WO2016136205A1 - モータ制御装置 - Google Patents

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WO2016136205A1
WO2016136205A1 PCT/JP2016/000846 JP2016000846W WO2016136205A1 WO 2016136205 A1 WO2016136205 A1 WO 2016136205A1 JP 2016000846 W JP2016000846 W JP 2016000846W WO 2016136205 A1 WO2016136205 A1 WO 2016136205A1
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WO
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rotor
motor
phase signal
energized
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PCT/JP2016/000846
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French (fr)
Inventor
坂口　浩二
Original Assignee
株式会社デンソー
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Publication date
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    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02P—CONTROL OR REGULATION OF ELECTRIC MOTORS, ELECTRIC GENERATORS OR DYNAMO-ELECTRIC CONVERTERS; CONTROLLING TRANSFORMERS, REACTORS OR CHOKE COILS
    • H02P6/00—Arrangements for controlling synchronous motors or other dynamo-electric motors using electronic commutation dependent on the rotor position; Electronic commutators therefor
    • H02P6/14—Electronic commutators
    • H02P6/16—Circuit arrangements for detecting position
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02P—CONTROL OR REGULATION OF ELECTRIC MOTORS, ELECTRIC GENERATORS OR DYNAMO-ELECTRIC CONVERTERS; CONTROLLING TRANSFORMERS, REACTORS OR CHOKE COILS
    • H02P1/00—Arrangements for starting electric motors or dynamo-electric converters
    • H02P1/16—Arrangements for starting electric motors or dynamo-electric converters for starting dynamo-electric motors or dynamo-electric converters
    • H02P1/163—Arrangements for starting electric motors or dynamo-electric converters for starting dynamo-electric motors or dynamo-electric converters for starting an individual reluctance motor
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02P—CONTROL OR REGULATION OF ELECTRIC MOTORS, ELECTRIC GENERATORS OR DYNAMO-ELECTRIC CONVERTERS; CONTROLLING TRANSFORMERS, REACTORS OR CHOKE COILS
    • H02P25/00—Arrangements or methods for the control of AC motors characterised by the kind of AC motor or by structural details
    • H02P25/02—Arrangements or methods for the control of AC motors characterised by the kind of AC motor or by structural details characterised by the kind of motor
    • H02P25/08—Reluctance motors
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    • H02P25/00—Arrangements or methods for the control of AC motors characterised by the kind of AC motor or by structural details
    • H02P25/02—Arrangements or methods for the control of AC motors characterised by the kind of AC motor or by structural details characterised by the kind of motor
    • H02P25/08—Reluctance motors
    • H02P25/092—Converters specially adapted for controlling reluctance motors
    • H02P25/0925—Converters specially adapted for controlling reluctance motors wherein the converter comprises only one switch per phase

Definitions

  • This disclosure relates to a motor control device that sequentially switches energized phases of a motor based on an output signal of an encoder and rotationally drives a rotor.
  • a control device that drives a motor such as a switched reluctance motor
  • the pulse signal output from the encoder is counted in synchronization with the rotation of the rotor, the rotational position of the rotor is detected based on the counted value, and the energized phases are sequentially switched.
  • a motor control device that rotates the rotor is known.
  • this type of motor can only detect the amount of rotation (rotation angle) from the starting position of the rotor based on the count value of the output signal of the encoder after starting, the absolute value of the rotor can be detected in some way at the start of starting. It is necessary to learn the initial position and determine the correspondence between the rotational position of the rotor and the energized phase.
  • Patent Document 1 requires time for initial driving. Moreover, the method of devising the assembly of a product using a spring or the like has limited applicability depending on the product.
  • This disclosure is intended to provide a motor control device that can easily learn the initial position of a rotor at the start of startup without requiring any two-stage drive or product assembly.
  • the motor control device is applied to an operating device including a motor and an encoder, and drives the motor.
  • the motor includes a stator having a plurality of salient poles around which three-phase windings are wound, and a rotor having a plurality of salient poles on the outer circumference.
  • the encoder outputs an A-phase signal and a B-phase signal that take either Hi or Lo as the rotor rotates, at predetermined angular intervals.
  • the motor control device has a control unit and a drive circuit.
  • the control unit learns the initial position of the rotor based on the A-phase signal and the B-phase signal acquired from the encoder in the state where one of the three phases is energized at the time of initial driving after power-on, and the initial During normal driving after driving, the energized phase is determined based on the rotational position of the rotor.
  • the drive circuit performs a switching operation so that the energized phase determined by the control unit is energized. In the learning of the initial position, when the values of the A-phase signal and the B-phase signal are both in the first state of Hi or Lo, the control unit determines that the initial position of the rotor is the two salient poles adjacent to the rotor.
  • the control unit determines that the initial position of the rotor is one of the salient poles of the rotor and the stator. It learns that it is the one-phase opposing position where the salient pole of one phase non-energized phase opposes.
  • the initial position of the rotor is the two-phase facing position or the one-phase facing position based on the values of the A-phase signal and the B-phase signal when the two phases are energized among the three phases. Can do. Accordingly, the initial position of the rotor can be easily learned at the start of startup without requiring two-stage drive or product assembly.
  • the initial position can be learned even if one phase is disconnected.
  • FIG. 1 is an overall configuration diagram of a range switching device to which a motor control device according to an embodiment of the present disclosure is applied.
  • FIG. 2 is a perspective view of the range switching device
  • FIG. 3 is a schematic circuit configuration diagram of the motor control device.
  • FIG. 4 is a diagram for explaining the configuration of the SR motor.
  • FIG. 5 is a view of the rotor of the SR motor viewed from the radial direction.
  • FIG. 6 is a schematic diagram of a rotary magnet.
  • FIG. 7 is a diagram of the SR motor when the rotor rotational position is at the two-phase facing position.
  • FIG. 8 is a schematic diagram showing the facing relationship between the stator and the rotor at the two-phase facing position.
  • FIG. 9 is a diagram of the SR motor when the rotor rotation position is at the one-phase facing position.
  • FIG. 10 is a schematic diagram showing the facing relationship between the stator and the rotor at the one-phase facing position.
  • FIG. 11A to FIG. 11C are time charts of an initial position learning process according to an embodiment.
  • FIG. 12 is a flowchart of an initial position learning process according to an embodiment.
  • the overall configuration of the range switching device 10 will be described with reference to FIGS.
  • the range switching device 10 corresponds to an example of an operating device.
  • the range switching device 10 includes a motor 30 that is a drive source of the range switching mechanism 11 and an encoder 44 that detects the rotor rotational position of the motor 30.
  • the motor 30 is configured by, for example, a switched reluctance motor (hereinafter referred to as an SR motor) and incorporates the speed reduction mechanism 12.
  • SR motor switched reluctance motor
  • An output shaft sensor 14 is provided on the output shaft 13 connected to the speed reduction mechanism 12 of the SR motor 30.
  • the output shaft sensor 14 is configured by a potentiometer, for example, and detects the rotation angle of the output shaft 13. Based on the rotation angle of the SR motor 30 detected by the output shaft sensor 14, the current range of the automatic transmission 27 can be confirmed.
  • the motor control device 50 includes a control unit 51 and a drive circuit 55.
  • the control unit 51 counts rising and falling edges of the A-phase signal and the B-phase signal output from the encoder 44. Then, according to the count value, the energization phase to be energized from the drive circuit 55 to the SR motor 30 is determined, and the drive circuit 55 is commanded.
  • the drive circuit 55 performs a switching operation based on a command from the control unit 51 and supplies three-phase AC power of U phase, V phase, and W phase to the SR motor 30.
  • the detent lever 15 is fixed to the output shaft 13.
  • a spool valve 17 of a manual valve 16 is connected to the detent lever 15.
  • the L-shaped parking rod 18 is fixed to the detent lever 15.
  • a cone 19 provided at the tip of the parking rod 18 is in contact with the lock lever 21.
  • the lock lever 21 moves up and down around the shaft 22 according to the position of the cone 19 to lock or unlock the parking gear 20.
  • the parking gear 20 is provided on the output shaft of the automatic transmission 27. When the parking gear 20 is locked by the lock lever 21, the parking gear 20 is held in a parking state in which the driving wheels of the vehicle are prevented from rotating.
  • a detent spring 23 for holding the detent lever 15 in the parking range (hereinafter referred to as “P range”) and other ranges (hereinafter referred to as “Not P range”) is fixed to the manual valve 16.
  • P range parking range
  • Not P range other ranges
  • the parking rod 18 moves in the direction approaching the lock lever 21, and the thick part of the cone 19 pushes up the lock lever 21. Then, the convex portion 211 of the lock lever 21 is fitted into the parking gear 20 and the parking gear 20 is locked. As a result, the output shaft (drive wheel) of the automatic transmission 27 is locked and held in the parking state.
  • the parking rod 18 moves away from the lock lever 21, the thick part of the cone 19 comes out of the lock lever 21, and the lock lever 21 is lowered. Then, the convex portion 211 of the lock lever 21 is disengaged from the parking gear 20 and the parking gear 20 is unlocked. As a result, the output shaft of the automatic transmission 27 can be rotated and kept in a travelable state.
  • the motor control device 50 receives operation signals from the P range switch 52 that performs switching operation to the P range and the NotP range switch 53 that performs switching operation to the NotP range.
  • the range selected by operating the P range switch 52 or the NotP range switch 53 is displayed on a range display unit 54 provided on an instrument panel (not shown).
  • the SR motor 30 is a motor in which both the stator 31 and the rotor 41 have a salient pole structure, and does not require a permanent magnet and has a simple structure.
  • the stator 31 and the rotor 41 are provided coaxially with respect to the central axis O.
  • Twelve salient poles 32, 33, 34 are formed on the inner peripheral portion of the stator 31 at equal intervals of 30 ° in the circumferential direction.
  • Eight salient poles 42 are formed on the outer peripheral portion of the rotor 41 at equal intervals of 45 ° in the circumferential direction.
  • the ratio between the number of salient poles of the stator 31 and the number of salient poles of the rotor 41 is set to “3: 2”.
  • the salient poles 42 of the rotor 41 face the salient poles 32, 33, 34 of the stator 31 in order through a minute gap.
  • a U-phase winding 36, a V-phase winding 37, and a W-phase winding 38 are wound around the salient poles 32, 33, 34 of the stator 31, respectively.
  • the sign of the salient pole on which the U-phase winding 36 is wound is 32
  • the sign of the salient pole on which the V-phase winding 37 is wound is 33
  • the salient pole on which the W-phase winding 38 is wound is 34.
  • the three-phase windings 36, 37, and 38 are energized from the drive circuit 55 by using a battery 59 mounted on the vehicle as a power source.
  • energizing the windings 36, 37, and 38 of the stator 31 of the SR motor 30 is simply referred to as “energizing the SR motor 30”.
  • energizing any two-phase winding among the three-phase windings 36, 37, and 38 is simply referred to as “energizing two phases”.
  • the circuit configuration example of the drive circuit 55 shown in FIG. 3 has a unipolar drive circuit configuration in which one switching element 56, 57, 58 such as a transistor is provided for each phase.
  • a bipolar drive type circuit configuration in which two switching elements are provided for each phase may be employed. ON / OFF of each phase switching element 56, 57, 58 of the drive circuit 55 is controlled by the control unit 51.
  • the SR motor 30 is provided with a magnetic encoder 44.
  • the encoder 44 includes an annular rotary magnet 45 and magnetic sensors 47 and 48 such as a Hall IC.
  • the rotary magnet 45 has N and S poles alternately magnetized at equal pitches in the circumferential direction, and is coaxially fixed to the side surface of the rotor 41.
  • the magnetic sensors 47 and 48 are arranged at positions facing the rotary magnet 45.
  • the magnetic sensors 47 and 48 output an A-phase signal and a B-phase signal, respectively, based on the rotary magnet 45 magnetic poles at opposite positions.
  • the A-phase magnetic sensor 47 and the B-phase magnetic sensor 48 output a high level value “Hi” when facing the N pole, and output a low level value “Lo” when facing the S pole. It is set to be.
  • a total of 48 poles (24 pole pairs) are provided for the N pole and the S pole of the rotary magnet 45, and the magnetization pitch between the N pole and the S pole is set to 7.5 °. Yes.
  • This magnetization pitch (7.5 °) is set to be the same as the rotation angle of the rotor 41 per excitation of the SR motor 30.
  • the A-phase magnetic sensor 47 and the B-phase magnetic sensor 48 have 45 °, which is the interval between the salient poles 42 of the rotor 41, and 3.75 °, which corresponds to a half of the magnetization pitch of the rotary magnet 45. It is shifted by 48.75 °.
  • the magnetic sensors 47 and 48 output the A phase signal and the B phase signal to the control unit 51 of the motor control device 50 at predetermined angular intervals (see FIG. 1).
  • the control unit 51 counts the rising and falling edges of the A-phase signal and the B-phase signal, and rotates the SR motor 30 by switching the energized phase according to the count value. Since the motor driving method based on the count value of the encoder 44 is a well-known technique, detailed description thereof is omitted.
  • the count value of the encoder 44 is stored in the RAM of the control unit 51, for example, when the ignition power is turned off, the stored data of the count value disappears. Therefore, after the next power-on, an initial position learning process is required to associate the count value of the encoder 44 with the actual rotational position of the rotor 41 and learn the correspondence between the count value and the energized phase.
  • the motor control device 50 includes the rotor 41 based on the A phase signal and the B phase signal acquired from the encoder 44 in the state where the two phases of the three phases of the SR motor 30 are energized during the initial drive after the power is turned on. Learn the initial position of.
  • FIG. 7 and 9 show the rotational position of the rotor 41 in a state where the U phase and the V phase are energized with respect to FIG.
  • the U-phase and V-phase windings 36 and 37 that are energized phases are indicated by thick solid lines, and the W-phase winding 38 that is a non-energized phase is indicated by thin broken lines.
  • a broken line passing through the center point O indicates a direction in which the salient poles 32, 33, 34 of the stator 31 and the salient pole 42 of the rotor 41 face each other.
  • FIG. 8 and 10 are schematic views in which a part of the SR motor 30 in the circumferential direction (about 110 to 120 ° range) is developed.
  • the salient poles 32, 33, 34 of the stator 31 and the salient poles 42 of the rotor 41 are shown in FIG.
  • the positional relationship between the magnetic poles of the rotary magnet 45 see FIG. 6) and the magnetic sensors 47 and 48.
  • the plurality of salient poles 42 of the rotor 41 are distinguished from each other by adding a numeral to the third digit of the code for explanation.
  • the two salient poles 421 and 422 adjacent to the rotor 41 and the salient poles 32 and 33 of the two energized phases (U phase and V phase) of the stator 31 face each other.
  • the salient pole 421 of the rotor 41 is magnetically coupled to the U-phase salient pole 32 of the stator 31, and the salient pole 422 adjacent to the salient pole 421 is magnetically coupled to the V-phase salient pole 33.
  • This rotational position of the rotor 41 is referred to as a “two-phase facing position”.
  • both the A-phase sensor 47 and the B-phase sensor 48 are opposed to the N pole of the rotary magnet 45. Accordingly, “Hi” is output as the values of the A-phase signal and the B-phase signal. This case corresponds to an example in which the values of the A-phase signal and the B-phase signal are either Hi or Lo (or the first state).
  • one salient pole 423 (or 425) of the rotor 41 and one non-energized phase (W phase) salient pole 34 of the stator 31 face each other.
  • every other salient pole 423, 425 arranged in the circumferential direction of the rotor 41 faces the W-phase salient pole 34 of the stator 31.
  • the salient poles 424 therebetween are located between the U-phase salient poles 32 and the V-phase salient poles 33 and are magnetically coupled to both the U-phase salient poles 32 and the V-phase salient poles 33. This rotational position of the rotor 41 is referred to as “one-phase facing position”.
  • both the A-phase sensor 47 and the B-phase sensor 48 face the S pole of the rotary magnet 45. Accordingly, “Lo” is output as the values of the A-phase signal and the B-phase signal. This case corresponds to an example in which the values of the A-phase signal and the B-phase signal are the other of Hi or Lo (or the second state).
  • the common horizontal axis indicates time.
  • the vertical axis in FIG. 11 (a) indicates the energization ON / OFF of each phase
  • the vertical axes in FIGS. 11 (b) and 11 (c) indicate the Hi / Lo values of the A phase signal and the B phase signal. .
  • the initial position learning process starts at time t1 and ends at time t2.
  • the stop position of the rotor 41 at time t1 is unknown.
  • the SR motor 30 starts initial driving.
  • the rotor 41 rotates in either direction or does not rotate at all, and stabilizes at the initial position of either the two-phase facing position or the one-phase facing position by time t2.
  • 11B and 11C show values after the initial position of the rotor 41 is stabilized. As shown in FIG. 11B, when the two-phase opposing position is stabilized, the values of the A-phase signal and the B-phase signal are both Hi. On the other hand, as shown in FIG. 11C, when the phase is stabilized at the one-phase facing position, the values of the A-phase signal and the B-phase signal are both Lo.
  • the control unit 51 ends the initial driving by the two-phase energization at time t2, and the initial position of the rotor 41 is determined to be the two-phase facing position or the one-phase facing based on the values of the A-phase signal and the B-phase signal at the time t2. Learn which is the position.
  • S1 of the initial position learning process two phases of the SR motor 30 are energized and initially driven.
  • the execution time of S1 corresponds to the time t1 in FIG. 11 (a) to FIG. 11 (c).
  • the W phase is disconnected
  • the two phases of the U phase and the V phase that are not disconnected are necessarily energized.
  • any two phases may be selected.
  • the example which energizes two phases, U phase and V phase is assumed.
  • S2 waits for a predetermined time.
  • the predetermined time of S2 corresponds to the time from time t1 to time t2 in FIGS. 11 (a) to 11 (c).
  • normal driving of the SR motor 30 is started with the learned initial position as a reference.
  • the rotation angle of the rotor 41 from the initial position is detected based on the count value of the output signal of the encoder 44, and the current rotation position of the rotor 41 is calculated.
  • the control unit 51 determines the energized phase so that the energized phase is sequentially switched and instructs the drive circuit 55.
  • the drive circuit 55 performs a switching operation so that the energized phase determined by the control unit 51 is energized.
  • the SR motor 30 when the W phase is disconnected, the SR motor 30 is rotated by energizing the U phase and the V phase alternately.
  • the SR motor 30 can be normally driven by two-phase energization.
  • the motor control device 50 In the drive control of the SR motor 30, the motor control device 50 according to the present embodiment energizes any two of the three phases during the initial drive after the power is turned on. Then, when two adjacent salient poles 42 of the rotor 41 and the salient poles of the two energized phases of the stator 31 are opposed to each other, the position is learned as an initial position. This is the same as the prior art of Patent Document 1.
  • Patent Document 1 does not consider at all that the “one-phase facing position where one salient pole 42 of the rotor 41 and the salient pole of one non-energized phase of the stator 31 are opposed” is used for learning. .
  • the prior art of Patent Document 1 implements two-stage driving in which firstly energizing one phase and then energizing two phases so as to always guide the rotor 41 to the two-phase opposed position, or product assembly using a spring or the like. . For this reason, there is a fear that initial driving may take time, and applicable products may be limited.
  • This embodiment actively employs learning with the one-phase facing position as the initial position in addition to learning with the two-phase facing position as the initial position.
  • the rotor 41 is always stabilized at either the two-phase facing position or the one-phase facing position.
  • the determination can be easily performed based on whether the values of the A-phase signal and the B-phase signal of the encoder 44 are both Hi or Lo. Therefore, the initial position of the rotor 41 can be easily learned at the start of startup without requiring two-stage driving or product assembly as in the prior art.
  • the two phases of the three phases are energized in the learning of the initial position, the initial position can be learned even if one phase is disconnected. Therefore, for example, when applied to a vehicle range switching device, the range can be switched during retreat travel.
  • the magnetic sensors 47 and 48 are set to output “Hi” when facing the N pole, and outputting “Lo” when facing the S pole.
  • the arrangement of the magnetic poles of the rotary magnet 45 is the same as in FIG. 6 and is set so that “Lo” is output when the magnetic sensors 47 and 48 face the N pole, and “Hi” is outputted when the magnetic sensors face the S pole. Is assumed. In this configuration, in the initial position learning process, when both the A-phase signal and the B-phase signal are Lo, the initial position of the rotor 41 is the two-phase facing position, and both the A-phase signal and the B-phase signal are Hi.
  • the initial position of the rotor 41 is the one-phase facing position.
  • the magnetic pole arrangement of the rotary magnet 45 is reversed from that in FIG. 6 and the output values of the magnetic sensors 47 and 48 are set to the same settings as in the above embodiment.
  • the determination criterion in the initial position learning process may be appropriately changed according to the magnetic pole arrangement of the rotary magnet 45 and the output settings of the magnetic sensors 47 and 48.
  • the motor is a brushless synchronous motor that detects the rotational position of the rotor based on the count value of the output signal of the encoder and sequentially switches the energized phase
  • the motor is not limited to the SR motor, but other types of brushless type A synchronous motor may be used.
  • the number of salient poles of the stator and the number of salient poles of the rotor are not limited to 12 and 8 exemplified in the above embodiment, and may be set to any number.
  • the encoder may output a Z-phase signal as a reference signal, as is well known. Further, not only a magnetic encoder but also an optical or brush encoder may be used.
  • a motor may be constituted by a plurality of winding sets, and a plurality of drive circuits of the motor control device may be provided corresponding to the number of winding sets.
  • the range switching device to which the motor control device of the present disclosure is applied is not limited to the configuration in which the two ranges of the P range and the NotP range are switched as in the above-described embodiment.
  • the range switching device is linked to the rotation operation of the detent lever. Then, the configuration may be such that the range switch valve and the manual valve of the automatic transmission are switched, and the ranges of P, R, N, D, etc. of the automatic transmission are switched.
  • the motor control device of the present disclosure is applicable not only to a vehicle range switching device but also to various operating devices that drive a brushless synchronous motor such as an SR motor.
  • various motor control devices that are applied to an operating device including a motor and an encoder and drive the motor can be provided.
  • the motor includes a stator having a plurality of salient poles around which three-phase windings are wound, and a rotor having a plurality of salient poles on the outer circumference.
  • the encoder outputs an A-phase signal and a B-phase signal that take either Hi or Lo as the rotor rotates, at predetermined angular intervals.
  • the motor control device detects the rotational position of the rotor based on the count value of the output signal of the encoder during normal driving, and drives the motor by sequentially switching energized phases.
  • the motor may be a switched reluctance motor.
  • this motor control device may be applied to, for example, a range switching device of an automatic transmission of a vehicle as an operating device, and the motor may be used as a drive source for switching the range in the range switching device.
  • a motor control device includes a control unit and a drive circuit.
  • the control unit learns the initial position of the rotor based on the A-phase signal and the B-phase signal acquired from the encoder in the state where one of the three phases is energized at the time of initial driving after power-on, and the initial During normal driving after driving, the energized phase is determined based on the rotational position of the rotor.
  • the drive circuit performs a switching operation so that the energized phase determined by the control unit is energized.
  • the control unit learns as follows in learning the initial position.
  • the initial position of the rotor is two energizations between the two adjacent salient poles of the rotor and the stator. It is learned that this is the “two-phase facing position” where the salient poles of the phase are facing each other.
  • the initial position of the rotor is one non-energized phase of one salient pole of the rotor and one phase of the stator. It is learned that this is the “one-phase facing position” where the salient poles face each other.
  • the ratio of the number of salient poles of the stator to the number of salient poles of the rotor may be set to “3: 2”.
  • the number of salient poles of the stator is set to 12, and the number of salient poles of the rotor is set to 8.
  • the initial position of the rotor is the two-phase facing position or the one-phase facing position based on the values of the A-phase signal and the B-phase signal when the two phases are energized among the three phases. Can do. Therefore, the initial position of the rotor can be easily learned at the start of startup without requiring any two-stage drive or product assembly as in the prior art.
  • the initial position can be learned even if one phase is disconnected. Therefore, for example, when applied to a vehicle range switching device, the range can be switched during retreat travel.
  • each step is expressed as, for example, S1. Further, each step can be divided into a plurality of sub-steps, while a plurality of steps can be combined into one step.

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  • Power Engineering (AREA)
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Abstract

　モータと、エンコーダとを備える作動装置に適用され、モータを駆動するモータ制御装置は、制御部と駆動回路を有する。制御部は、電源投入後の初期駆動時にロータの初期位置を学習し、且つ、初期駆動後の通常駆動時に通電相を決定する。駆動回路は、通電相に通電するようにスイッチング動作する。制御部は、初期位置の学習において、Ａ相信号及びＢ相信号の値がいずれもＨｉ又はＬｏのうちの第１状態であるとき、ロータの初期位置が二相対向位置であることを学習し（Ｓ４）、Ａ相信号及びＢ相信号の値がいずれもＨｉ又はＬｏのうちの第２状態であるとき、ロータの初期位置が一相対向位置であることを学習する（Ｓ５）、モータ制御装置。

Description

モータ制御装置 関連出願の相互参照
　本出願は、２０１５年２月２５日に出願された日本国特許出願２０１５－３５１８６号に基づくものであり、その開示をここに参照により援用する。
　本開示は、エンコーダの出力信号に基づいてモータの通電相を順次切り替え、ロータを回転駆動するモータ制御装置に関する。
　スイッチトリラクタンスモータ等のモータを駆動する制御装置において、ロータの回転に同期してエンコーダが出力するパルス信号をカウントし、そのカウント値に基づいてロータの回転位置を検出して通電相を順次切り替えることでロータを回転駆動するモータ制御装置が知られている。
　この種のモータは、起動後のエンコーダの出力信号のカウント値に基づいてロータの起動位置からの回転量（回転角度）を検出することができるだけであるため、起動開始時に何らかの方法でロータの絶対的な初期位置を学習し、ロータの回転位置と通電相との対応関係を決める必要がある。
　例えば特許文献１に開示されたスイッチトリラクタンスモータの角度センサ整合方法では、起動開始時に、二つの相に同時に通電し、所定時間経過後のロータの回転位置を基準にして通電相を決めている。
ＪＰ２０００－６９７７９Ａ
　特許文献１によると、ロータの停止位置が不安定平衡点にあると、起動時に二つの相に同時に通電したとき、ロータがその位置から全く動かないと考える。そこで、「実施の形態１」では、まず一つの相に通電した後、二つの相に通電する二段階の駆動をしている。また、「実施の形態２」では、ロータが不安定平衡点で停止しないように、スプリングでロータ軸を押さえ付けて製品を組み付けている。
　特許文献１に開示された二段階の駆動方法は初期駆動に時間を要する。また、スプリング等を用いて製品の組み付けを工夫する方法は、製品によって適用の可能性が限られる。
　本開示は、二段階駆動や製品組み付けの工夫を要することなく、起動開始時にロータの初期位置を簡便に学習するモータ制御装置を提供することを目的とする。
　本開示の一態様によれば、モータ制御装置は、モータとエンコーダとを備える作動装置に適用され、モータを駆動する。モータは、三相巻線が巻回された複数の突極を内周部に有するステータ、及び、複数の突極を外周部に有するロータを含む。エンコーダは、ロータの回転に伴ってＨｉ又はＬｏのいずれかの値を取るＡ相信号及びＢ相信号を所定の角度間隔で出力する。モータ制御装置は、制御部と駆動回路を有する。制御部は、電源投入後の初期駆動時に、三相のうちいずれか二相に通電した状態でエンコーダから取得したＡ相信号及びＢ相信号に基づいてロータの初期位置を学習し、且つ、初期駆動後の通常駆動時に、ロータの回転位置に基づいて通電相を決定する。駆動回路は、制御部が決定した通電相に通電するようにスイッチング動作する。制御部は、初期位置の学習において、Ａ相信号及びＢ相信号の値がいずれもＨｉ又はＬｏのうちの第１状態であるとき、ロータの初期位置が、ロータの隣接する二つの突極とステータの二相の通電相の突極とが対向する二相対向位置であることを学習する。制御部は、初期位置の学習において、Ａ相信号及びＢ相信号の値がいずれもＨｉ又はＬｏのうちの第２状態であるとき、ロータの初期位置が、ロータの一つの突極とステータの一相の非通電相の突極とが対向する一相対向位置であることを学習する。
　本開示によると、三相のうち二相に通電したときのＡ相信号及びＢ相信号の値に基づいて、ロータの初期位置が二相対向位置又は一相対向位置であることを学習することができる。したがって、二段階駆動や製品組み付けの工夫を要することなく、起動開始時にロータの初期位置を簡便に学習することができる。
　また、本開示では、初期位置の学習において三相のうち二相に通電するため、一相が断線していても初期位置を学習することができる。
　本開示についての上記および他の目的、特徴や利点は、添付の図面を参照した下記の詳細な説明から、より明確になる。添付図面において、
図１は、本開示の一実施形態によるモータ制御装置が適用されるレンジ切替装置の全体構成図であり、 図２は、レンジ切替装置の斜視図であり、 図３は、モータ制御装置の概略回路構成図であり、 図４は、ＳＲモータの構成を説明する図であり、 図５は、ＳＲモータのロータを径方向から視た図であり、 図６は、ロータリマグネットの模式図であり、 図７は、ロータ回転位置が二相対向位置にあるときのＳＲモータの図であり、 図８は、二相対向位置におけるステータとロータとの対向関係を示す模式図であり、 図９は、ロータ回転位置が一相対向位置にあるときのＳＲモータの図であり、 図１０は、一相対向位置におけるステータとロータとの対向関係を示す模式図であり、 図１１（ａ）から図１１（ｃ）は、一実施形態による初期位置学習処理のタイムチャートであり、 図１２は、一実施形態による初期位置学習処理のフローチャートである。　以下、本開示の一実施形態によるモータ制御装置を図面に基づいて説明する。
　（一実施形態）
　本開示の一実施形態によるモータ制御装置、及び、このモータ制御装置が適用される自動変速機のレンジ切替装置の構成について、図１～図６を参照して説明する。
　レンジ切替装置１０の全体構成について、図１、図２を参照して説明する。レンジ切替装置１０は作動装置の一例に相当する。
　図１に示すように、レンジ切替装置１０は、レンジ切替機構１１の駆動源となるモータ３０、及び、モータ３０のロータ回転位置を検出するエンコーダ４４を備える。モータ３０は、例えばスイッチトリラクタンスモータ（以下、ＳＲモータと記す）により構成され、減速機構１２を内蔵している。
　ＳＲモータ３０の減速機構１２に接続された出力軸１３には出力軸センサ１４が設けられている。出力軸センサ１４は、例えばポテンショメータによって構成され、出力軸１３の回転角を検出する。出力軸センサ１４によって検出されたＳＲモータ３０の回転角に基づき、現状の自動変速機２７のレンジを確認することが可能である。
　モータ制御装置５０は、制御部５１及び駆動回路５５を含む。
　制御部５１は、エンコーダ４４から出力されたＡ相信号及びＢ相信号の立ち上がり及び立ち下がりエッジをカウントする。そして、そのカウント値に応じて、駆動回路５５からＳＲモータ３０に通電する通電相を決定し、駆動回路５５に指令する。
　駆動回路５５は、制御部５１からの指令に基づきスイッチング動作し、Ｕ相、Ｖ相、Ｗ相の三相交流電力をＳＲモータ３０へ供給する。
　ここで、図２を参照し、レンジ切替機構１１の構成を説明する。
　出力軸１３にはディテントレバー１５が固定されている。ディテントレバー１５には、マニュアルバルブ１６のスプール弁１７が接続されている。ＳＲモータ３０がディテントレバー１５を回転させると、それに応じてマニュアルバルブ１６のスプール弁１７の位置が切り替わる。
　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。パーキングロッド１８の先端部に設けられた円錐体１９は、ロックレバー２１に当接している。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、パーキングギヤ２０をロック又はロック解除する。パーキングギヤ２０は、自動変速機２７の出力軸に設けられる。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パーキング状態に保持される。
　また、ディテントレバー１５をパーキングレンジ（以下「Ｐレンジ」と記す）、及び、他のレンジ（以下「ＮｏｔＰレンジ」と記す）に保持するためのディテントバネ２３がマニュアルバルブ１６に固定されている。ディテントバネ２３の先端に設けられた係合部２３１がディテントレバー１５の凹部２４に嵌まり込んだとき、ディテントレバー１５はＰレンジの位置に保持される。係合部２３１がディテントレバー１５の凹部２５に嵌まり込んだとき、ディテントレバー１５はＮｏｔＰレンジの位置に保持される。
　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、円錐体１９の太い部分がロックレバー２１を押し上げる。すると、ロックレバー２１の凸部２１１がパーキングギヤ２０に嵌まり込みパーキングギヤ２０をロックした状態となる。その結果、自動変速機２７の出力軸（駆動輪）がロックされ、パーキング状態に保持される。
　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、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。すると、ロックレバー２１の凸部２１１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。その結果、自動変速機２７の出力軸が回転可能となり、走行可能な状態に保持される。
　図１に戻り、モータ制御装置５０には、Ｐレンジへの切替操作を行うＰレンジスイッチ５２、及び、ＮｏｔＰレンジへの切替操作を行うＮｏｔＰレンジスイッチ５３の操作信号が入力される。Ｐレンジスイッチ５２又はＮｏｔＰレンジスイッチ５３の操作により選択されたレンジは、インストルメントパネル（図示しない）に設けられたレンジ表示部５４に表示される。
　次に、図３、図４を参照し、ＳＲモータ３０の構成を説明する。ＳＲモータ３０は、ステータ３１及びロータ４１が共に突極構造を持つモータであり、永久磁石が不要で構造が簡単である。
　図４に示すように、ステータ３１及びロータ４１は、中心軸Ｏに対し同軸に設けられている。ステータ３１の内周部には、１２個の突極３２、３３、３４が周方向に３０°等間隔に形成されている。ロータ４１の外周部には、８個の突極４２が周方向に４５°等間隔に形成されている。ステータ３１の突極数とロータ４１の突極数との比は、「３対２」に設定されている。ロータ４１の回転に伴い、ロータ４１の各突極４２は、ステータ３１の各突極３２、３３、３４と微小ギャップを介して順番に対向する。
　ステータ３１の突極３２、３３、３４には、それぞれ、Ｕ相巻線３６、Ｖ相巻線３７、Ｗ相巻線３８が巻回されている。言い換えれば、Ｕ相巻線３６が巻回された突極の符号を３２、Ｖ相巻線３７が巻回された突極の符号を３３、Ｗ相巻線３８が巻回された突極の符号を３４とする。
　図３に示すように、Ｕ相巻線３６、Ｖ相巻線３７、Ｗ相巻線３８は、各４個が直列接続され、直列接続された計１２個の各相巻線３６、３７、３８が中性点３９でＹ結線され、三相巻線組３５を構成する。これに対応して、ステータ３１の突極３２、３３、３４は、３個を一組として周方向に四組が順に配置されている。
　三相巻線３６、３７、３８は、車両に搭載されたバッテリ５９を電源として、駆動回路５５から通電される。以下、ＳＲモータ３０のステータ３１の巻線３６、３７、３８に通電することを、単に「ＳＲモータ３０に通電する」という。また、三相巻線３６、３７、３８のうちいずれか二相の巻線に通電することを、単に「二相に通電する」という。
　図３に示す駆動回路５５の回路構成例では、各相にトランジスタ等のスイッチング素子５６、５７、５８を１個ずつ設けたユニポーラ駆動方式の回路構成としている。ただし、各相にスイッチング素子を２個ずつ設けたバイポーラ駆動方式の回路構成を採用してもよい。駆動回路５５の各相スイッチング素子５６、５７、５８のＯＮ／ＯＦＦは、制御部５１によって制御される。
　続いて、図５、図６を参照し、ロータ４１の回転位置を検出する構成を説明する。
　図５に示すように、ＳＲモータ３０には、磁気式のエンコーダ４４が設けられている。エンコーダ４４は、円環状のロータリマグネット４５、及び、ホールＩＣ等の磁気センサ４７、４８等から構成される。ロータリマグネット４５は、Ｎ極及びＳ極が円周方向に交互に等ピッチで着磁され、ロータ４１の側面に、同軸上に固定されている。
　磁気センサ４７、４８は、ロータリマグネット４５に対向する位置に配置されている。磁気センサ４７、４８は、対向する位置のロータリマグネット４５磁極に基づいて、それぞれ、Ａ相信号及びＢ相信号を出力する。
　本実施形態では、Ａ相磁気センサ４７及びＢ相磁気センサ４８は、Ｎ極と対向したときハイレベルの値「Ｈｉ」を出力し、Ｓ極と対向したときローレベルの値「Ｌｏ」を出力するように設定されている。
　図６に示すように、ロータリマグネット４５のＮ極及びＳ極は、計４８極（２４極対）設けられており、Ｎ極とＳ極との着磁ピッチが７．５°に設定されている。この着磁ピッチ（７．５°）は、ＳＲモータ３０の励磁１回当たりのロータ４１の回転角度と同じに設定されている。
　Ａ相磁気センサ４７とＢ相磁気センサ４８とは、ロータ４１の突極４２同士の間隔である４５°と、ロータリマグネット４５の着磁ピッチの２分の１に相当する３．７５°とを加えた４８．７５°ずらして配置されている。
　ロータ４１の回転に伴って、磁気センサ４７、４８は、Ａ相信号及びＢ相信号を所定の角度間隔でモータ制御装置５０の制御部５１に出力する（図１参照）。ＳＲモータ３０の通常駆動時、制御部５１は、Ａ相信号及びＢ相信号の立ち上がり及び立ち下がりエッジをカウントし、そのカウント値に応じて通電相を切り替えることでＳＲモータ３０を回転駆動する。なお、エンコーダ４４のカウント値に基づくモータ駆動方法については周知技術であるため、詳細な説明を省略する。
　ここで、エンコーダ４４のカウント値は制御部５１のＲＡＭに記憶されるため、例えばイグニッション電源をオフすると、カウント値の記憶データが消える。したがって、次回の電源投入後に、エンコーダ４４のカウント値と実際のロータ４１の回転位置とを対応させ、カウント値と通電相との対応関係を学習する初期位置学習処理が必要となる。
　以下、本実施形態に特有の初期位置学習処理について説明する。
　本実施形態のモータ制御装置５０は、電源投入後の初期駆動時に、ＳＲモータ３０の三相のうち二相に通電した状態でエンコーダ４４から取得したＡ相信号及びＢ相信号に基づいてロータ４１の初期位置を学習する。
　まず、二相通電による初期駆動においてロータ４１が安定する位置について、図７～図１０を参照して説明する。以下の説明では、Ｕ相及びＶ相の二相に通電するものとする。
　図７及び図９は、図４に対し、Ｕ相及びＶ相に通電した状態でのロータ４１の回転位置を示す。通電相であるＵ相及びＶ相の巻線３６、３７を太実線で記載し、非通電相であるＷ相の巻線３８を細破線で記載する。また、中心点Ｏを通る破線は、ステータ３１の突極３２、３３、３４とロータ４１の突極４２とが対向する方向を示す。
　図８及び図１０は、ＳＲモータ３０の周方向の一部（約１１０～１２０°範囲）を展開した模式図であり、ステータ３１の突極３２、３３、３４とロータ４１の突極４２との位置関係、及び、ロータリマグネット４５の磁極（図６参照）と磁気センサ４７、４８との位置関係を示す。ここで、ロータ４１の複数の突極４２について、説明上、符号の３桁目に数字を追記して区別する。
　また、図７及び図９と同様に、通電相であるＵ相及びＶ相の巻線３６、３７を太実線で記載し、非通電相であるＷ相の巻線３８を細破線で記載する。さらに、磁気吸引力による結合Ｍを模式的に示す。
　図７、図８に示す位置では、ロータ４１の隣接する二つの突極４２１、４２２と、ステータ３１の二相の通電相（Ｕ相、Ｖ相）の突極３２、３３とが対向する。このとき、ロータ４１の突極４２１は、ステータ３１のＵ相突極３２と磁気結合し、突極４２１に隣接する突極４２２は、Ｖ相突極３３と磁気結合する。ロータ４１のこの回転位置を「二相対向位置」という。
　二相対向位置では、Ａ相センサ４７及びＢ相センサ４８は、いずれもロータリマグネット４５のＮ極に対向する。したがって、Ａ相信号及びＢ相信号の値として、いずれも「Ｈｉ」が出力される。この場合は、Ａ相信号及びＢ相信号の値がいずれもＨｉ又はＬｏの一方（または第１状態）である場合の一例に相当する。
　図９、図１０に示す位置では、ロータ４１の一つの突極４２３（又は４２５）と、ステータ３１の一相の非通電相（Ｗ相）の突極３４とが対向する。詳しくは、ロータ４１の周方向に一つおきに配置された突極４２３、４２５がステータ３１のＷ相突極３４と対向する。そして、その間の突極４２４は、Ｕ相突極３２とＶ相突極３３との中間に位置し、Ｕ相突極３２及びＶ相突極３３の両方と磁気結合する。ロータ４１のこの回転位置を「一相対向位置」という。
　一相対向位置では、Ａ相センサ４７及びＢ相センサ４８は、いずれもロータリマグネット４５のＳ極に対向する。したがって、Ａ相信号及びＢ相信号の値として、いずれも「Ｌｏ」が出力される。この場合は、Ａ相信号及びＢ相信号の値がいずれもＨｉ又はＬｏの他方（または第２状態）である場合の一例に相当する。
　次に、制御部５１が実行する初期位置学習処理について、図１１（ａ）から図１１（ｃ）のタイムチャート及び図１２のフローチャートを参照して説明する。
　図１１（ａ）から図１１（ｃ）の共通の横軸は時間を示す。図１１（ａ）の縦軸は、各相の通電ＯＮ／ＯＦＦを示し、図１１（ｂ）、図１１（ｃ）の縦軸は、Ａ相信号及びＢ相信号のＨｉ／Ｌｏ値を示す。
　また、図１２のフローチャートの説明で記号「Ｓ」はステップ（またはセクションとも呼ぶ）を意味する。
　図１１（ａ）から図１１（ｃ）において、初期位置学習処理は、時刻ｔ１に開始され、時刻ｔ２に終了する。時刻ｔ１におけるロータ４１の停止位置は不明である。時刻ｔ１にＵ相及びＶ相の二相に通電を開始すると、ＳＲモータ３０は初期駆動を開始する。初期駆動の間、ロータ４１はいずれかの方向に回転し、或いは全く回転せず、時刻ｔ２までに二相対向位置又は一相対向位置のいずれかの初期位置にて安定する。
　図１１（ｂ）、図１１（ｃ）のＡ相信号及びＢ相信号は、ロータ４１の初期位置が安定した後の値を示す。図１１（ｂ）に示すように、二相対向位置に安定した場合、Ａ相信号及びＢ相信号の値は、いずれもＨｉとなる。一方、図１１（ｃ）に示すように、一相対向位置に安定した場合、Ａ相信号及びＢ相信号の値は、いずれもＬｏとなる。
　制御部５１は、時刻ｔ２で二相通電による初期駆動を終了するとともに、時刻ｔ２におけるＡ相信号及びＢ相信号の値に基づいて、ロータ４１の初期位置が、二相対向位置又は一相対向位置のいずれであるかを学習する。
　図１２に示すように、初期位置学習処理のＳ１では、ＳＲモータ３０の三相のうち二相に通電し、初期駆動する。Ｓ１の実行時は、図１１（ａ）から図１１（ｃ）の時刻ｔ１に相当する。このとき、他の検出手段によって例えばＷ相が断線していることがわかっている場合、必然的に、断線していないＵ相及びＶ相の二相に通電する。また、いずれの相も正常である場合、どの二相を選択してもよい。ここでは、Ｕ相及びＶ相の二相に通電する例を想定する。
　Ｓ２は、所定時間経過を待つ。Ｓ２の所定時間は、図１１（ａ）から図１１（ｃ）の時刻ｔ１から時刻ｔ２までの時間に相当する。
　時刻ｔ２に実行されるＳ３の判定において、Ａ相信号及びＢ相信号がいずれもＨｉの場合（Ｓ３：ＹＥＳ）、制御部５１は、ロータ４１の初期位置が二相対向位置であると学習する（Ｓ４）。一方、Ａ相信号及びＢ相信号がいずれもＬｏの場合（Ｓ３：ＮＯ）、制御部５１は、ロータ４１の初期位置が一相対向位置であると学習する（Ｓ５）。
　Ｓ６では、学習した初期位置を基準として、ＳＲモータ３０の通常駆動を開始する。通常駆動では、エンコーダ４４の出力信号のカウント値に基づいて、初期位置からのロータ４１の回転角度を検出し、ロータ４１の現在の回転位置を算出する。制御部５１は、ロータ４１の回転位置に基づいて、通電相が順次切り替わるように通電相を決定し、駆動回路５５に指令する。駆動回路５５は、制御部５１が決定した通電相に通電するようスイッチング動作する。
　なお、例えばＷ相が断線している場合、Ｕ相及びＶ相の二相に交互に通電しＳＲモータ３０を回転させる。通電のタイミングや通電量を適切に調節することにより、二相通電でＳＲモータ３０を通常駆動することができる。
　本実施形態のモータ制御装置５０は、ＳＲモータ３０の駆動制御において、電源投入後の初期駆動時に三相のうちいずれか二相に通電する。そして、ロータ４１の隣接する二つの突極４２とステータ３１の二相の通電相の突極とが対向する位置にあるとき、その位置を初期位置として学習する。この点では特許文献１の従来技術と同様である。
　特許文献１の従来技術は、「ロータ４１の一つの突極４２とステータ３１の一相の非通電相の突極とが対向する一相対向位置」を学習に用いることを全く考慮していない。特許文献１の従来技術は、ロータ４１を必ず二相対向位置に導くように、まず一相に通電してから二相に通電するという二段階駆動や、スプリング等による製品組み付けを実施している。そのため、初期駆動に時間を要したり、適用可能な製品が限られたりするというおそれがある。
　本実施形態は、二相対向位置を初期位置とする学習に加え、一相対向位置を初期位置とする学習を積極的に採用する。二相通電による初期駆動後、ロータ４１は必ず二相対向位置又は一相対向位置のいずれかの位置で安定する。そして、その判定は、エンコーダ４４のＡ相信号及びＢ相信号の値がいずれもＨｉであるか、又はいずれもＬｏであるかに基づき、容易に実施可能である。したがって、従来技術のように二段階駆動や製品組み付けの工夫を要することなく、起動開始時にロータ４１の初期位置を簡便に学習することができる。
　また、日本国特許第３８００５２９号公報や日本国特許第４９３６０６９号公報に開示された従来技術によれば、初期駆動時に三相を一巡するように通電するため、時間がかかり消費電流が大きくなるおそれがあることに加え、一相が断線していた場合、初期位置を学習することができないおそれがある。
　それに対し本実施形態は、初期位置の学習において三相のうち二相に通電するため、一相が断線していても初期位置を学習することができる。したがって、例えば車両のレンジ切替装置に適用された場合、退避走行時にレンジ切替を実施可能となる。
　（その他の実施形態）
　（１）上記実施形態では、磁気センサ４７、４８はＮ極と対向したとき「Ｈｉ」を出力し、Ｓ極と対向したとき「Ｌｏ」を出力するように設定されている。これに対し、ロータリマグネット４５の磁極配置を図６と同じとし、磁気センサ４７、４８がＮ極と対向したとき「Ｌｏ」、Ｓ極と対向したとき「Ｈｉ」を出力するように設定する構成を想定する。この構成では、初期位置学習処理において、Ａ相信号及びＢ相信号がいずれもＬｏの場合にロータ４１の初期位置が二相対向位置であり、Ａ相信号及びＢ相信号がいずれもＨｉの場合にロータ４１の初期位置が一相対向位置であると判定される。また、ロータリマグネット４５の磁極配置を図６と逆とし、磁気センサ４７、４８の出力値を上記実施形態と同じ設定にした場合にも同様である。
　このように、初期位置学習処理における判定基準は、ロータリマグネット４５の磁極配置、及び、磁気センサ４７、４８の出力設定に応じて適宜変更してよい。
　（２）モータは、エンコーダの出力信号のカウント値に基づいてロータの回転位置を検出し通電相を順次切り替えるブラシレス型の同期モータであれば、ＳＲモータに限らず、他の種類のブラシレス型の同期モータであってもよい。
　また、ステータの突極数、及び、ロータの突極数は、上記実施形態で例示した１２個と８個に限らず、いくつに設定してもよい。
　（３）エンコーダは、Ａ相信号及びＢ相信号に加え、周知のように、基準信号としてのＺ相信号を出力してもよい。また、磁気式のエンコーダに限らず、光学式やブラシ式等のエンコーダを用いてもよい。
　（４）複数の巻線組によってモータを構成し、巻線組の数に対応してモータ制御装置の駆動回路を複数系統設けてもよい。これにより、一部の駆動回路又は巻線組が故障したとき、他の正常な駆動回路及び巻線組を用いてモータの駆動を継続することができるため、信頼性が向上する。
　（５）本開示のモータ制御装置が適用されるレンジ切替装置は、上記実施形態のようにＰレンジ及びＮｏｔＰレンジの２つのレンジを切り替える構成に限らず、例えば、ディテントレバーの回動動作に連動して自動変速機のレンジ切替弁とマニュアルバルブとを切り替え、自動変速機のＰ、Ｒ、Ｎ、Ｄ等の各レンジを切り替える構成であってもよい。
　（６）本開示のモータ制御装置は、車両のレンジ切替装置に限らず、ＳＲモータ等のブラシレス型の同期モータを駆動する各種の作動装置に適用可能である。
　以上、本開示によれば、モータとエンコーダとを備える作動装置に適用され、モータを駆動する様々なモータ制御装置が提供されうる。
　なお、モータは、三相巻線が巻回された複数の突極を内周部に有するステータ、及び、複数の突極を外周部に有するロータを含む。エンコーダは、ロータの回転に伴ってＨｉ又はＬｏのいずれかの値を取るＡ相信号及びＢ相信号を所定の角度間隔で出力する。
　モータ制御装置は、通常駆動時に、エンコーダの出力信号のカウント値に基づいてロータの回転位置を検出し、通電相を順次切り替えてモータを駆動する。
　モータはスイッチトリラクタンスモータであってもよい。また、このモータ制御装置は、例えば作動装置として車両の自動変速機のレンジ切替装置に適用され、モータは、レンジ切替装置においてレンジを切り替える駆動源として用いられてもよい。
　本開示の一例によるモータ制御装置は、制御部及び駆動回路を有する。
　制御部は、電源投入後の初期駆動時に、三相のうちいずれか二相に通電した状態でエンコーダから取得したＡ相信号及びＢ相信号に基づいてロータの初期位置を学習し、且つ、初期駆動後の通常駆動時に、ロータの回転位置に基づいて通電相を決定する。
　駆動回路は、制御部が決定した通電相に通電するようにスイッチング動作する。
　制御部は、初期位置の学習において、次のように学習する。
　Ａ相信号及びＢ相信号の値がいずれもＨｉ又はＬｏの一方（第１状態に相当する）であるとき、ロータの初期位置が、ロータの隣接する二つの突極とステータの二相の通電相の突極とが対向する「二相対向位置」であることを学習する。
　Ａ相信号及びＢ相信号の値がいずれもＨｉ又はＬｏの他方（第２状態に相当する）であるとき、ロータの初期位置が、ロータの一つの突極とステータの一相の非通電相の突極とが対向する「一相対向位置」であることを学習する。
　モータは、ステータの突極数とロータの突極数との比が「３対２」に設定されていてもよい。例えばステータの突極数が１２、ロータの突極数が８に設定する。
　本開示によると、三相のうち二相に通電したときのＡ相信号及びＢ相信号の値に基づいて、ロータの初期位置が二相対向位置又は一相対向位置であることを学習することができる。したがって、従来技術のように二段階駆動や製品組み付けの工夫を要することなく、起動開始時にロータの初期位置を簡便に学習することができる。
　また、本開示では、初期位置の学習において三相のうち二相に通電するため、一相が断線していても初期位置を学習することができる。したがって、例えば車両のレンジ切替装置に適用された場合、退避走行時にレンジ切替を実施可能となる。
　ここで、この出願に記載されるフローチャート、あるいは、フローチャートの処理は、複数のステップ（あるいはセクションと言及される）から構成され、各ステップは、たとえば、Ｓ１と表現される。さらに、各ステップは、複数のサブステップに分割されることができる、一方、複数のステップが合わさって一つのステップにすることも可能である。
　以上、本開示に係るモータ制御装置の実施形態、構成、態様を例示したが、本開示に係る実施形態、構成、態様は、上述した各実施形態、各構成、各態様に限定されるものではない。例えば、異なる実施形態、構成、態様にそれぞれ開示された技術的部を適宜組み合わせて得られる実施形態、構成、態様についても本開示に係る実施形態、構成、態様の範囲に含まれる。

Claims (4)

  1. 　三相巻線（３６、３７、３８）が巻回された複数の突極（３２、３３、３４）を内周部に有するステータ（３１）、及び、複数の突極（４２）を外周部に有するロータ（４１）を含むモータ（３０）と、
    　前記ロータの回転に伴ってＨｉ又はＬｏのいずれかの値を取るＡ相信号及びＢ相信号を所定の角度間隔で出力するエンコーダ（４４）と、
    　を備える作動装置（１０）に適用され、前記モータを駆動するモータ制御装置であって、
    　電源投入後の初期駆動時に、三相のうちいずれか二相に通電した状態で前記エンコーダから取得した前記Ａ相信号及び前記Ｂ相信号に基づいて前記ロータの初期位置を学習し、且つ、初期駆動後の通常駆動時に、前記ロータの回転位置に基づいて通電相を決定する制御部（５１）と、
    　前記制御部が決定した通電相に通電するようにスイッチング動作する駆動回路（５５）と、
    　を有し、
    　前記制御部は、前記初期位置の学習において、
    　前記Ａ相信号及び前記Ｂ相信号の値がいずれもＨｉ又はＬｏのうちの第１状態であるとき、前記ロータの初期位置が、前記ロータの隣接する二つの突極と前記ステータの二相の通電相の突極とが対向する二相対向位置であることを学習し、
    　前記Ａ相信号及び前記Ｂ相信号の値がいずれもＨｉ又はＬｏのうちの第２状態であるとき、前記ロータの初期位置が、前記ロータの一つの突極と前記ステータの一相の非通電相の突極とが対向する一相対向位置であることを学習するモータ制御装置。
  2. 　前記モータは、前記ステータの突極数と前記ロータの突極数との比が３対２に設定されている請求項１に記載のモータ制御装置。
  3. 　前記モータは、スイッチトリアクタンスモータである請求項１または２に記載のモータ制御装置。
  4. 　前記作動装置は自動変速機（２７）のレンジ切替装置であり、
    　前記モータは、前記レンジ切替装置においてレンジを切り替える駆動源として用いられる請求項１～３のいずれか一項に記載のモータ制御装置。

     
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