを停止モードに切り替える。

制御モードが停止モードである場合に移行するＳ１０７では、駆動制御部５５は、エンコーダカウント値θｅｎが目標カウント値θｃｍｄに到達したか否かを判断する。エンコーダカウント値θｅｎが目標カウント値θｃｍｄに到達したと判断された場合（Ｓ１０７：ＹＥＳ）、Ｓ１１１へ移行する。エンコーダカウント値θｅｎが目標カウント値θｃｍｄに到達していないと判断された場合（Ｓ１０７：ＮＯ）、Ｓ１０８へ移行する。

Ｓ１０８では、駆動制御部５５は、固定通電相が設定済みか否かを判断する。固定通電相が設定されていると判断された場合（Ｓ１０８：ＹＥＳ）、Ｓ１１４へ移行する。固定通電相が設定されていないと判断された場合（Ｓ１０８：ＮＯ）、Ｓ１０９へ移行する。

Ｓ１０９では、駆動制御部５５は、図６に示すオフセット量設定マップを参照し、停止モード突入時のモータ回転数Ｎに基づき、オフセット量を決定する。図６に示すように、本実施形態では、モータ回転数Ｎを５段階に区分し、高速側から、Ｈｉ、ＭｉｄＨｉ、Ｍｉｄ、ＭｉｄＬｏ、Ｌｏとする。シフトレンジをＰレンジ側からＤレンジ側へ切り替えるときのオフセット量を、モータ回転数ＮがＨｉのとき＋４カウント、ＭｉｄＨｉのとき＋２カウント、Ｍｉｄのとき０カウント、ＭｉｄＬｏのとき−２カウント、Ｌｏのとき−４カウントとする。シフトレンジをＤレンジ側からＰレンジ側へ切り替えるときのオフセット量を、モータ回転数ＮがＨｉのとき−４カウント、ＭｉｄＨｉのとき−２カウント、Ｍｉｄのとき０カウント、ＭｉｄＬｏのとき＋２カウント、Ｌｏのとき＋４カウントとする。モータ回転数Ｎの段階数、閾値、オフセット量等は、任意に設定可能である。また、オフセット量は、目標シフトレンジに応じて異なっていてもよい。後述するオフセット量再設定マップについても同様である。また、段階数や閾値は、図５のオフセット量設定マップと図６のオフセット量再設定マップとで異なっていてもよい。

Ｓ１１０では、駆動制御部５５は、目標カウント値θｃｍｄおよびオフセット量に基づき、固定通電相を設定する。固定通電相の設定の具体例は後述する。

目標カウント値θｃｍｄに到達したと判断された場合（Ｓ１０７：ＹＥＳ）に移行するＳ１１１では、駆動制御部５５は、固定通電相が再設定されたか否かを判断する。固定通電相が再設定されたと判断された場合（Ｓ１１１：ＹＥＳ）、Ｓ１１４へ移行する。固定通電相が再設定されていないと判断された場合（Ｓ１１１：ＮＯ）、Ｓ１１２へ移行する。

Ｓ１１２では、駆動制御部５５は、図６に示すオフセット量再設定マップを参照し、目標カウント値θｃｍｄ到達時のモータ回転数Ｎに基づき、オフセット量を補正する。図６に示すように、シフトレンジをＰレンジ側からＤレンジ側へ切り替えるときのオフセット量を、モータ回転数ＮがＨｉのとき＋８、ＭｉｄＨｉのとき＋６、Ｍｉｄのとき＋４、ＭｉｄＬｏのとき＋２、Ｌｏのとき０とする。シフトレンジをＤレンジ側からＰレンジ側へ切り替えるときのオフセット量を、モータ回転数ＮがＨｉのとき−８、ＭｉｄＨｉのとき−６、Ｍｉｄのとき−４、ＭｉｄＬｏのとき−２、Ｌｏのとき０とする。

Ｓ１３３では、駆動制御部５５は、目標カウント値θｃｍｄおよびオフセット量に基づき、固定通電相を再設定する。固定通電相の再設定の具体例は後述する。

Ｓ１１４では、駆動制御部５５は、駆動モードが停止モードに切り替わってからの経過時間Ｔが通電継続時間Ｔｔｈを超えたか否かを判断する。通電継続時間Ｔｔｈは、モータ１０を確実に停止させるのに要する時間に応じて設定される。駆動モードが停止モードに切り替わってからの経過時間Ｔが通電継続時間Ｔｔｈを超えていないと判断された場合（Ｓ１１４：ＮＯ）、停止モードを継続する。駆動モードが停止モードに切り替わってからの経過時間Ｔが通電継続時間Ｔｔｈを超えたと判断された場合（Ｓ１１４：ＹＥＳ）、Ｓ１１５へ移行する。Ｓ１１５では、駆動制御部５５は、駆動モードをスタンバイモードとし、スイッチング素子４１１〜４１３をオフにし、モータ１０への通電をオフにする。

本実施形態のモータ制御を図７のタイムチャートに基づいて説明する。図７では、モータ速度ＳＰがＬｏ、Ｍｉｄ、Ｈｉの場合を示す。図中、エンコーダ１３のカウント数を「ｃｐ」とする。なお、図７では、簡略化のため、モータ駆動開始から制御範囲突入時まで、および、制御範囲突入時から停止まで、一定の速度でモータ１０が回転しているものとして記載した。

図７に示すように、時刻ｔ１０にて、目標シフトレンジが切り替わると、目標シフトレンジに応じた目標カウント値θｃｍｄが設定され、モータ１０の駆動が開始される。モータ回転数ＮがＭｉｄのとき、時刻ｔ１２にて制御範囲に突入し、固定通電相は目標カウント値θｃｍｄに応じた通電相に設定される。モータ回転数ＮがＬｏのとき、時刻ｔ１３にて制御範囲に突入し、固定通電相は目標カウント値θｃｍｄに応じた通電相よりも−４カウント分、遅角側の相に設定される。モータ速度ＳＰがＨｉのとき、時刻ｔ１１にて制御範囲に突入し、固定通電相は目標カウント値θｃｍｄに応じた通電相よりも＋４カウント分、進角側の相に設定される。なお、図７の例では、目標カウント値θｃｍｄ到達時のモータ回転数ＮがＭｉｄであるものとし、再設定後の固定通電相が再設定前の相と同一であるものとして示した。

固定通電相設定の具体例を図８および図９に基づいて説明する。図８および図９では、モータ１０の回転位置が変わっていく状態を模式的に示しており、１マスがエンコーダカウント値θｅｎの１カウントに相当し、対応する通電相を示した。本実施形態では、モータ１０の回転に伴うエンコーダカウント値θｅｎの推移を一点鎖線の矢印で示す。ここでは、エンコーダカウント値θｅｎが紙面左側から右側に変化ものとし、紙面右側が進角側、紙面左側が遅角側である。また、目標カウント値θｃｍｄに対応する通電相がＷＵ相であるものとする。なお、目標カウント値θｃｍｄに対応する通電相が１相である場合、通電相を＋１または−１シフトすることで、２相通電となるように調整してもよい。

図８は、制御範囲に突入したときのモータ回転数Ｎ＝Ｌｏの場合の例である。制御範囲突入時のモータ回転数ＮがＬｏであるので、オフセット量が−４に設定される。したがって、目標カウント値θｃｍｄに対応するＷＵ相から４カウント分、固定通電相を遅角側にずらし、固定通電相をＵＶ相とする。参考例として、目標カウント値θｃｍｄに対応するＷＵ相を固定通電相とした場合、制御範囲に突入したときのモータ回転数Ｎが遅いと、目標カウント値θｃｍｄより６カウント手前にて停止する虞がある。本実施形態では、制御範囲突入時のモータ回転数Ｎに応じて通電相を設定することで、より目標カウント値θｃｍｄに近い位置で停止させることができる。

図９は、制御範囲に突入したときのモータ回転数Ｎ＝Ｈｉの場合の例である。制御範囲突入時のモータ回転数ＮがＨｉであるので、オフセット量が＋４に設定される。したがって、目標カウント値θｃｍｄに対応するＷＵ相から４カウント分、固定通電相を進角側にずらし、固定通電相をＶＷ相とする。

また、エンコーダカウント値θｅｎが目標カウント値θｃｍｄとなったときのモータ回転数Ｎ＝ＭｉｄＬｏであれば、オフセット量が＋２に再設定される。したがって、破線矢印で示すように、固定通電相をＶＷ相からＵＶ相に変更する。

参考例として、目標カウント値θｃｍｄに対応するＷＵ相を固定通電相とした場合、目標カウント値θｃｍｄで停止できずに通過してしまうと、目標カウント値θｃｍｄより６カウント先まで回転してしまう虞がある。本実施形態では、制御範囲突入時のモータ回転数Ｎに応じて通電相を設定することで、より目標カウント値θｃｍｄに近い位置で停止させることができる。また、目標カウント値θｃｍｄ到達時のモータ回転数Ｎに応じて通電相を設定し直すことで、より適切にモータ１０を停止させることができる。

以上説明したように、シフトレンジ制御装置４０は、モータ１０の駆動を制御することでシフトレンジを切り替えるものであって、角度演算部５１と、速度演算部５２と、駆動制御部５５と、を備える。角度演算部５１は、モータ１０の回転位置を検出するエンコーダ１３の検出値に基づき、モータ１０の回転角度であるモータ角度としてエンコーダカウント値θｅｎを演算する。速度演算部５２は、エンコーダ１３の検出値に基づき、モータ１０の回転速度であるモータ回転数Ｎを演算する。

駆動制御部５５は、目標シフトレンジが切り替わったとき、モータ１０の駆動を開始し、エンコーダカウント値θｅｎが固定相通電開始位置となったとき、同一相への通電を継続する固定相通電制御にてモータ１０を停止させる。駆動制御部５５は、固定相通電制御における通電相である固定通電相を、エンコーダカウント値θｅｎが固定相通電開始位置となったときのモータ回転数Ｎに応じて設定する。これにより、目標位置に対して精度よくモータ１０を停止させることができる。

駆動制御部５５は、固定相通電制御において、相対的にモータ回転数Ｎが大きい場合、相対的にモータ回転数Ｎが小さい場合と比較し、固定通電相を進角側に設定する。これにより、制御範囲を超えることなく、応答性よく制御することができる。

駆動制御部５５は、エンコーダカウント値θｅｎが目標シフトレンジに応じて設定される目標カウント値θｃｍｄに到達したときのモータ回転数Ｎに応じ、固定通電相を再設定する。これにより、目標位置に対して、より精度よくモータ１０を停止させることができる。

（他の実施形態）
上記実施形態では、モータの回転速度が遅いとき、固定通電相を目標カウント値に対応する通電相よりも遅角側に設定している。他の実施形態では、固定通電相を遅角側への変更を行わず、制御範囲突入時のモータの回転速度が所定速度よりも速い場合に目標カウント値に対応する通電相よりも進角側に固定通電相を設定するようにしてもよい。所定速度は、目標カウント値に応じた通電相に通電しても、目標カウント値で停止できずに通過する可能性のある程度の速度である。

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。上記実施形態では、出力軸センサとしてポテンショメータを例示した。他の実施形態では、出力軸センサは、どのようなものであってもよい。また、出力軸センサを省略してもよい。

上記実施形態では、ディテントプレートには４つの谷部が設けられる。他の実施形態では、谷部の数は４つに限らず、いくつであってもよい。例えば、Ｐレンジと、Ｐレンジ以外のレンジであるｎｏｔＰレンジに対応する２つの谷部が設けられていてもよい。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
５０・・・ＥＣＵ
５１・・・角度演算部
５２・・・速度演算部
５５・・・駆動制御部

Claims (3)

1. モータ（１０）の駆動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制御装置であって、
   前記モータの回転位置を検出する回転角センサ（１３）の検出値に基づき、前記モータの回転角度であるモータ角度を演算する角度演算部（５１）と、
   前記回転角センサの検出値に基づき、前記モータの回転速度であるモータ回転速度を演算する速度演算部（５２）と、
   目標シフトレンジが切り替わったとき、前記モータの駆動を開始し、前記モータ角度が固定相通電開始位置となったとき、同一相への通電を継続する固定相通電制御にて前記モータを停止させる駆動制御部（５５）と、
   を備え、
   前記駆動制御部は、前記固定相通電制御における通電相である固定通電相を、前記モータ角度が前記固定相通電開始位置となったときの前記モータ回転速度に応じて設定するシフトレンジ制御装置。
2. 前記駆動制御部は、相対的に前記回転速度が大きい場合、相対的に前記回転速度が小さい場合と比較し、前記固定通電相を進角側に設定する請求項１に記載のシフトレンジ制御装置。
3. 前記駆動制御部は、前記モータ角度が前記目標シフトレンジに応じて設定されるモータ角度目標値に到達したときの前記モータ回転速度に応じ、前記固定通電相を再設定する請求項１または２に記載のシフトレンジ制御装置。

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