WO2018047916A1 - シフトレンジ制御装置 - Google Patents

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WO2018047916A1
WO2018047916A1 PCT/JP2017/032349 JP2017032349W WO2018047916A1 WO 2018047916 A1 WO2018047916 A1 WO 2018047916A1 JP 2017032349 W JP2017032349 W JP 2017032349W WO 2018047916 A1 WO2018047916 A1 WO 2018047916A1
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WO
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motor
speed
control
shift range
msp
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Application number
PCT/JP2017/032349
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English (en)
French (fr)
Inventor
神尾　茂
Original Assignee
株式会社デンソー
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
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Application filed by 株式会社デンソー filed Critical 株式会社デンソー
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    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16H—GEARING
    • F16H61/00—Control functions within control units of change-speed- or reversing-gearings for conveying rotary motion ; Control of exclusively fluid gearing, friction gearing, gearings with endless flexible members or other particular types of gearing
    • F16H61/26—Generation or transmission of movements for final actuating mechanisms
    • F16H61/28—Generation or transmission of movements for final actuating mechanisms with at least one movement of the final actuating mechanism being caused by a non-mechanical force, e.g. power-assisted
    • F16H61/32—Electric motors actuators or related electrical control means therefor
    • 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
    • H02P23/00—Arrangements or methods for the control of AC motors characterised by a control method other than vector control
    • H02P23/18—Controlling the angular speed together with angular position or phase

Definitions

  • This disclosure relates to a shift range control device.
  • a shift range switching device that switches a shift range by controlling a motor in response to a shift range switching request from a driver is known.
  • a switched reluctance motor is used as a drive source for the shift range switching mechanism.
  • the switched reluctance motor is referred to as an “SR motor”.
  • An SR motor that does not use a permanent magnet has a simple configuration.
  • a motor using a permanent magnet such as a DC brushless motor is more responsive than an SR motor.
  • hunting may occur due to the influence of cogging torque or the like when the motor decelerates and stops.
  • An object of the present disclosure is to provide a shift range control device that enables stable control of motor driving related to shift range switching.
  • the shift range control device of the present disclosure switches the shift range by controlling the driving of the motor, and includes a feedback control unit, a feedback value setting unit, a fixed phase energization control unit, and a switching control unit.
  • the feedback control unit performs feedback control based on a motor speed that is an actual angle of the motor and a rotational speed of the motor.
  • the feedback value setting unit sets the feedback value of the motor speed based on the motor speed so that the phase of the motor speed advances.
  • the stationary phase energization control unit performs stationary phase energization control for energizing the stationary phase selected based on the actual angle of the motor.
  • the switching control unit sets the motor control to feedback control, and when the difference between the target angle of the motor determined based on the required shift range and the actual angle of the motor is equal to or smaller than the angle determination threshold value, The motor control is switched from feedback control to stationary phase energization control.
  • a speed signal with a detection delay is prefetched by the signal that has advanced the phase.
  • a speed signal having a detection delay is prefetched and fed back to prevent hunting. Further, when the actual angle approaches the target angle, the motor can be stopped appropriately by switching from feedback control to stationary phase energization control. Thereby, the drive of the motor which concerns on switching of a shift range can be controlled appropriately.
  • FIG. 1 is a perspective view illustrating a shift-by-wire system according to an embodiment.
  • FIG. 2 is a block diagram illustrating a shift-by-wire system according to an embodiment.
  • FIG. 3 is a circuit diagram illustrating a motor and a motor driver according to an embodiment.
  • FIG. 4 is a block diagram illustrating a shift range control apparatus according to an embodiment.
  • FIG. 5 is a diagram showing the relationship between the angular deviation and the target motor speed of the shift range control device according to one embodiment.
  • FIG. 6A is a relationship diagram of the motor speed and the acceleration feedforward duty of the shift range control device according to an embodiment.
  • FIG. 1 is a perspective view illustrating a shift-by-wire system according to an embodiment.
  • FIG. 2 is a block diagram illustrating a shift-by-wire system according to an embodiment.
  • FIG. 3 is a circuit diagram illustrating a motor and a motor driver according to an embodiment.
  • FIG. 4 is a block diagram illustrating a shift range control
  • FIG. 6B is a relationship diagram of the motor speed and the steady feedforward duty of the shift range control device according to one embodiment
  • FIG. 6C is a relationship diagram of the motor speed and the deceleration feedforward duty of the shift range control device according to an embodiment.
  • FIG. 7 is a flowchart for explaining the processing of the shift range control device according to the embodiment.
  • FIG. 8 is a flowchart for explaining feedback control of the shift range control device according to the embodiment.
  • FIG. 9 is a time chart for explaining the processing of the shift range control device according to the embodiment.
  • the shift-by-wire system 1 includes a motor 10, a shift range switching mechanism 20, a parking lock mechanism 30, and a shift range control device 40.
  • the motor 10 rotates when electric power is supplied from a battery 45 mounted on the vehicle, and functions as a drive source for the shift range switching mechanism 20. Moreover, the motor 10 can change the magnitude
  • the motor 10 includes a first winding set 11 and a second winding set 12 which are two winding sets.
  • the first winding set 11 includes a U1 coil 111, a V1 coil 112, and a W1 coil 113.
  • the second winding set 12 includes a U2 coil 121, a V2 coil 122, and a W2 coil 123.
  • the motor 10 is a permanent magnet type DC brushless motor and includes an encoder 13 and a speed reducer 14.
  • the encoder 13 can detect the rotational position of the rotor of the motor 10.
  • the encoder 13 is, for example, a magnetic rotary encoder and includes a magnet that rotates integrally with the rotor and a Hall IC for magnetic detection.
  • the encoder 13 outputs A-phase and B-phase pulse signals at predetermined angles in synchronization with the rotation of the rotor.
  • the reducer 14 is provided between the motor shaft of the motor 10 and the output shaft 15, and decelerates the rotation of the motor 10 and outputs it to the output shaft 15. Thereby, the rotation of the motor 10 is transmitted to the shift range switching mechanism 20.
  • the output shaft 15 includes an output shaft sensor 16.
  • the output shaft sensor 16 is a potentiometer, for example, and detects the angle of the output shaft 15.
  • the shift range switching mechanism 20 has a detent plate 21 and a detent spring 25, and converts the rotational motion of the motor 10 into a linear motion and transmits it to the manual valve 28.
  • the detent plate 21 is fixed to the output shaft 15 and is rotated by the motor 10.
  • the direction in which the detent plate 21 moves away from the base of the detent spring 25 is defined as the forward rotation direction, and the direction approaching the base is defined as the reverse rotation direction.
  • the detent plate 21 includes four recesses 22 and pins 24.
  • the recess 22 is provided on the detent spring 25 side of the detent plate 21 and holds the manual valve 28 at a position corresponding to each range. Further, the recess 22 corresponds to each range of D, N, R, and P from the base side of the detent spring 25.
  • the D range is a forward range
  • the N range is a neutral range
  • the R range is a reverse range
  • the P range is a parking range.
  • the pin 24 protrudes in parallel with the output shaft 15 and is connected to the manual valve 28.
  • the manual valve 28 is provided in the valve body 29 and reciprocates in the axial direction when the detent plate 21 is rotated by the motor 10.
  • the manual valve 28 reciprocates in the axial direction to switch the hydraulic pressure supply path to the hydraulic clutch, and the shift range is changed by switching the engagement state of the hydraulic clutch.
  • the detent spring 25 is an elastically deformable plate-like member, and a detent roller 26 that fits into any one of the recesses 22 is provided at the tip. Further, the detent spring 25 biases the detent roller 26 toward the rotation center side of the detent plate 21. When a predetermined rotational force is applied to the detent plate 21, the detent spring 25 is elastically deformed and the detent roller 26 moves in the recess 22. When the detent roller 26 is fitted into any of the recesses 22, the swing of the detent plate 21 is restricted. Thereby, the axial position of the manual valve 28 and the state of the parking lock mechanism 30 are determined, and the shift range of the automatic transmission 5 is fixed.
  • the parking lock mechanism 30 includes a parking rod 31, a cone 32, a parking lock pole 33, a shaft portion 34, and a parking gear 35.
  • the parking rod 31 is formed in an L shape, and one end 311 of the parking rod 31 is fixed to the detent plate 21.
  • the other end 312 of the parking rod 31 is provided with a cone 32.
  • the cone 32 is formed so as to decrease in diameter toward the other end 312 side. When the detent plate 21 swings in the reverse rotation direction, the cone 32 moves in the direction of the arrow P.
  • the parking lock pole 33 is in contact with the conical surface of the conical body 32 and is provided so as to be swingable about the shaft portion 34.
  • the parking lock pole 33 includes a convex portion 331 on the parking gear 35 side.
  • the convex portion 331 can mesh with the parking gear 35.
  • the parking lock pole 33 is pushed up and meshes with the parking gear 35.
  • the protrusion 331 is disengaged from the parking gear 35 when the detent plate 21 rotates in the forward rotation direction and the cone 32 moves in the arrow notP direction.
  • the rotation of the axle is restricted.
  • the parking gear 35 is not locked by the parking lock pole 33 when the shift range is a notP range that is a range other than P. At this time, the rotation of the axle is not hindered by the parking lock mechanism 30.
  • the shift range is the P range, the parking gear 35 is locked by the parking lock pole 33 and the rotation of the axle is restricted.
  • the shift range control device 40 includes motor drivers 41 and 42, motor relays 46 and 47, a voltage sensor 48, and an ECU 50.
  • the motor driver 41 is a three-phase inverter that switches energization of the first winding set 11, and switching elements 411-416 are bridge-connected.
  • One end of the U1 coil 111 is connected to a connection point between the U-phase switching elements 411 and 414 that form a pair.
  • One end of the V1 coil 112 is connected to a connection point between the paired V-phase switching elements 412 and 415.
  • One end of the W1 coil 113 is connected to a connection point between the paired W-phase switching elements 413 and 416.
  • the other ends of the coils 111 to 113 are connected by a connection part 115.
  • the motor driver 42 is a three-phase inverter that switches the energization of the second winding set 12, and switching elements 421-426 are bridge-connected.
  • One end of the U2 coil 121 is connected to a connection point between the U-phase switching elements 421 and 424 that form a pair.
  • One end of the V2 coil 122 is connected to a connection point between the paired V-phase switching elements 422 and 425.
  • One end of the W2 coil 123 is connected to a connection point between the paired W-phase switching elements 423 and 426.
  • the other ends of the coils 121 to 123 are connected by a connection part 125.
  • the switching elements 411-416 and 421-426 are MOSFETs, but other elements such as IGBTs may be used.
  • the motor relay 46 is provided between the motor driver 41 and the battery 45.
  • the motor relay 47 is provided between the motor driver 42 and the battery 45.
  • the motor relays 46 and 47 are turned on when a start switch such as an ignition switch is turned on, and power is supplied to the motor 10 side. On the other hand, the motor relays 46 and 47 are turned off when the start switch is turned off, and the supply of electric power to the motor 10 side is cut off.
  • the voltage sensor 48 is provided on the high potential side of the battery 45 and can detect the battery voltage V.
  • the ECU 50 controls the motor 10 by controlling the on / off operation of the switching elements 411-416 and 421-426.
  • One set of ON and OFF is a switching cycle, and the ratio of the ON time to the switching cycle is a duty.
  • the ECU 50 controls the drive of the shift hydraulic control solenoid 6 based on the vehicle speed, the accelerator opening, the driver request shift range, and the like.
  • the gear position is controlled by controlling the shift hydraulic control solenoid 6.
  • the number of shift hydraulic control solenoids 6 is provided according to the number of shift stages. In the present embodiment, one ECU 50 controls the driving of the motor 10 and the shift hydraulic control solenoid 6.
  • the motor ECU for controlling the motor 10 and the AT-ECU for solenoid control may be separated.
  • a shift range switching device that switches a shift range by controlling a motor in response to a shift range switching request from a driver is known.
  • an SR motor is used as a drive source for the shift range switching mechanism.
  • An SR motor that does not use a permanent magnet has a simple configuration.
  • a motor using a permanent magnet such as a DC brushless motor is more responsive than an SR motor.
  • the shift range control device 40 of the present embodiment enables stable control of driving of the motor 10 related to switching of the shift range.
  • the ECU 50 of the shift range control device 40 includes an angle calculation unit 51, a speed calculation unit 52, a feedback control unit 60, a stationary phase energization control unit 70, and a switching control unit 75.
  • the ECU 50 is configured mainly with a microcomputer or the like.
  • Each process in the ECU 50 may be a software process by a CPU executing a program stored in advance in a substantial memory device such as a ROM, or may be a hardware process by a dedicated electronic circuit.
  • the angle calculation unit 51 calculates an actual count value Cen that is a count value of the encoder 13 based on the A-phase and B-phase pulses output from the encoder 13.
  • the actual count value Cen is a value corresponding to the actual mechanical angle and electrical angle of the motor 10.
  • the actual count value Cen is set to “actual angle”.
  • the angle calculation unit 51 outputs the actual count value Cen to the speed calculation unit 52, the angle deviation calculation unit 61 of the feedback control unit 60, the PWM signal generation unit 69 of the feedback control unit 60, and the stationary phase energization control unit 70.
  • the speed calculation unit 52 calculates a motor speed Msp that is the rotation speed of the motor 10 based on the actual count value Cen. Further, the speed calculation unit 52 outputs the calculated motor speed Msp to the FB value setting unit 63 and the feedforward term correction unit 67 of the feedback control unit 60.
  • the feedback control unit 60 performs feedback control by feeding back the actual count value Cen and the motor speed Msp. Further, the feedback control unit 60 includes an angle deviation calculation unit 61, a target speed setting unit 62, and a feedback value setting unit 63. Furthermore, the feedback control unit 60 includes a speed deviation calculation unit 64, a controller 65, a feedforward correction value calculation unit 66, a feedforward term correction unit 67, a voltage correction unit 68, and a PWM signal generation unit 69. Hereinafter, feedback is described as “FB”, and feedforward is described as “FF”.
  • the angle deviation calculation unit 61 feeds back the actual count value Cen.
  • a target angle of the motor 10 determined based on the driver requested shift range input by operating the shift lever is set as a target count value Cen * .
  • the absolute value of the difference between the target count value Cen * and the actual count value Cen is defined as an angle deviation e.
  • the angle deviation calculation unit 61 calculates the angle deviation e and outputs the calculated angle deviation e to the target speed setting unit 62.
  • the target speed setting unit 62 sets a target motor speed Msp * that is a target speed of the motor 10 based on the angle deviation e. Further, the target speed setting unit 62 outputs the set target motor speed Msp * to the speed deviation calculation unit 64.
  • the target motor speed Msp * is set to increase as the angle deviation e increases based on the relationship diagram or the like.
  • the target motor speed Msp * is set to a predetermined maximum value. Further, the target motor speed Msp * is set to increase as the battery voltage V increases.
  • the FB value setting unit 63 sets a speed feedback value Msp_fb to be fed back based on the speed state of the motor 10 and outputs it to the speed deviation calculation unit 64.
  • the differential value of the motor speed Msp is a speed differential value dp_Msp
  • the differential value of the target motor speed Msp * is a target speed differential value dp_Msp * .
  • the current value of the motor speed Msp is the current motor speed Msp (n), and the previous value of the motor speed Msp is the previous motor speed Msp (n ⁇ 1). Further, the present value of the target motor speed Msp * to this target motor speed Msp * (n), the previous value of the target motor speed Msp * the previous target motor speed Msp * (n-1).
  • the speed differential value dp_Msp is calculated, for example, by subtracting the previous motor speed Msp (n ⁇ 1) from the current motor speed Msp (n).
  • the target speed differential value dp_Msp * is calculated, for example, by subtracting the previous target motor speed Msp * (n ⁇ 1) from the current target motor speed Msp * (n).
  • the threshold values dp1 and dp2 have the same number of dimensions as the speed differential value dp_Msp and are close to zero.
  • the threshold value dp1 is a positive value and the threshold value dp2 is a negative value.
  • the speed state of the motor 10 is classified into an acceleration state, a steady state, or a deceleration state. . Further, the speed state of the motor 10 is classified into a stationary phase energization state or an energization off state which will be described later.
  • the acceleration state is when the motor speed Msp is equal to or lower than the target motor speed Msp * or when the speed differential value dp_Msp exceeds the threshold value dp1.
  • the steady state is when the motor speed Msp is larger than the target motor speed Msp * , or when the speed differential value dp_Msp is not less than the threshold value dp2 and not more than the threshold value dp1.
  • the deceleration state is assumed when the target speed differential value dp_Msp * is smaller than zero, that is, when the current target motor speed Msp * (n) is smaller than the previous target motor speed Msp * (n ⁇ 1). Alternatively, the deceleration state is when the differential value dp_Msp falls below the threshold value dp2.
  • the acceleration state is assumed to be when the motor speed Msp is equal to or less than the target motor speed Msp * .
  • the steady state is when the motor speed Msp is larger than the target motor speed Msp * .
  • the deceleration state is when the current target motor speed Msp * (n) is smaller than the previous target motor speed Msp * (n ⁇ 1).
  • the control state of the motor 10 is the speed state of the motor 10 in the later-described stationary phase energization control.
  • the energization off state is a speed state of the motor 10 when the control state of the motor 10 is energization off control described later.
  • the FB value setting unit 63 When the speed state of the motor 10 is a steady state or a deceleration state, the FB value setting unit 63 performs phase advance compensation so that the phase of the motor speed Msp advances, and sets the speed phase advance value Msp_pl as a speed feedback value Msp_fb.
  • the speed phase advance value Msp_pl is also included in the concept of “motor speed”.
  • the FB value setting unit 63 does not perform phase advance compensation and sets the motor speed Msp as the speed feedback value Msp_fb.
  • the transfer function for performing phase advance compensation of the FB value setting unit 63 is expressed as, for example, the following relational expressions (1) and (2).
  • T1 and T2 represent arbitrary constants, and s represents a Laplace operator. (1 + T1 ⁇ s) / (1 + T2 ⁇ s) (1) T1> T2 (2)
  • the speed deviation calculation unit 64 calculates a speed deviation ⁇ Msp that is a difference between the target motor speed Msp * and the speed feedback value Msp_fb, and outputs the calculated speed deviation ⁇ Msp to the controller 65.
  • the controller 65 performs P control or PI control so that the target motor speed Msp * matches the speed feedback value Msp_fb, that is, the speed deviation ⁇ Msp becomes zero. Further, the controller 65 calculates the FB duty D_fb as a feedback control command value. In the feedback control of this embodiment, the magnitudes of the current and torque flowing in the coils 111-113 and 121-123 are changed by changing the duty by PWM control.
  • the motor 10 is controlled by rectangular wave control by 120 ° energization.
  • the first-phase high-potential side switching element and the second-phase low-potential side switching element are turned on.
  • the energized phase is switched by switching the combination of the first phase and the second phase every 60 ° electrical angle. Thereby, a rotating magnetic field is generated in the winding sets 11 and 12, and the motor 10 rotates.
  • the rotation direction of the motor 10 when the output shaft 15 rotates in the normal rotation direction is the positive direction.
  • the duty when the motor 10 outputs a positive torque is positive
  • the duty when the negative torque is output is negative
  • a possible duty range is ⁇ 100 [%] to 100 [%].
  • the FF correction value calculation unit 66 calculates the FF duty D_ff as a feedforward term based on the speed state of the motor 10.
  • the FF duty D_ff when the speed state of the motor 10 is the acceleration state is defined as an acceleration FF duty D_fa.
  • the FF duty D_ff when the speed state of the motor 10 is a steady state is defined as a steady FF duty D_fi.
  • the FF duty D_ff when the speed state of the motor 10 is a deceleration state is set as a deceleration FF duty D_fd.
  • the acceleration FF duty D_fa is calculated based on the map and is the maximum acceleration duty.
  • the motor speed Msp is corrected to maximum acceleration until the motor speed Msp exceeds the target motor speed Msp * .
  • the steady FF duty D_fi is a duty that is calculated based on the map and maintains the motor speed Msp.
  • the steady FF duty D_fi is a duty for maintaining the motor speed Msp when there is no load.
  • the steady FF duty D_fi is set to increase as the motor speed Msp or the target motor speed Msp * increases.
  • the deceleration FF duty D_fd is a duty that is calculated based on the map and corrects the deceleration of the motor speed Msp.
  • the deceleration FF duty D_fd is a correction duty for realizing the target motor speed Msp * .
  • the absolute value of the deceleration FF duty D_fd is set to increase as the motor speed Msp increases.
  • FIG. 6 shows a case where the motor 10 is rotating in the positive direction, and when the motor 10 rotates in the negative direction, the sign of the value is reversed.
  • the FF correction value calculation unit 66 sets the acceleration FF duty D_fa as the FF duty D_ff when the speed state of the motor 10 is the acceleration state.
  • the FF correction value calculation unit 66 sets the steady FF duty D_fi as the FF duty D_ff when the speed state of the motor 10 is a steady state.
  • the FF correction value calculation unit 66 sets the deceleration FF duty D_fd as the FF duty D_ff when the speed state of the motor 10 is the deceleration state.
  • the FF correction value calculation unit 66 outputs the calculated FF duty D_ff to the FF term correction unit 67.
  • the FF term correction unit 67 is an integrator, corrects the FB duty D_fb with the FF duty D_ff, integrates it, and calculates the duty command value D.
  • the voltage correction unit 68 corrects the duty command value D based on the battery voltage V.
  • the corrected duty command value D is set as a corrected duty command value D_v.
  • the voltage correction unit 68 outputs the corrected duty command value D_v to the PWM signal generation unit 69.
  • the PWM signal generation unit 69 generates a command signal related to switching of the switching elements 411-416 and 421-426 based on the corrected duty command value D_v and the actual count value Cen.
  • the PWM signal generation unit 69 acquires the motor current Im from the motor drivers 41 and 42, and adjusts the generated command signal so that the motor current Im does not exceed the current limit value Im_max. Further, the PWM signal generation unit 69 outputs a command signal to the switching control unit 75.
  • the stationary phase energization control unit 70 performs stationary phase energization control that is control for stopping the rotation of the motor 10 based on the actual count value Cen.
  • the stationary phase energization control unit 70 selects a stationary phase according to the electrical angle, and controls the switching elements 411-416 and 421-426 so that current flows in a predetermined direction of the selected stationary phase. Thereby, the excitation phase is fixed, and the motor 10 stops at a predetermined electrical angle corresponding to the excitation phase.
  • the stationary phase energization control unit 70 selects the stationary phase and the energization direction based on the actual count value Cen so that the motor 10 stops at the electrical angle closest to the current rotor position. Further, the stationary phase energization control is performed when the angle deviation e becomes equal to or smaller than the angle determination threshold e_th. Therefore, when the fixed phase energization control is performed, it can be considered that the actual count value Cen and the target count value Cen * coincide. Therefore, the motor 10 can be stopped at a location that matches the target count value Cen * by stopping the motor 10 at the electrical angle that can be stopped closest to the current rotor position.
  • the switching control unit 75 compares the angle deviation e with the angle determination threshold value e_th, and switches the control state of the motor 10 to feedback control or stationary phase energization control based on the comparison result.
  • the switching control unit outputs a drive signal corresponding to the control state to the motor drivers 41 and 42. Thereby, the drive of the motor 10 is controlled.
  • step 101 the shift lever is operated by the driver, and the ECU 50 determines whether or not the driver request shift range has changed. If the ECU 50 determines that the driver request shift range has changed, the process proceeds to step 102. On the other hand, if the ECU 50 determines that the driver request shift range has not changed, the process proceeds to step 103.
  • step 102 the ECU 50 turns on the energization flag for the motor 10.
  • the energization flag on / off process may be performed by the switching control unit 75 or may be performed separately from the switching control unit 75.
  • step 105 the switching control unit 75 determines whether or not the angle deviation e is larger than the angle determination threshold e_th.
  • the angle determination threshold e_th is set to, for example, a count value corresponding to a predetermined value close to zero at a mechanical angle of 0.5 °.
  • the process proceeds to step 106.
  • the switching control unit 75 determines that the angle deviation e is equal to or less than the angle determination threshold e_th, the process proceeds to step 107.
  • step 106 the switching control unit 75 sets the control state of the motor 10 to feedback control.
  • the feedback control in step 106 will be described with reference to the subflow of FIG. Note that immediately after the energization flag is turned on, the speed state of the motor 10 is set to the acceleration state. Further, in the figure, regarding the speed state of the motor 10, the acceleration state is “Mode1”, the steady state is “Mode2”, the deceleration state is “Mode3”, the stationary phase energization state is “Mode4”, and the energization off state is “Mode0”. It describes.
  • step 161 the target speed setting unit 62 sets a target motor speed Msp * based on the angle deviation e and the battery voltage V.
  • step 162 the FB control unit 60 determines whether or not the current speed state of the motor 10 is an acceleration state. If the FB control unit 60 determines that the current speed state of the motor 10 is the acceleration state, the process proceeds to step 163. On the other hand, when the FB control unit 60 determines that the current speed state of the motor 10 is not the acceleration state, the process proceeds to step 164.
  • step 163 the FB control unit 60 determines whether or not the motor speed Msp is greater than the target motor speed Msp * . If the FB control unit 60 determines that the motor speed Msp is equal to or less than the target motor speed Msp * , the process proceeds to step 166. At this time, in step 166, the FB control unit 60 maintains the speed state of the motor 10 in the accelerated state, and the process proceeds to step 169.
  • step 167 the FB control unit 60 switches the speed state of the motor 10 from the acceleration state to the steady state, and the process proceeds to step 169.
  • step 164 the FB control unit 60 determines whether or not the current speed state of the motor 10 is a steady state. If the FB control unit 60 determines that the current speed state of the motor 10 is a steady state, the process proceeds to step 165.
  • step 165 the FB control unit 60 determines whether or not the current target motor speed Msp * (n) is smaller than the previous target motor speed Msp * (n ⁇ 1). If the FB control unit 60 determines that the current target motor speed Msp * (n) is equal to or higher than the previous target motor speed Msp * (n ⁇ 1), the process proceeds to step 167. At this time, in step 167, the FB control unit 60 maintains the speed state of the motor 10 in a steady state, and the process proceeds to step 169.
  • step 165 when the FB control unit 60 determines in step 165 that the current target motor speed Msp * (n) is lower than the previous target motor speed Msp * (n ⁇ 1), the process proceeds to step 168.
  • step 164 if the FB control unit 60 determines in step 164 that the current speed state of the motor 10 is not a steady state, the process proceeds to step 168.
  • step 168 the FB control unit 60 switches the speed state of the motor 10 from the steady state to the deceleration state, and the process proceeds to step 169.
  • step 169 the FB control unit 60 determines whether or not the speed state of the motor 10 is an acceleration state.
  • the process proceeds to step 170.
  • the FB control unit 60 determines that the speed state of the motor 10 is not an acceleration state, that is, the speed state of the motor 10 is a steady state or a deceleration state, the process proceeds to step 171.
  • step 170 the FB value setting unit 63 outputs the motor speed Msp to the speed deviation calculation unit 64 as a speed feedback value Msp_fb.
  • the speed deviation calculation unit 64 calculates a speed deviation ⁇ Msp between the target motor speed Msp * and the speed feedback value Msp_fb set by the FB value setting unit 63, and the process proceeds to step 172.
  • step 171 the FB value setting unit 63 outputs the phase lead compensation value Msp_pl as the speed feedback value Msp_fb to the speed deviation calculation unit 64.
  • the speed deviation calculation unit 64 calculates a speed deviation ⁇ Msp between the target motor speed Msp * and the speed feedback value Msp_fb set by the FB value setting unit 63, and the process proceeds to step 172.
  • step 172 the controller 65 calculates the FB duty D_fb, outputs the calculated FB duty D_fb to the FF term correction unit 67, and the process proceeds to step 173.
  • step 173 the FF correction value calculation unit 66 calculates the FF duty D_ff based on the speed state of the motor 10, and outputs it to the FF term correction unit 67, and the process proceeds to step 174.
  • step 174 the FF term correction unit 67 integrates the FB duty D_fb and the FF duty D_ff, calculates the duty command value D, and the process proceeds to step 175.
  • step 175 the voltage correction unit 68 corrects the duty command value D based on the battery voltage V.
  • the PWM signal generation unit 69 generates a PWM signal based on the corrected duty command value D_v. Based on the generated PWM signal, the switching elements 411-416 and 421-426 are turned on / off, whereby the motor 10 is controlled. After the process of step 175, the process ends.
  • step 107 the switching control unit 75 advances the count of the timer value Tc, which is the count value of the timer that times the duration of the stationary phase energization control, and the process proceeds to step 108.
  • step 108 the switching control unit 75 determines whether or not the timer value Tc is smaller than the duration determination threshold Tth.
  • the duration determination threshold value Tth is set to 100 ms, for example, and is a value set according to the energization duration Ta for continuing the fixed phase energization control. If the switching control unit 75 determines that the timer value Tc is smaller than the duration determination threshold value Tth, the process proceeds to step 109. On the other hand, if the switching control unit 75 determines that the timer value Tc is equal to or greater than the duration determination threshold value Tth, the process proceeds to step 110.
  • step 109 the switching control unit 75 switches the control state of the motor 10 to fixed phase energization control, and the process ends.
  • step 110 the switching control unit 75 switches the control state of the motor 10 to energization off control, and the process ends.
  • the switching control unit 75 In the energization off control, the switching control unit 75 outputs a signal to turn off all the switching elements 411 to 416 and 421 to 426 of the motor drivers 41 and 42 to the motor drivers 41 and 42. This signal turns off the switching elements 411-416 and 421-426. Thereby, in energization off control, electric power is not supplied to the motor 10 side. Since the motor relays 46 and 47 are kept on while the start switch is on, the motor relays 46 and 47 are on even during the energization off control. Further, the ECU 50 turns off the energization flag.
  • FIG. 9 shows the driver request shift range, the energization flag, the angle of the motor 10, and the control state of the motor 10 from the top, with the common time axis as the horizontal axis. Note that the angle of the motor 10 is represented by a count value of the encoder 13.
  • FIG. 9 shows the speed state of the motor 10 and the motor speed Msp.
  • the control state of the motor 10 is set to the energization off control.
  • the driver request shift range changes from the P range to the D range at time x1 the energization flag is switched from OFF to ON.
  • a target count value Cen * corresponding to the driver request shift range is set, and the angle deviation calculation unit 61 calculates the angle deviation e.
  • the angle deviation e is larger than the angle determination threshold e_th, and the switching control unit 75 switches the control state of the motor 10 from the energization off control to the feedback control. Further, the FB control unit 60 determines that the speed state of the motor 10 is the acceleration state.
  • the target speed setting unit 62 sets the target motor speed Msp * based on the angle deviation e and the battery voltage V.
  • the target motor speed Msp * is indicated by a one-dot chain line. The motor speed Msp starts to increase so that the motor speed Msp becomes the target motor speed Msp * .
  • the motor speed Msp becomes higher than the target motor speed Msp * , and the FB control unit 60 switches the speed state of the motor 10 from the acceleration state to the steady state.
  • the motor speed Msp is maintained at a constant value so as to follow the target motor speed Msp * .
  • the current target motor speed Msp * (n) becomes smaller than the previous target motor speed Msp * (n ⁇ 1), and the FB control unit 60 switches the speed state of the motor 10 from the steady state to the deceleration state.
  • the motor speed Msp is reduced to zero.
  • FIG. 9 shows, as a comparative example, the motor speed Msp_c in a case where the phase advance compensation is not performed when the motor speed state is a steady state or a deceleration state by a two-dot chain line.
  • the motor speed Msp_c increases responsiveness. Therefore, if the feedback gain is increased, hunting occurs when the motor speed state is a steady state or a deceleration state. Hunting occurs, the motor speed Msp_c and the target motor speed Msp * do not match, and the motor speed Msp_c behaves unstable. Thereby, hunting may occur at the motor angle.
  • the FB value setting unit 63 sets the phase advance compensation value Msp_pl as the speed feedback value Msp_fb.
  • a speed signal having a detection delay in the phase advanced signal is prefetched.
  • the speed signal is prefetched and fed back to prevent hunting. For this reason, the motor speed Msp and the target motor speed Msp * coincide during the period from the time x2 until the motor 10 stops, and the motor speed Msp decelerates with a stable behavior. Thereby, stable control of driving of the motor 10 becomes possible.
  • the switching control unit 75 switches the control state of the motor 10 from feedback control to fixed phase energization control.
  • the motor 10 can be quickly stopped by setting the stationary phase energization.
  • the stationary phase energization control is continued for a period from time x4 to time x5 when the energization continuation time Ta elapses. Thereby, since hunting etc. are suppressed and the motor 10 can be stopped reliably, the detent roller 26 can be reliably fitted in the desired recessed part 22.
  • the switching control unit 75 switches the control state of the motor 10 from stationary phase energization control to energization off control, and the energization flag is turned off.
  • the energization flag remains off until the driver request shift range is changed again.
  • the control state of the motor 10 is continued by energization off control.
  • the motor is a permanent magnet type three-phase brushless motor.
  • any motor may be used as long as it can switch between feedback control and stationary phase energization control.
  • the motor is provided with two winding sets.
  • the number of winding sets of the motor may be one or more than three.
  • rectangular wave control by 120 ° energization is performed in feedback control.
  • the feedback control may be rectangular wave control by 180 ° energization.
  • PWM control using a triangular wave comparison method or an instantaneous vector selection method may be used.
  • an encoder is used as a rotation angle sensor that detects the rotation angle of the motor.
  • the rotation angle sensor is not limited to an encoder, and any other device such as a resolver may be used.
  • the feedback control may be performed using the rotation angle of the motor itself or a value other than the encoder count value that can be converted into the rotation angle of the motor. The same applies to the selection of the stationary phase in the stationary phase energization control.
  • the detent plate is provided with four recesses.
  • the number of recesses is not limited to four and may be any number.
  • the shift range switching mechanism, the parking lock mechanism, and the like may be different from those in the above embodiment.
  • this indication is not limited to such embodiment, In the range which does not deviate from the meaning, it can implement with a various form.

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Abstract

シフトレンジ制御装置（４０）は、フィードバック制御部（６０）、フィードバック値設定部（６３）、固定相通電制御部（７０）および切替制御部（７５）を備える。フィードバック制御部（６０）は、モータ（１０）の実角度およびモータの回転速度であるモータ速度に基づくフィードバック制御を行う。フィードバック値設定部（６３）は、モータ速度に基づき、モータ速度の位相が進むようにモータ速度のフィードバック値を設定する。固定相通電制御部（７０）は、モータの実角度に基づき選択される固定相に通電する固定相通電制御を行う。切替制御部（７５）は、要求シフトレンジが切り替わったとき、モータの制御をフィードバック制御とし、要求シフトレンジに基づき決定されるモータの目標角度およびモータの実角度の差である角度偏差が角度判定閾値以下になったとき、フィードバック制御から固定相通電制御にモータの制御を切り替える。

Description

シフトレンジ制御装置 関連出願の相互参照
　本出願は、２０１６年９月９日に出願された特許出願番号２０１６－１７６２７６号に基づくものであり、ここにその記載内容を援用する。
　本開示は、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。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が用いられている。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４３８５７６８号公報
　永久磁石を用いないＳＲモータは、構成が簡素である。また、ＤＣブラシレスモータのような永久磁石を用いるモータは、ＳＲモータと比較し、応答性がよい。
　しかし、応答性が高くなるようにフィードバックゲインを大きくすると、モータが減速して停止する場合に、コギングトルク等の影響により、ハンチングが生じる虞がある。
　本開示の目的は、シフトレンジの切り替えに係るモータの駆動を安定した制御を可能にするシフトレンジ制御装置を提供することにある。
　本開示のシフトレンジ制御装置は、モータの駆動を制御することでシフトレンジを切り替え、フィードバック制御部、フィードバック値設定部、固定相通電制御部および切替制御部を備える。
　フィードバック制御部は、モータの実角度およびモータの回転速度であるモータ速度に基づくフィードバック制御を行う。
　フィードバック値設定部は、モータ速度に基づき、モータ速度の位相が進むようにモータ速度のフィードバック値を設定する。
　固定相通電制御部は、モータの実角度に基づき選択される固定相に通電する固定相通電制御を行う。
　切替制御部は、要求シフトレンジが切り替わったとき、モータの制御をフィードバック制御とし、要求シフトレンジに基づき決定されるモータの目標角度およびモータの実角度の差が角度判定閾値以下になったとき、フィードバック制御から固定相通電制御にモータの制御を切り替える。
　位相進みを行った信号で検出遅れを持った速度信号が先読みされる。検出遅れを持った速度信号が先読みされてフィードバックされることにより、ハンチングが防止される。また、実角度が目標角度に近づいたとき、フィードバック制御から固定相通電制御に切り替えることで、モータが適切に停止できる。これにより、シフトレンジの切り替えに係るモータの駆動を適切に制御できる。
　本開示についての上記目的及びその他の目的、特徴や利点は、添付の図面を参照しながら下記の詳細な記述により、より明確になる。その図面は、
図１は、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り、 図２は、一実施形態によるシフトバイワイヤシステムを示す構成図であり、 図３は、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り、 図４は、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り、 図５は、一実施形態によるシフトレンジ制御装置の角度偏差および目標モータ速度の関係図であり、 図６Ａは、一実施形態によるシフトレンジ制御装置のモータ速度および加速フィードフォワードデューティの関係図であり、 図６Ｂは、一実施形態によるシフトレンジ制御装置のモータ速度および定常フィードフォワードデューティの関係図であり、 図６Ｃは、一実施形態によるシフトレンジ制御装置のモータ速度および減速フィードフォワードデューティの関係図であり、 図７は、一実施形態によるシフトレンジ制御装置の処理を説明するためのフローチャートであり、 図８は、一実施形態によるシフトレンジ制御装置のフィードバック制御を説明するためのフローチャートであり、 図９は、一実施形態によるシフトレンジ制御装置の処理を説明するためのタイムチャートである。
　以下、シフトレンジ制御装置を図面に基づいて説明する。
　まず、シフトレンジ制御装置４０が用いられるシフトバイワイヤシステム１を説明する。
　図１および図２に示すように、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を備える。
　モータ１０は、車両に搭載されるバッテリ４５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。
　また、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、相ごとに指令を変更可能である。
　図３に示すように、モータ１０は、２組の巻線組である第１巻線組１１および第２巻線組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を含む。
　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を含む。
　図２に戻って、モータ１０は、永久磁石式のＤＣブラシレスモータで、エンコーダ１３および減速機１４を有する。
　エンコーダ１３は、モータ１０のロータの回転位置を検出可能である。
　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、ロータと一体に回転する磁石および磁気検出用のホールＩＣにより構成される。
　また、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は、出力軸センサ１６を含む。
　出力軸センサ１６は、例えば、ポテンショメータで、出力軸１５の角度を検出する。
　図１に戻って、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を有し、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。
　ディテントプレート２１は、出力軸１５に固定され、モータ１０により回転する。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は、４つの凹部２２およびピン２４を含む。
　凹部２２は、ディテントプレート２１のディテントスプリング２５側に設けられ、各レンジに対応する位置にマニュアルバルブ２８を保持する。
　また、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。なお、Ｄレンジは前進用のレンジで、Ｎレンジは中立のレンジで、Ｒレンジは後進用のレンジで、Ｐレンジは駐車用のレンジである。
　ピン２４は、出力軸１５と平行に突出し、マニュアルバルブ２８に接続される。
　マニュアルバルブ２８は、バルブボディ２９に設けられ、ディテントプレート２１がモータ１０によって回転することで、軸方向に往復移動する。マニュアルバルブ２８が軸方向に往復移動することで、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。
　ディテントスプリング２５は、弾性変形可能な板状部材であり、凹部２２のいずれかに嵌り込むディテントローラ２６が先端に設けられている。
　また、ディテントスプリング２５は、ディテントプレート２１の回転中心側にディテントローラ２６を付勢する。ディテントプレート２１に所定以上の回転力が加わるとき、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のいずれかに嵌り込むことによって、ディテントプレート２１の揺動が規制される。これにより、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、Ｌ字形状に形成され、パーキングロッド３１の一端３１１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の円錐面に接触し、軸部３４を中心に揺動可能に設けられる。
　また、パーキングロックポール３３は、パーキングギア３５側に凸部３３１を含む。
　凸部３３１は、パーキングギア３５と噛み合い可能である。
　凸部３３１は、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方向に移動するとき、パーキングロックポール３３が押し上げられ、パーキングギア３５に噛み合う。
　一方、凸部３３１は、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方向に移動するとき、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、凸部３３１に噛み合うと、車軸の回転が規制される。
　パーキングギア３５は、シフトレンジがＰ以外のレンジであるｎｏｔＰレンジのとき、パーキングロックポール３３によりロックされない。このとき、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。
　一方、パーキングギア３５は、シフトレンジがＰレンジのとき、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。
　（一実施形態）
　以下、シフトレンジ制御装置４０について説明する。
　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、４２、モータリレー４６、４７、電圧センサ４８およびＥＣＵ５０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、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、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、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で結線されている。
　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、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、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、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で結線されている。
　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。
　モータリレー４６は、モータドライバ４１とバッテリ４５との間に設けられている。
　モータリレー４７は、モータドライバ４２とバッテリ４５との間に設けられている。
　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側への電力が供給される。
　一方、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。
　電圧センサ４８は、バッテリ４５の高電位側に設けられ、バッテリ電圧Ｖを検出可能である。
　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を制御する。オンとオフとの１組をスイッチング周期とし、スイッチング周期に対するオンの時間の割合をデューティとする。
　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および変速用油圧制御ソレノイド６の駆動を制御する。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とが分かれてもよい。
　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。特許文献１では、シフトレンジ切替機構の駆動源として、ＳＲモータが用いられている。
　永久磁石を用いないＳＲモータは、構成が簡素である。また、ＤＣブラシレスモータのような永久磁石を用いるモータは、ＳＲモータと比較し、応答性がよい。
　しかし、応答性が高くなるようにフィードバックゲインを大きくすると、モータが減速して停止する場合に、コギングトルクの影響を受け、ハンチングが生じる虞がある。
　そこで、本実施形態のシフトレンジ制御装置４０は、シフトレンジの切り替えに係るモータ１０の駆動が安定した制御を可能にする。
　図４に示すように、シフトレンジ制御装置４０のＥＣＵ５０は、角度演算部５１、速度演算部５２、フィードバック制御部６０、固定相通電制御部７０および切替制御部７５を備える。
　ＥＣＵ５０は、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。
　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。本実施形態では、実カウント値Ｃｅｎを「実角度」とする。
　また、角度演算部５１は、速度演算部５２、フィードバック制御部６０の角度偏差演算部６１、フィードバック制御部６０のＰＷＭ信号生成部６９および固定相通電制御部７０に実カウント値Ｃｅｎを出力する。
　速度演算部５２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。
　また、速度演算部５２は、フィードバック制御部６０のＦＢ値設定部６３およびフィードフォワード項補正部６７に演算したモータ速度Ｍｓｐを出力する。
　フィードバック制御部６０は、実カウント値Ｃｅｎおよびモータ速度Ｍｓｐをフィードバックしてフィードバック制御を行う。
　また、フィードバック制御部６０は、角度偏差演算部６１、目標速度設定部６２およびフィードバック値設定部６３を有する。
　さらに、フィードバック制御部６０は、速度偏差演算部６４、制御器６５、フィードフォワード補正値演算部６６、フィードフォワード項補正部６７、電圧補正部６８およびＰＷＭ信号生成部６９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。
　角度偏差演算部６１は、実カウント値Ｃｅｎをフィードバックする。
　シフトレバーの操作により入力されるドライバ要求シフトレンジに基づき決定されるモータ１０の目標角度を目標カウント値Ｃｅｎ*とする。また、目標カウント値Ｃｅｎ*と実カウント値Ｃｅｎとの差の絶対値を角度偏差ｅとする。
　また、角度偏差演算部６１は、角度偏差ｅを演算し、演算した角度偏差ｅを目標速度設定部６２に出力する。
　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*を設定する。
　また、目標速度設定部６２は、設定した目標モータ速度Ｍｓｐ*を速度偏差演算部６４に出力する。
　図５に示すように、関係図等に基づき、角度偏差ｅが所定値ｅａ以下のとき、角度偏差ｅが大きくなるに伴い、目標モータ速度Ｍｓｐ*が大きくなるように設定されている。角度偏差ｅが所定値ｅａより大きいとき、目標モータ速度Ｍｓｐ*が所定の最大値とする。
　また、バッテリ電圧Ｖが大きくなるに伴い、目標モータ速度Ｍｓｐ*が大きくなるように設定されている。
　ＦＢ値設定部６３は、モータ１０の速度状態に基づき、フィードバックする速度フィードバック値Ｍｓｐ＿ｆｂを設定し、速度偏差演算部６４に出力する。
　モータ速度Ｍｓｐの微分値を速度微分値ｄｐ＿Ｍｓｐとし、目標モータ速度Ｍｓｐ*の微分値を目標速度微分値ｄｐ＿Ｍｓｐ*とする。
　モータ速度Ｍｓｐの今回値を今回モータ速度Ｍｓｐ（ｎ）とし、モータ速度Ｍｓｐの前回値を前回モータ速度Ｍｓｐ（ｎ－１）とする。
　また、目標モータ速度Ｍｓｐ*の今回値を今回目標モータ速度Ｍｓｐ*（ｎ）とし、目標モータ速度Ｍｓｐ*の前回値を前回目標モータ速度Ｍｓｐ*（ｎ－１）とする。
　速度微分値ｄｐ＿Ｍｓｐは、例えば、今回モータ速度Ｍｓｐ（ｎ）から前回モータ速度Ｍｓｐ（ｎ－１）を減算して演算される。
　目標速度微分値ｄｐ＿Ｍｓｐ*は、例えば、今回目標モータ速度Ｍｓｐ*（ｎ）から前回目標モータ速度Ｍｓｐ*（ｎ－１）を減算して演算される。
　また、任意に設定される２つの閾値ｄｐ１、ｄｐ２とする。
　閾値ｄｐ１、ｄｐ２、は、速度微分値ｄｐ＿Ｍｓｐと同一の次元数で、ゼロに近い値であり、閾値ｄｐ１は正の値とし、閾値ｄｐ２は負の値とする。
　本実施形態では、例えば、モータ速度Ｍｓｐ、目標モータ速度Ｍｓｐ*、速度微分値ｄｐ＿Ｍｓｐまたは目標速度微分値ｄｐ＿Ｍｓｐ*に基づき、モータ１０の速度状態は、加速状態、定常状態または減速状態に分類される。また、モータ１０の速度状態は、後述の固定相通電状態または通電オフ状態に分類される。
　加速状態は、モータ速度Ｍｓｐが目標モータ速度Ｍｓｐ*以下であるとき、または、速度微分値ｄｐ＿Ｍｓｐが閾値ｄｐ１を超えているときとする。
　定常状態は、モータ速度Ｍｓｐが目標モータ速度Ｍｓｐ*より大きいとき、または、速度微分値ｄｐ＿Ｍｓｐが閾値ｄｐ２以上で閾値ｄｐ１以下であるときとする。
　減速状態は、目標速度微分値ｄｐ＿Ｍｓｐ*がゼロより小さいとき、すなわち、今回目標モータ速度Ｍｓｐ*（ｎ）が前回目標モータ速度Ｍｓｐ*（ｎ－１）よりも小さいときとする。または、減速状態は、微分値ｄｐ＿Ｍｓｐが閾値ｄｐ２を下回るときとする。
　以下では、加速状態は、モータ速度Ｍｓｐが目標モータ速度Ｍｓｐ*以下であるときとする。定常状態は、モータ速度Ｍｓｐが目標モータ速度Ｍｓｐ*より大きいときとする。減速状態は、今回目標モータ速度Ｍｓｐ*（ｎ）が前回目標モータ速度Ｍｓｐ*（ｎ－１）よりも小さいときとする。
　固定相通電状態は、モータ１０の制御状態が後述の固定相通電制御でのモータ１０の速度状態とする。
　通電オフ状態は、モータ１０の制御状態が後述の通電オフ制御であるときのモータ１０の速度状態とする。
　ＦＢ値設定部６３は、モータ１０の速度状態が定常状態または減速状態であるとき、モータ速度Ｍｓｐの位相が進むように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。なお、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。
　また、ＦＢ値設定部６３は、モータ１０の速度状態が加速状態であるとき、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。
　ＦＢ値設定部６３の位相進み補償を行う伝達関数は、例えば、以下関係式（１）、（２）のように表される。Ｔ１およびＴ２は、任意の定数を表し、ｓはラプラス演算子を表す。
　　　　（１＋Ｔ１×ｓ）／（１＋Ｔ２×ｓ）　　・・・（１）
　　　　Ｔ１＞Ｔ２　　　　　　　　　　　　　　・・・（２）
　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との差である速度偏差ΔＭｓｐを演算し、演算した速度偏差ΔＭｓｐを制御器６５に出力する。
　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とが一致するように、すなわち、速度偏差ΔＭｓｐがゼロとなるように、Ｐ制御またはＰＩ制御を行う。
　また、制御器６５は、フィードバック制御の指令値としてのＦＢデューティＤ＿ｆｂ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が変更される。
　本実施形態では、１２０°通電による矩形波制御によって、モータ１０が制御される。１２０°通電による矩形波制御では、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、がオンする。また、第１相および第２相の組み合わせを電気角６０°ごとに入れ替えることで、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が正回転方向に回転するときのモータ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。モータ１０が正回転するとき、デューティを正とし、モータ１０が逆回転するとき、デューティを負とする。
　正回転しているモータ１０が停止するため、ブレーキトルクが発生するとき、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。
　逆回転しているモータ１０が停止するため、ブレーキトルクが発生するとき、モータ１０の回転方向は逆回転方向であるが、デューティは正となる。
　ＦＦ補正値演算部６６は、モータ１０の速度状態に基づき、フィードフォワード項としてのＦＦデューティＤ＿ｆｆを演算する。
　モータ１０の速度状態が加速状態であるときのＦＦデューティＤ＿ｆｆを加速ＦＦデューティＤ＿ｆａとする。モータ１０の速度状態が定常状態であるときのＦＦデューティＤ＿ｆｆを定常ＦＦデューティＤ＿ｆｉとする。モータ１０の速度状態が減速状態であるときのＦＦデューティＤ＿ｆｆを減速ＦＦデューティＤ＿ｆｄとする。
　図６Ａに示すように、加速ＦＦデューティＤ＿ｆａは、マップに基づいて演算され、最大加速デューティである。モータ速度Ｍｓｐが目標モータ速度Ｍｓｐ*を超えるまで、モータ速度Ｍｓｐが最大加速するように補正される。
　図６Ｂに示すように、定常ＦＦデューティＤ＿ｆｉは、マップに基づいて演算され、モータ速度Ｍｓｐを維持するデューティである。また、定常ＦＦデューティＤ＿ｆｉは、無負荷時にモータ速度Ｍｓｐを維持するデューティである。
　モータ速度Ｍｓｐまたは目標モータ速度Ｍｓｐ*が大きくなるに伴い、定常ＦＦデューティＤ＿ｆｉが大きくなるように設定されている。
　図６Ｃに示すように、減速ＦＦデューティＤ＿ｆｄは、マップに基づいて演算され、モータ速度Ｍｓｐの減速を補正するデューティである。また、減速ＦＦデューティＤ＿ｆｄ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。
　モータ速度Ｍｓｐが大きくなるに伴い、減速ＦＦデューティＤ＿ｆｄの絶対値が大きくなるように設定されている。
　なお、図６は、モータ１０が正方向に回転している場合であって、モータ１０が負方向に回転する場合、値の正負が反転する。
　ＦＦ補正値演算部６６は、モータ１０の速度状態が加速状態であるとき、加速ＦＦデューティＤ＿ｆａをＦＦデューティＤ＿ｆｆとする。
　ＦＦ補正値演算部６６は、モータ１０の速度状態が定常状態であるとき、定常ＦＦデューティＤ＿ｆｉをＦＦデューティＤ＿ｆｆとする。
　ＦＦ補正値演算部６６は、モータ１０の速度状態が減速状態であるとき、減速ＦＦデューティＤ＿ｆｄをＦＦデューティＤ＿ｆｆとする。
　図４に戻り、ＦＦ補正値演算部６６は、演算したＦＦデューティＤ＿ｆｆをＦＦ項補正部６７に出力する。
　ＦＦ項補正部６７は、積算器であって、ＦＢデューティＤ＿ｆｂをＦＦデューティＤ＿ｆｆで補正し、積算してデューティ指令値Ｄを演算する。
　電圧補正部６８は、バッテリ電圧Ｖに基づき、デューティ指令値Ｄを補正する。補正されたデューティ指令値Ｄを補正デューティ指令値Ｄ＿ｖとする。
　電圧補正部６８は、補正デューティ指令値Ｄ＿ｖをＰＷＭ信号生成部６９に出力する。
　ＰＷＭ信号生成部６９は、補正デューティ指令値Ｄ＿ｖ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を生成する。
　また、ＰＷＭ信号生成部６９は、モータドライバ４１、４２からモータ電流Ｉｍを取得し、モータ電流Ｉｍが電流制限値Ｉｍ＿ｍａｘを超えないように、生成した指令信号を調整する。
　さらに、ＰＷＭ信号生成部６９は、指令信号を切替制御部７５に出力する。
　固定相通電制御部７０は、実カウント値Ｃｅｎに基づき、モータ１０の回転が停止するための制御である固定相通電制御を行う。
　固定相通電制御部７０は、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を制御する。これにより、励磁相が固定され、モータ１０は、励磁相に応じた所定の電気角にて停止する。
　また、固定相通電制御部７０は、現在のロータ位置から最も近い電気角でモータ１０が停止するように、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。
　さらに、固定相通電制御は、角度偏差ｅが角度判定閾値ｅ＿ｔｈ以下となったときに行われる。したがって、固定相通電制御が行われているとき、実カウント値Ｃｅｎと目標カウント値Ｃｅｎ*とが一致しているとみなせる。そのため、現在のロータ位置から最も近い停止可能な電気角でモータ１０が停止することで、目標カウント値Ｃｅｎ*と一致する箇所でモータ１０が停止できる。厳密にいえば、目標カウント値Ｃｅｎ*に対応する電気角と、固定相通電制御にてモータ１０が停止する電気角とでは、最大でモータ分解能分のずれが生じる。しかし、減速機１４の減速比が大きければ、出力軸１５の停止位置のずれは小さいため、この電気角のずれは差し支えない。
　切替制御部７５は、角度偏差ｅと角度判定閾値ｅ＿ｔｈとを比較し、この比較結果に基づき、フィードバック制御または固定相通電制御にモータ１０の制御状態を切り替える。
　また、切替制御部は、制御状態に応じた駆動信号をモータドライバ４１、４２に出力する。これにより、モータ１０の駆動が制御される。
　シフトレンジ制御装置４０による処理を図７のフローチャートを参照して説明する。フローチャートにおいて、記号「Ｓ」は、ステップを意味する。
　ステップ１０１において、ドライバによりシフトレバーが操作され、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たとＥＣＵ５０が判断した場合、処理は、ステップ１０２に移行する。
　一方、ドライバ要求シフトレンジが変化していないとＥＣＵ５０が判断した場合、処理は、ステップ１０３に移行する。
　ステップ１０２において、ＥＣＵ５０は、モータ１０への通電フラグをオンにする。通電フラグのオンオフ処理は、切替制御部７５で行ってもよいし、切替制御部７５とは別途に行ってもよい。
　ステップ１０３において、切替制御部７５は、通電フラグがオンされているか否かを判断する。
　通電フラグがオンされていると切替制御部７５が判断した場合、処理は、ステップ１０５に移行する。
　一方、通電フラグがオフされていると切替制御部７５が判断した場合、処理は、ステップ１０４に移行する。
　ステップ１０４において、切替制御部７５は、後述するタイマ値Ｔｃをリセットとし、すなわち、Ｔｃ＝０　とし、処理は、終了する。
　ステップ１０５において、切替制御部７５は、角度偏差ｅが角度判定閾値ｅ＿ｔｈより大きいか否かを判断する。角度判定閾値ｅ＿ｔｈは、例えば、機械角で０．５°で、ゼロに近い所定値に応じたカウント数に設定されている。
　角度偏差ｅが角度判定閾値ｅ＿ｔｈより大きいと切替制御部７５が判断した場合、処理は、ステップ１０６に移行する。
　一方、角度偏差ｅが角度判定閾値ｅ＿ｔｈ以下と切替制御部７５が判断した場合、処理は、ステップ１０７に移行する。
　ステップ１０６において、切替制御部７５は、モータ１０の制御状態をフィードバック制御にする。
　ステップ１０６のフィードバック制御について図８のサブフローを参照して説明する。なお、通電フラグがオフからオンされた直後では、モータ１０の速度状態は、加速状態に設定されている。
　また、図中では、モータ１０の速度状態について、加速状態を「Ｍｏｄｅ１」、定常状態を「Ｍｏｄｅ２」、減速状態を「Ｍｏｄｅ３」、固定相通電状態を「Ｍｏｄｅ４」、通電オフ状態を「Ｍｏｄｅ０」と記載する。
　ステップ１６１において、目標速度設定部６２は、角度偏差ｅおよびバッテリ電圧Ｖに基づき、目標モータ速度Ｍｓｐ*を設定する。
　ステップ１６２において、ＦＢ制御部６０は、現在のモータ１０の速度状態が加速状態であるか否かを判断する。
　現在のモータ１０の速度状態が加速状態であるとＦＢ制御部６０が判断した場合、処理は、ステップ１６３に移行する。
　一方、現在のモータ１０の速度状態が加速状態でないとＦＢ制御部６０が判断した場合、処理は、ステップ１６４に移行する。
　ステップ１６３において、ＦＢ制御部６０は、モータ速度Ｍｓｐが目標モータ速度Ｍｓｐ*より大きいか否かを判断する。
　モータ速度Ｍｓｐが目標モータ速度Ｍｓｐ*以下であるとＦＢ制御部６０が判断した場合、処理は、ステップ１６６に移行する。
　このとき、ステップ１６６において、ＦＢ制御部６０は、モータ１０の速度状態を加速状態で維持し、処理は、ステップ１６９に移行する。
　一方、モータ速度Ｍｓｐが目標モータ速度Ｍｓｐ*より大きいとＦＢ制御部６０が判断した場合、処理は、ステップ１６７に移行する。
　このとき、ステップ１６７において、ＦＢ制御部６０は、モータ１０の速度状態を加速状態から定常状態に切り替え、処理は、ステップ１６９に移行する。
　ステップ１６４において、ＦＢ制御部６０は、現在のモータ１０の速度状態が定常状態であるか否かを判断する。
　現在のモータ１０の速度状態が定常状態であるとＦＢ制御部６０が判断した場合、処理は、ステップ１６５に移行する。
　ステップ１６５において、ＦＢ制御部６０は、今回目標モータ速度Ｍｓｐ*（ｎ）が前回目標モータ速度Ｍｓｐ*（ｎ－１）よりも小さいか否かを判断する。
　今回目標モータ速度Ｍｓｐ*（ｎ）が前回目標モータ速度Ｍｓｐ*（ｎ－１）以上であるとＦＢ制御部６０が判断した場合、処理は、ステップ１６７に移行する。
　このとき、ステップ１６７において、ＦＢ制御部６０は、モータ１０の速度状態を定常状態で維持し、処理は、ステップ１６９に移行する。
　一方、ステップ１６５において、今回目標モータ速度Ｍｓｐ*（ｎ）が前回目標モータ速度Ｍｓｐ*（ｎ－１）よりも小さいとＦＢ制御部６０が判断した場合、処理は、ステップ１６８に移行する。
　一方、ステップ１６４において、現在のモータ１０の速度状態が定常状態でないとＦＢ制御部６０が判断した場合、処理は、ステップ１６８に移行する。
　このとき、ステップ１６８において、ＦＢ制御部６０は、モータ１０の速度状態を定常状態から減速状態に切り替え、処理は、ステップ１６９に移行する。
　ステップ１６６、ステップ１６７またはステップ１６８の処理後、処理は、ステップ１６９に移行する。
　ステップ１６９において、ＦＢ制御部６０は、モータ１０の速度状態が加速状態であるか否かを判断する。
　モータ１０の速度状態が加速状態であるとＦＢ制御部６０が判断した場合、処理は、ステップ１７０に移行する。
　一方、モータ１０の速度状態が加速状態でない、すなわち、モータ１０の速度状態が定常状態または減速状態である、とＦＢ制御部６０が判断した場合、処理は、ステップ１７１に移行する。
　ステップ１７０において、ＦＢ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。
　速度偏差演算部６４は、目標モータ速度Ｍｓｐ*とＦＢ値設定部６３が設定した速度フィードバック値Ｍｓｐ＿ｆｂとの速度偏差ΔＭｓｐを演算し、処理は、ステップ１７２に移行する。
　ステップ１７１において、ＦＢ値設定部６３は、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。
　速度偏差演算部６４は、目標モータ速度Ｍｓｐ*とＦＢ値設定部６３が設定した速度フィードバック値Ｍｓｐ＿ｆｂとの速度偏差ΔＭｓｐを演算し、処理は、ステップ１７２に移行する。
　ステップ１７２において、制御器６５は、ＦＢデューティＤ＿ｆｂを演算し、演算したＦＢデューティＤ＿ｆｂをＦＦ項補正部６７に出力し、処理は、ステップ１７３に移行する。
　ステップ１７３において、ＦＦ補正値演算部６６は、モータ１０の速度状態に基づき、ＦＦデューティＤ＿ｆｆを演算し、ＦＦ項補正部６７に出力し、処理は、ステップ１７４に移行する。
　ステップ１７４において、ＦＦ項補正部６７は、ＦＢデューティＤ＿ｆｂとＦＦデューティＤ＿ｆｆとを積算し、デューティ指令値Ｄを演算し、処理は、ステップ１７５に移行する。
　ステップ１７５において、電圧補正部６８がバッテリ電圧Ｖに基づき、デューティ指令値Ｄを補正する。ＰＷＭ信号生成部６９が補正デューティ指令値Ｄ＿ｖに基づき、ＰＷＭ信号を生成する。生成されたＰＷＭ信号に基づいてスイッチング素子４１１－４１６、４２１－４２６のオンオフ作動がされることで、モータ１０が制御される。
　ステップ１７５の処理後、処理は終了する。
　図７に戻って、ステップ１０５において、角度偏差ｅが角度判定閾値ｅ＿ｔｈ以下と切替制御部７５が判断した場合、処理は、ステップ１０７に移行する。
　ステップ１０７において、切替制御部７５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のカウントを進め、処理はステップ１０８に移行する。
　ステップ１０８において、切替制御部７５は、タイマ値Ｔｃが継続時間判定閾値Ｔｔｈより小さいか否かを判断する。
　継続時間判定閾値Ｔｔｈは、例えば、１００ｍｓに設定され、固定相通電制御を継続する通電継続時間Ｔａ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より小さいと切替制御部７５が判断した場合、処理は、ステップ１０９に移行する。
　一方、タイマ値Ｔｃが継続時間判定閾値Ｔｔｈ以上と切替制御部７５が判断した場合、処理は、ステップ１１０に移行する。
　ステップ１０９において、切替制御部７５は、モータ１０の制御状態を固定相通電制御に切り替え、処理は終了する。
　ステップ１１０において、切替制御部７５は、モータ１０の制御状態を通電オフ制御に切り替える、処理は終了する。
　通電オフ制御では、モータドライバ４１、４２の全てのスイッチング素子４１１－４１６、４２１－４２６がオフになる信号を切替制御部７５がモータドライバ４１、４２に出力する。この信号によって、スイッチング素子４１１－４１６、４２１－４２６がオフになる。これにより、通電オフ制御では、モータ１０側へ電力が供給されない。
　なお、モータリレー４６、４７は、始動スイッチがオンされている間は、オンが継続されるので、通電オフ制御中もモータリレー４６、４７はオンされている。
　また、ＥＣＵ５０は、通電フラグをオフにする。
　シフトレンジ制御装置４０による処理を図９のタイムチャートを参照して説明する。
　図９は、共通時間軸を横軸とし、上段から、ドライバ要求シフトレンジ、通電フラグ、モータ１０の角度、モータ１０の制御状態を示す。なお、モータ１０の角度はエンコーダ１３のカウント値で表されている。
　また、図９は、モータ１０の速度状態、モータ速度Ｍｓｐを示す。
　図９に示すように、時刻ｘ１以前において、ドライバ要求シフトレンジがＰレンジで維持されている場合、モータ１０の制御状態を通電オフ制御とする。
　時刻ｘ１に、ドライバ要求シフトレンジがＰレンジからＤレンジに変化すると、通電フラグがオフからオンに切り替わる。
　ドライバ要求シフトレンジに応じた目標カウント値Ｃｅｎ*が設定され、角度偏差演算部６１は、角度偏差ｅを演算する。
　角度偏差ｅが角度判定閾値ｅ＿ｔｈより大きく、切替制御部７５は、モータ１０の制御状態を、通電オフ制御からフィードバック制御に切り替える。また、ＦＢ制御部６０は、モータ１０の速度状態を、加速状態であると判断する。
　また、時刻ｘ１に、目標速度設定部６２は、角度偏差ｅおよびバッテリ電圧Ｖに基づき、目標モータ速度Ｍｓｐ*を設定する。図９において、目標モータ速度Ｍｓｐ*を一点鎖線で示す。モータ速度Ｍｓｐが目標モータ速度Ｍｓｐ*となるように、モータ速度Ｍｓｐが上昇し始める。
　時刻ｘ２に、モータ速度Ｍｓｐが目標モータ速度Ｍｓｐ*より大きくなり、ＦＢ制御部６０は、モータ１０の速度状態を加速状態から定常状態に切り替える。モータ速度Ｍｓｐが目標モータ速度Ｍｓｐ*に沿うように一定値で維持される。
　時刻ｘ３に、今回目標モータ速度Ｍｓｐ*（ｎ）が前回目標モータ速度Ｍｓｐ*（ｎ－１）よりも小さくなり、ＦＢ制御部６０は、モータ１０の速度状態を定常状態から減速状態に切り替える。モータ速度Ｍｓｐがゼロになるように減速される。
　図９に、比較例として、モータの速度状態が定常状態または減速状態であるときに位相進み補償を行わない場合のモータ速度Ｍｓｐ＿ｃを二点鎖線で示す。
　モータ速度Ｍｓｐ＿ｃは、応答性を高くするため、フィードバックゲインを大きくすると、モータの速度状態が定常状態または減速状態であるとき、ハンチングが生じる。ハンチングが生じ、モータ速度Ｍｓｐ＿ｃと目標モータ速度Ｍｓｐ*とが一致しないで、モータ速度Ｍｓｐ＿ｃは不安定な挙動になる。これにより、モータ角度でハンチングが生じる虞がある。
　そこで、本実施形態のシフトレンジ制御装置４０では、モータ１０の速度状態が定常状態または減速状態であるとき、ＦＢ値設定部６３は、位相進み補償値Ｍｓｐ＿ｐｌを速度フィードバック値Ｍｓｐ＿ｆｂとする。位相進みを行った信号で検出遅れを持った速度信号が先読みされる。速度信号が先読みされてフィードバックされることにより、ハンチングが防止される。このため、時刻ｘ２からモータ１０が停止するまでの期間、モータ速度Ｍｓｐと目標モータ速度Ｍｓｐ*とが一致し、モータ速度Ｍｓｐは、安定した挙動で減速する。これにより、モータ１０の駆動の安定した制御が可能になる。
　時刻ｘ４に、角度偏差ｅが角度判定閾値ｅ＿ｔｈ以下になり、切替制御部７５は、モータ１０の制御状態を、フィードバック制御から固定相通電制御に切り替える。固定相通電とすることで、モータ１０は、速やかに停止できる。
　時刻ｘ４から通電継続時間Ｔａが経過する時刻ｘ５までの期間は、固定相通電制御を継続する。これにより、ハンチング等が抑制され、モータ１０を確実に停止できるため、ディテントローラ２６が所望の凹部２２に確実に嵌め込むことができる。
　時刻ｘ５に、切替制御部７５は、モータ１０の制御状態を、固定相通電制御から通電オフ制御に切り替え、通電フラグがオフになる。ドライバ要求シフトレンジが再度変更されるまでの間、通電フラグのオフ状態が継続される。モータ１０の制御状態は、通電オフ制御で継続される。これにより、シフトレンジを切り替えるとき以外にモータ１０へ通電されないため、通電が継続される場合と比較して消費電力が低減される。
　なお、図９では、ドライバ要求シフトレンジがＰレンジからＤレンジに切り替えられる例を説明したが、他のレンジ切り替えのときの制御についても同様である。
　（他の実施形態）
（ｉ）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、フィードバック制御と固定相通電制御とを切り替え可能なものであれば、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。
（ｉｉ）上記実施形態では、フィードバック制御において、１２０°通電による矩形波制御を行う。他の実施形態では、フィードバック制御において、１８０°通電による矩形波制御としてもよい。また矩形波制御に限らず、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。
（ｉｉｉ）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。モータの回転角そのもの、または、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用いて、フィードバック制御を行ってもよい。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。
（ｉｖ）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。
　以上、本開示はこのような実施形態に限定されるものではなく、その趣旨を逸脱しない範囲において、種々の形態で実施することができる。
　本開示は、実施形態に準拠して記述された。しかしながら、本開示は当該実施形態および構造に限定されるものではない。本開示は、様々な変形例および均等の範囲内の変形をも包含する。また、様々な組み合わせおよび形態、さらには、それらに一要素のみ、それ以上、あるいはそれ以下、を含む他の組み合わせおよび形態も、本開示の範疇および思想範囲に入るものである。

Claims (5)

  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（４０）であって、
    　前記モータの実角度（Ｃｅｎ）および前記モータの回転速度であるモータ速度（Ｍｓｐ）に基づくフィードバック制御を行うフィードバック制御部（６０）と、
    　前記モータ速度に基づき、前記モータ速度の位相が進むように前記モータ速度のフィードバック値を設定するフィードバック値設定部（６３）と、
    　前記モータの実角度に基づき選択される固定相に通電する固定相通電制御を行う固定相通電制御部（７０）と、
    　要求シフトレンジが切り替わったとき、前記モータの制御を前記フィードバック制御とし、要求シフトレンジに基づき決定される前記モータの目標角度（Ｃｅｎ*）および前記モータの実角度の差である角度偏差（ｅ）が角度判定閾値（ｅ＿ｔｈ）以下になったとき、前記フィードバック制御から前記固定相通電制御に前記モータの制御を切り替える切替制御部（７５）と、
    　を備えるシフトレンジ制御装置。
  2. 　前記切替制御部は、
    　前記固定相通電制御に切り替わってから通電継続時間（Ｔａ）が経過するまで、前記固定相通電制御を継続し、
    　前記固定相通電制御に切り替わってから前記通電継続時間が経過したとき、前記モータの制御を前記固定相通電制御から前記モータへの通電を遮断する通電オフ制御に切り替える請求項１に記載のシフトレンジ制御装置。
  3. 　前記モータ速度、または、要求シフトレンジに基づき決定される前記モータの目標速度である目標モータ速度（Ｍｓｐ*）に基づき、前記フィードバック制御部が演算した指令値を補正するフィードフォワード項補正部（６７）をさらに備える請求項１または２に記載のシフトレンジ制御装置。
  4. 　前記フィードバック値設定部は、前記モータ速度が定常であるとき、または、前記モータ速度が減速するとき、前記モータ速度の位相を進ませる請求項１から３のいずれか一項に記載のシフトレンジ制御装置。
  5. 　前記フィードバック制御部は、
    　前記角度偏差に基づき、要求シフトレンジに基づき決定される前記モータの目標速度である目標モータ速度（Ｍｓｐ*）を設定する目標速度設定部（６２）および前記目標速度と前記モータ速度とが一致するように指令値（Ｄ＿ｆｂ）を演算する制御器（６５）を有する請求項１から４のいずれか一項に記載のシフトレンジ制御装置。
PCT/JP2017/032349 2016-09-09 2017-09-07 シフトレンジ制御装置 WO2018047916A1 (ja)

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