WO2018047924A1 - シフトレンジ制御装置 - Google Patents

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WO2018047924A1
WO2018047924A1 PCT/JP2017/032366 JP2017032366W WO2018047924A1 WO 2018047924 A1 WO2018047924 A1 WO 2018047924A1 JP 2017032366 W JP2017032366 W JP 2017032366W WO 2018047924 A1 WO2018047924 A1 WO 2018047924A1
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motor
control
speed
angle
shift range
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PCT/JP2017/032366
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神尾　茂
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株式会社デンソー
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    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
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    • F16H2061/326—Actuators for range selection, i.e. actuators for controlling the range selector or the manual range valve in the transmission

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 “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.
  • a cogging torque, etc. Hunting may occur due to the influence of the above.
  • An object of the present disclosure is to provide a shift range control device capable of appropriately controlling driving of a motor related to switching of a shift range.
  • 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 stationary phase energization control unit, and a switching control unit.
  • the feedback control unit performs feedback control based on the actual angle of the motor and the motor speed that is the rotational speed of the motor.
  • the stationary phase energization control unit performs stationary phase energization control for energizing the stationary phase selected according to the actual angle.
  • the switching control unit switches the control state of the motor.
  • the switching control unit sets the control state to feedback control when the requested shift range is switched.
  • the switching control unit switches the control state from feedback control to fixed phase energization control when the angle deviation, which is the deviation between the target angle determined according to the requested shift range and the actual angle, is equal to or smaller than the angle determination threshold value. .
  • the motor when the required shift range is switched, responsiveness can be improved by performing feedback control. Further, when the actual angle approaches the target angle, the motor can be appropriately stopped 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 showing a shift-by-wire system according to a first embodiment.
  • FIG. 2 is a schematic configuration diagram showing the shift-by-wire system according to the first embodiment.
  • FIG. 3 is a circuit diagram showing the motor and the motor driver according to the first embodiment.
  • FIG. 4 is a block diagram showing the shift range control apparatus according to the first embodiment.
  • FIG. 5 is an explanatory diagram illustrating target speed setting according to the first embodiment.
  • FIG. 6A is an explanatory diagram for explaining the FF duty in the acceleration state according to the first embodiment.
  • FIG. 1 is a perspective view showing a shift-by-wire system according to a first embodiment.
  • FIG. 2 is a schematic configuration diagram showing the shift-by-wire system according to the first embodiment.
  • FIG. 3 is a circuit diagram showing the motor and the motor driver according to the first embodiment.
  • FIG. 4 is a block diagram showing the shift range control apparatus according to the first embodiment.
  • FIG. 5 is an explanatory diagram illustrating target
  • FIG. 6B is an explanatory diagram for explaining the FF duty in the steady state according to the first embodiment.
  • FIG. 6C is an explanatory diagram for explaining the FF duty in the deceleration state according to the first embodiment.
  • FIG. 7 is a flowchart illustrating the switching control process according to the first embodiment.
  • FIG. 8 is a flowchart illustrating feedback control according to the first embodiment.
  • FIG. 9 is a time chart illustrating the switching control process according to the first embodiment.
  • FIG. 10 is a flowchart for explaining the switching control process according to the second embodiment.
  • FIG. 11A is an explanatory diagram illustrating an overshoot amount according to the second embodiment.
  • FIG. 11B is an explanatory diagram illustrating the relationship between the rush speed to the control lower limit value and the overshoot amount according to the second embodiment.
  • FIGS. 1 and 2 A shift range control apparatus according to the first embodiment is shown in FIGS.
  • the shift-by-wire system 1 includes a motor 10, a shift range switching mechanism 20, a parking lock mechanism 30, a shift range control device 40, and the like.
  • the motor 10 rotates when power is supplied from a battery 45 (see FIG. 3) mounted on a vehicle (not shown), and functions as a drive source for the shift range switching mechanism 20.
  • a motor that can change the magnitude of the current by feedback control and can change the command for each phase is used.
  • the motor 10 of this embodiment is a permanent magnet type DC brushless motor. As shown in FIG. 3, the motor 10 has two winding sets 11 and 12.
  • 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 encoder 13 detects the rotational position of a rotor (not shown) of the motor 10.
  • the encoder 13 is, for example, a magnetic rotary encoder, and includes a magnet that rotates integrally with the rotor, a Hall IC for magnetic detection, and the like.
  • the encoder 13 outputs A-phase and B-phase pulse signals at every predetermined angle 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 is provided with an output shaft sensor 16 that detects the angle of the output shaft 15.
  • the output shaft sensor 16 is, for example, a potentiometer.
  • the shift range switching mechanism 20 includes a detent plate 21, a detent spring 25, and the like.
  • the rotational driving force output from the speed reducer 14 is converted into a manual valve 28 and a parking lock mechanism 30.
  • the detent plate 21 is fixed to the output shaft 15 and is driven by the motor 10.
  • the direction in which the detent plate 21 moves away from the base portion of the detent spring 25 is defined as the forward rotation direction, and the direction approaching the base portion is defined as the reverse rotation direction.
  • the detent plate 21 is provided with a pin 24 that protrudes in parallel with the output shaft 15.
  • the pin 24 is connected to the manual valve 28.
  • the shift range switching mechanism 20 converts the rotational motion of the motor 10 into a linear motion and transmits it to the manual valve 28.
  • the manual valve 28 is provided on the valve body 29.
  • a hydraulic pressure supply path to a hydraulic clutch (not shown) is switched, and the shift range is changed by switching the engagement state of the hydraulic clutch.
  • On the detent spring 25 side of the detent plate 21 four concave portions 22 are provided for holding the manual valve 28 at a position corresponding to each range.
  • the recess 22 corresponds to each of the D, N, R, and P ranges from the base side of the detent spring 25.
  • the detent spring 25 is an elastically deformable plate-like member, and a detent roller 26 is provided at the tip.
  • the detent roller 26 is fitted into one of the recesses 22.
  • the detent spring 25 biases the detent roller 26 toward the rotation center side of the detent plate 21.
  • the detent spring 25 is elastically deformed and the detent roller 26 moves in the recess 22.
  • the swing of the detent plate 21 is restricted, the axial position of the manual valve 28 and the state of the parking lock mechanism 30 are determined, and the automatic transmission 5 The shift range 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 a substantially L shape, and one end 311 side is fixed to the detent plate 21.
  • a conical body 32 is provided on the other end 312 side of the parking rod 31.
  • the cone 32 is formed so as to decrease in diameter toward the other end 312 side.
  • the parking lock pole 33 is in contact with the conical surface of the cone 32 and is provided so as to be able to swing around the shaft portion 34.
  • a convex portion that can mesh with the parking gear 35. 331 is provided on the parking gear 35 side of the parking lock pole 33.
  • the parking gear 35 is provided on an axle (not shown) and is provided so as to be able to mesh with the convex portion 331 of the parking lock pole 33.
  • rotation of the axle is restricted.
  • the shift range is a notP range that is a range other than P
  • the parking gear 35 is not locked by the parking lock pole 33, and 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, an ECU 50, and the like.
  • the motor driver 41 is a three-phase inverter that switches energization of the first winding set 11, and switching elements 411 to 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 energization of the second winding set 12, and switching elements 421 to 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 to 416 and 421 to 426 of the present embodiment are MOSFETs, but other elements such as IGBTs may be used.
  • a motor relay 46 is provided between the motor driver 41 and the battery 45.
  • a 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. Further, 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.
  • a voltage sensor 48 for detecting the battery voltage V is provided.
  • the motor drivers 41 and 42 are provided with a current sensor (not shown) that detects the motor current Im.
  • the ECU 50 controls the driving of the motor 10 by controlling the on / off operation of the switching elements 411 to 416 and 421 to 426. Further, 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 solenoid 6, but the motor ECU for controlling the motor 10 and the AT-ECU for solenoid control may be separated.
  • the drive control of the motor 10 will be mainly described.
  • the ECU 50 includes an angle calculation unit 51, a speed calculation unit 52, a feedback control unit 60, a stationary phase energization control unit 70, a switching control unit 75, and the like, and 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. In the present embodiment, the actual count value Cen is set to “actual angle”.
  • 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.
  • the feedback control unit 60 includes an angle deviation calculation unit 61, a target speed setting unit 62, a feedback value setting unit 63, a speed deviation calculation unit 64, a controller 65, a feedforward correction value calculation unit 66, a feedforward term correction unit 67, a voltage.
  • a correction unit 68 and a PWM signal generation unit 69 are included.
  • feedback is described as “FB”
  • feedforward is described as “FF”.
  • the angle deviation calculator 61 calculates the difference between the target count value Cen * and the actual count value Cen according to the driver requested shift range input by operating a shift lever (not shown).
  • the absolute value of the difference between the target count value Cen * and the actual count value Cen is referred to as an angle deviation e.
  • the target speed setting unit 62 calculates a target motor speed Msp * that is a target speed of the motor 10 based on the angle deviation e. For example, based on the map shown in FIG. 5, the target motor speed Msp * is set so as to increase as the angle deviation e is larger when the angle deviation e is equal to or smaller than the predetermined value ea, and when the angle deviation e is larger than the predetermined value ea. , And a predetermined maximum value. The target motor speed Msp * is set so as 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 according to the speed state of the motor 10.
  • the speed state of the motor 10 is an acceleration state, a steady state, or a deceleration state.
  • the acceleration state is “mode 1”
  • the steady state is “mode 2”
  • the deceleration state is “mode 3”.
  • a state in which stationary phase energization described later is performed is referred to as “mode 4”
  • an energization-off state is referred to as “mode 0”.
  • the state corresponding to each mode is referred to as a “control state” as appropriate.
  • the FB value setting unit 63 performs phase advance compensation for advancing the phase of the motor speed Msp when the speed state of the motor 10 is mode 2 or mode 3, that is, a steady state or a deceleration state, and speed feedbacks the speed phase advance value Msp_pl.
  • the value is Msp_fb.
  • 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 speed phase advance value Msp_pl is also included in the concept of “motor speed”.
  • the speed deviation calculator 64 calculates a speed deviation ⁇ Msp between the target motor speed Msp * and the speed feedback value Msp_fb.
  • the controller 65 calculates the FB duty D_fb by, for example, P control or PI control so that the speed deviation ⁇ Msp becomes 0 so that the target motor speed Msp * matches the speed feedback value Msp_fb.
  • the FF correction value calculation unit 66 calculates the FF duty D_ff corresponding to the speed state of the motor 10.
  • the FF duty D_ff in the acceleration state is the maximum acceleration duty calculated based on the map shown in FIG. 6A and the like, and increases as the motor speed Msp increases. In the present embodiment, the FF duty D_ff is calculated so that the maximum duty is obtained until the motor speed Msp becomes equal to or higher than the target motor speed Msp * .
  • the steady state FF duty D_ff is a speed maintenance duty calculated based on the map shown in FIG. 6B and the like.
  • the speed maintenance duty is a duty for maintaining the motor speed Msp when there is no load, and increases as the motor speed Msp increases.
  • the FF duty D_ff in the deceleration state is a deceleration correction duty calculated based on the map shown in FIG. 6C and the like.
  • the deceleration correction duty is a correction duty for realizing the target motor speed Msp * .
  • the deceleration correction duty is a negative value when the motor 10 is rotating in the positive direction, and decreases as the motor speed Msp increases. In other words, the deceleration correction duty increases as the absolute value as the motor speed Msp increases.
  • FIG. 6 shows the case where the motor 10 is rotating in the positive direction, and when the motor 10 rotates in the negative direction, the value of the FF duty D_ff is reversed.
  • the FF duty D_ff is calculated based on the motor speed Msp.
  • the FF duty D_ff may be calculated based on the target motor speed Msp * instead of the motor speed Msp.
  • the FF term correction unit 67 corrects the FB duty D_fb with the FF duty D_ff, and calculates a duty command value.
  • the FF term correction unit 67 of this embodiment is an adder, and adds the FF duty D_ff to the FB duty D_fb to calculate the duty command value D.
  • the voltage correction unit 68 corrects the duty command value D based on the battery voltage V.
  • the value after voltage correction is referred to as “duty command value”.
  • the PWM signal generation unit 69 generates a command signal related to switching of the switching elements 411 to 416 and 421 to 426 based on the duty command value and the actual count value Cen. Further, the command signal is adjusted so that the motor current Im does not exceed the current limit value Im_max.
  • the magnitude of the current and torque flowing in the coils 111 to 113 and 121 to 123 can be changed by changing the duty by PWM control or the like.
  • the driving of 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.
  • an energized phase switches by changing the combination of a 1st phase and a 2nd phase for every electrical angle of 60 degrees. 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 is rotated in the positive 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 [%]. That is, when the motor 10 is rotated forward, the duty is positive, and when the motor 10 is rotated reversely, the duty is negative.
  • brake torque that is, negative torque
  • the rotation direction of the motor 10 is the positive rotation direction, but the duty is negative.
  • the brake torque is generated to stop the motor 10 that is rotating in the reverse direction, the duty is positive.
  • the stationary phase energization control unit 70 performs stationary phase energization control.
  • the stationary phase energization control is a control for stopping the rotation of the motor 10, and selects a stationary phase according to the electrical angle, so that the current flows in a predetermined direction of the selected stationary phase. 416 and 421 to 426 are controlled. Thereby, the excitation phase is fixed. When the excitation phase is fixed, 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 as to stop the motor 10 at the electrical angle closest to the current rotor position.
  • the stationary phase energization control is control performed when the angle deviation e becomes equal to or smaller than the angle determination threshold value e_th. Therefore, when the stationary phase energization control is performed, it can be considered that the actual count value Cen and the target count value Cen * are approximately the same. For this reason, the motor 10 can be stopped at a location that substantially matches the target count value Cen * by stopping at the electrical angle that can be stopped closest to the current rotor position.
  • the electrical angle corresponding to the target count value Cen * and the electrical angle at which the motor 10 is stopped by the fixed-phase energization control cause a deviation of the motor resolution at the maximum, but the reduction ratio of the reduction gear 14 Is large, the shift of the stop position of the output shaft 15 is small, so that it does not matter.
  • the switching control unit 75 switches the control state of the motor 10.
  • the switching control unit 75 switches between feedback control and stationary phase energization control based on the angle deviation e.
  • 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 S101 is omitted, and is simply referred to as “S”. The same applies to the other steps.
  • the ECU 50 determines whether or not the driver requested shift range has been changed by operating a shift lever (not shown) by the driver. When it is determined that the driver request shift range has not changed (S101: NO), the process proceeds to S103. When it is determined that the driver request shift range has changed (S101: YES), the process proceeds to S102.
  • the ECU 50 turns on the energization flag for the motor 10.
  • the on / off process of the energization flag may be performed by the switching control unit 75 or may be performed separately from the switching control unit 75.
  • the switching control unit 75 determines whether or not the energization flag is turned on. When it is determined that the energization flag is turned on (S103: YES), the process proceeds to S105.
  • the switching control unit 75 resets a timer value Tc, which will be described later, and ends this process.
  • the switching control unit 75 determines whether or not the angle deviation e, which is the difference between the target count value Cen * and the actual count value Cen, is greater than the angle determination threshold value e_th.
  • the angle deviation e corresponds to “the difference value between the target angle and the actual angle”.
  • the angle determination threshold e_th is set to a count number according to a predetermined value close to 0 (for example, 0.5 ° in mechanical angle).
  • the switching control unit 75 selects feedback control as the control state of the motor 10. That is, when the angle deviation e is larger than the angle determination threshold e_th, the motor 10 is controlled by feedback control that feeds back the motor position and motor speed.
  • FIG. 8 shows a sub-flow for explaining the FB control.
  • the speed state of the motor 10 is set to mode 1 (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 feedback control unit 60 determines whether or not the current speed state is mode 1. When it is determined that the current speed state is not mode 1 (S162: NO), the process proceeds to S164. When it is determined that the speed state is mode 1 (S162: YES), the process proceeds to S163.
  • the feedback control unit 60 determines whether or not the motor speed Msp is greater than the target motor speed Msp * .
  • the process proceeds to S166, and mode 1 is maintained as the speed state.
  • the process proceeds to S167, and the speed state is switched from mode 1 (acceleration) to mode 2 (steady state).
  • the feedback control unit 60 determines whether or not the current speed state is mode 2. When it is determined that the current speed state is not mode 2 (S164: NO), that is, when the current speed state is mode 3, the process proceeds to S168, and mode 3 (deceleration) is maintained as the speed state. When it is determined that the current speed state is mode 2 (S164: YES), the process proceeds to S165.
  • the feedback control unit 60 determines whether or not the current value of the target motor speed is smaller than the previous value of the target motor speed Msp * .
  • the current value of the target motor speed is indicated as Msp * (n)
  • the previous value is indicated as Msp * (n-1).
  • the feedback control unit 60 determines whether or not the speed state of the motor 10 is mode 1. When it is determined that the speed state is mode 1 (S169: YES), the process proceeds to S170. When it is determined that the speed state is not mode 1 (S169: NO), that is, when the speed state is mode 2 or mode 3, the process proceeds to S171.
  • 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 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 controller 65 calculates the FB duty D_fb.
  • the FF correction value calculation unit 66 calculates the FF duty D_ff according to the speed state.
  • the FF term correction unit 67 calculates the duty command value D by adding the FB duty D_fb and the FF duty D_ff.
  • the PWM signal generation unit 69 generates a PWM signal based on the duty command value D whose voltage has been corrected.
  • the driving of the motor 10 is controlled by controlling the on / off operation of the switching elements 411 to 416 and 421 to 426 based on the generated PWM signal.
  • the switching control unit 75 counts the timer for measuring the duration of the fixed phase energization control.
  • the timer value Tc which is a value is incremented.
  • the switching control unit 75 determines whether or not the timer value Tc is smaller than the duration determination threshold value Tth.
  • the duration determination threshold value Tth is a value set according to the energization duration Ta (for example, 100 ms) for which the stationary phase energization control is continued.
  • the process proceeds to S109.
  • the process proceeds to S110.
  • the switching control unit 75 sets the control state of the motor 10 to energization off control.
  • the energization off control signals for turning off all the switching elements 411 to 416 and 421 to 426 of the motor drivers 41 and 42 are output to the motor drivers 41 and 42, and the switching elements 411 to 416 and 421 to 426 are turned off. Thereby, electric power is not supplied to the motor 10 side at the time of energization off control. 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, the control state of the motor 10, and the motor speed from the top, with the common time axis as the horizontal axis.
  • the angle of the motor 10 is represented by a count value of the encoder 13.
  • the control state of the motor 10 is set to the energization off control.
  • the energization flag is switched from OFF to ON.
  • the switching control unit 75 switches the control state of the motor 10 from energization off control to feedback control. Further, a target count value Cen * corresponding to the driver request shift range is set.
  • the speed state of the motor 10 is set to mode 1 (acceleration state), and the motor 10 is controlled with the maximum acceleration duty. In the acceleration state, the motor speed Msp for which phase advance compensation is not performed is fed back.
  • the speed state is switched to mode 2 (steady state).
  • the FF duty D_ff is set as the speed maintenance duty, and the phase lead compensation value Msp_pl is fed back.
  • the target motor speed Msp * starts decreasing at time x3
  • the speed state is switched to mode 3 (deceleration state).
  • the FF duty D_ff is set as the deceleration correction duty, and the phase lead compensation value Msp_pl is fed back.
  • the speed state may be determined in any way, for example, using a differential value of the motor speed Msp.
  • the feedback control is performed by feeding back the actual count value Cen and the motor speed Msp, which are motor positions, in order to improve the responsiveness.
  • the motor speed Msp may be hunted due to the detection delay of the rotation angle of the motor 10 or the detection resolution. As in the reference example indicated by the two-dot chain line, hunting is likely to occur in the steady state and the deceleration state.
  • the speed feedback value Msp_fb is fed back to the speed phase lead value Msp_pl subjected to phase lead compensation.
  • the target motor speed Msp * is indicated by a one-dot chain line, and is illustrated by being slightly shifted from the motor speed Msp by a solid line in order to avoid duplication of lines, but in steady state and deceleration state, It is desirable that the motor speed Msp substantially matches the target motor speed Msp * by feeding back the advance value Msp_pl.
  • the control state of the motor 10 is switched from feedback control to fixed phase energization control.
  • the motor 10 can be quickly stopped by using the stationary phase energization.
  • the stationary phase energization control is continued for a period from time x4 to time x5 when the energization duration time Ta elapses. Thereby, since the motor 10 can be stopped reliably, the detent roller 26 can be reliably fitted in a desired recessed part.
  • the control state is set to energization off control, and the energization flag is turned off.
  • the off state of the energization flag is maintained, and the energization off control is continued as the control state of the motor 10.
  • a DC brushless motor is used as the motor 10 that is an actuator of the shift-by-wire system 1.
  • a DC brushless motor for example, responsiveness and efficiency can be improved as compared with the case of using an SR motor.
  • responsiveness can be improved by performing feedback control.
  • the feedback gain is increased in order to improve the responsiveness, hunting may occur when the speed state is a steady state or a deceleration state. Therefore, in the present embodiment, when the speed state is the steady state or the deceleration state, the phase advance value Msp_pl subjected to the phase advance filter process is fed back. Thereby, it is possible to suppress hunting during steady state and during deceleration. Further, in order to stop the motor 10 at a predetermined position without hunting, when the actual count value Cen approaches the target count value Cen * , the feedback control is switched to the fixed phase energization control. By this. Hunting can be suppressed and the motor 10 can be stopped appropriately.
  • a DC brushless motor is used as the actuator of the shift-by-wire system 1, and switching between feedback control and stationary phase energization control improves responsiveness at the initial stage of shift switching and stability at the time of completion of shift switching. Can be made compatible.
  • the shift range control device 40 of the present embodiment switches the shift range by controlling the driving of the motor 10, and includes the feedback control unit 60, the stationary phase energization control unit 70, and the switching. And a control unit 75.
  • the feedback control unit 60 performs feedback control based on the actual angle of the motor 10 (actual count value Cen in the present embodiment) and the motor speed Msp that is the rotational speed of the motor 10.
  • the stationary phase energization control unit 70 performs stationary phase energization control for energizing the stationary phase selected according to the actual angle.
  • the switching control unit 75 and the control state of the motor 10 are switched.
  • the switching control unit 75 sets the control state to feedback control when the requested shift range is switched.
  • the switching control unit 75 also determines that the angle deviation e, which is the difference value between the target count value Cen * that is the target angle determined according to the requested shift range and the actual count value Cen, is equal to or less than the angle determination threshold e_th.
  • the control state is switched from feedback control to stationary phase energization control.
  • responsiveness when the required shift range is switched, responsiveness can be improved by performing feedback control.
  • the actual angle as the motor position and the motor speed Msp for feedback control, it is possible to improve responsiveness while suppressing overshoot and hunting.
  • the motor 10 can be appropriately stopped by switching from feedback control to stationary phase energization control. Thereby, the drive of the motor 10 which concerns on switching of a shift range can be controlled appropriately.
  • the switching control unit 75 continues the fixed phase energization control until the energization continuation time Ta elapses after switching from the feedback control to the fixed phase energization control.
  • the switching control unit 75 switches to energization off control that interrupts energization of the motor 10.
  • the motor 10 can be reliably stopped by continuing the stationary phase energization control over the energization duration Ta.
  • power consumption can be reduced by performing energization off control.
  • the feedback control unit 60 includes a target speed setting unit 62 and a controller 65.
  • 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.
  • the controller 65 calculates the feedback duty command value FB duty D_fb so that the target motor speed Msp * and the motor speed Msp match.
  • the “motor speed” here includes not only the motor speed Msp itself but also a phase advance value Msp_pl that is a value obtained by performing phase advance compensation. Thereby, it is possible to appropriately perform feedback control using the actual count value Cen and the motor speed Msp.
  • FIGS. A second embodiment is shown in FIGS.
  • the switching control process of this embodiment will be described based on the flowchart shown in FIG.
  • the processing of S201 to S204 is the same as the processing of S101 to S104 in FIG.
  • the switching control unit 75 determines whether or not the angle deviation e is greater than the first angle determination threshold e_th1.
  • the first angle determination threshold e_th1 is a value that does not cause overshoot when the motor speed Msp is high, that is, when the motor 10 is stopped from a state where the motor 10 is rotating at high speed (for example, 1 ° in mechanical angle).
  • the first angle determination threshold e_th1 is set to a value larger than a second angle determination threshold e_th2 described later. That is, e_th1> e_th2.
  • the switching control unit 75 determines whether or not the motor speed Msp is smaller than the speed determination threshold Msp_th.
  • the speed determination threshold value Msp_th is a value for determining whether or not the motor 10 is rotating at high speed, and is set to 800 [rpm], for example.
  • the speed determination threshold value Msp_th can be set to an arbitrary value.
  • the switching control unit 75 determines whether or not the angle deviation e is greater than the second angle determination threshold e_th2.
  • the second angle determination threshold e_th2 is set to an arbitrary value comparable to the angle determination threshold e_th of the first embodiment.
  • the process proceeds to S210.
  • the process proceeds to S208.
  • the processing of S208 and S209 is the same as the processing of S107 and S108.
  • the process of S210 is the same as the process of S106, and the processes of S211 and S212 are the same as the processes of S109 and S110.
  • the angle deviation e is set to a value larger than the second angle determination threshold value e_th2.
  • the FB control is shifted to the stationary phase energization control, and the motor 10 is controlled to stop.
  • the FB control is continued until the angle deviation e becomes the second angle determination threshold value e_th2, and the angle deviation e Shifts to stationary phase energization control when the angle becomes smaller than the second angle determination threshold e_th2.
  • the control range is the target count value Cen * ⁇ e_th2.
  • the second angle determination threshold e_th2 is set according to the control range.
  • an amount by which the position where the motor 10 actually stops exceeds the target count value Cen * is defined as an overshoot amount ⁇ over.
  • the switching control unit 75 changes the angle determination threshold according to the motor speed Msp that is the rotational speed of the motor 10. Specifically, when the motor speed Msp is less than the speed determination threshold Msp_th, the angle determination threshold is set to the second angle determination threshold e_th2, and when the angle deviation e is equal to or less than the second angle determination threshold e_th2, the fixed phase energization is performed from the feedback control. Switch to control.
  • the angle determination threshold is set to the first angle determination threshold e_th1 that is larger than the second angle determination threshold e_th2, and when the angle deviation is equal to or less than the first angle determination threshold e_th1, feedback is performed.
  • Switch from control to stationary phase energization control In other words, in the present embodiment, as the motor speed Msp increases, the switching to the fixed phase energization control is performed on the near side from the target position.
  • the motor is a permanent magnet type three-phase brushless motor. In another embodiment, any motor may be used as long as it can switch between feedback control and stationary phase energization control. In the above embodiment, the motor is provided with two winding sets. In another embodiment, the number of winding sets of the motor may be one or more than three. In the above embodiment, rectangular wave control by 120 ° energization is performed in feedback control. In another embodiment, the feedback control may be rectangular wave control by 180 ° energization. Further, not limited to rectangular wave control, 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 for detecting 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 encoder count value instead of the encoder count value, a value other than the encoder count value that can be converted into the rotation angle of the motor may be fed back. The same applies to the selection of the stationary phase in the stationary phase energization control.
  • the phase lead value obtained by performing the phase lead filter process is fed back.
  • the value obtained by performing the phase advance filter process may be fed back even when the speed state is the acceleration state.
  • the phase advance filter process in at least one of the steady state and the deceleration state may be omitted.
  • one speed determination threshold is used, and the first angle determination threshold and the second angle determination threshold are switched.
  • a plurality of speed determination threshold values may be used, and the angle determination threshold value may be switched stepwise so that the angle determination threshold value increases as the motor speed increases.
  • the angle determination threshold value may be set by a function, a map, or the like corresponding to the motor speed.
  • 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.
  • the present disclosure is not limited to the above-described embodiment, and can be implemented in various forms without departing from the spirit of the disclosure.

Landscapes

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Abstract

シフトレンジ切替制御装置（４０）は、モータ（１０）の駆動を制御することでシフトレンジを切り替えるものであって、フィードバック制御部（６０）と、固定相通電制御部（７０）と、切替制御部（７５）と、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（１０）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。固定相通電制御部（７０）は、実角度に応じて選択される固定相に通電させる固定相通電制御を行う。切替制御部（７５）は、モータ（１０）の制御状態を切り替える。切替制御部（７５）は、要求シフトレンジが切り替わったとき、制御状態をフィードバック制御とする。切替制御部（７５）は、要求シフトレンジに応じて決定される目標角度と実角度との偏差である角度偏差が角度判定閾値以下となった場合、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。

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２０１６－１７６２７９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。例えば特許文献１では、シフトレンジ切替機構の駆動源として、スイッチトリラクタンスモータを用いている。以下、スイッチトリラクタンスモータを「ＳＲモータ」という。
特許第４３８５７６８号
　永久磁石を用いないＳＲモータは、構成が簡素である。また、例えば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、応答性がよい反面、応答性を高めるべく、フィードバックゲインを大きくすると、モータを停止させるときに、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適切に制御可能であるシフトレンジ制御装置を提供することにある。
　本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るものであって、フィードバック制御部と、固定相通電制御部と、切替制御部と、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。固定相通電制御部は、実角度に応じて選択される固定相に通電させる固定相通電制御を行う。切替制御部は、モータの制御状態を切り替える。
　切替制御部は、要求シフトレンジが切り替わったとき、制御状態をフィードバック制御とする。また、切替制御部は、要求シフトレンジに応じて決定される目標角度と実角度との偏差である角度偏差が角度判定閾値以下となった場合、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。
　本開示では、要求シフトレンジが切り替わったとき、フィードバック制御とすることで、応答性を高めることができる。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、モータを適切に停止させることができる。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することができる。
　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、第１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、第１実施形態によるシフトバイワイヤシステムを示す概略構成図であり、 図３は、第１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、第１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、第１実施形態による目標速度設定を説明する説明図であり、 図６Ａは、第１実施形態による加速状態のＦＦデューティを説明する説明図であり、 図６Ｂは、第１実施形態による定常状態のＦＦデューティを説明する説明図であり、 図６Ｃは、第１実施形態による減速状態のＦＦデューティを説明する説明図であり、 図７は、第１実施形態による切替制御処理を説明するフローチャートであり、 図８は、第１実施形態によるフィードバック制御を説明するフローチャートであり、 図９は、第１実施形態による切替制御処理を説明するタイムチャートであり、 図１０は、第２実施形態による切替制御処理を説明するフローチャートであり、 図１１Ａは、第２実施形態によるオーバーシュート量を説明する説明図であり、 図１１Ｂは、第２実施形態による制御下限値への突入速度とオーバーシュート量との関係を説明する説明図である。
　以下、シフトレンジ制御装置を図面に基づいて説明する。以下、複数の実施形態において、実質的に同一の構成には同一の符号を付して説明を省略する。
　　　（第１実施形態）
　第１実施形態によるシフトレンジ制御装置を図１～図９に示す。
　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等を備える。
　モータ１０は、図示しない車両に搭載されるバッテリ４５（図３参照。）から電力が供給されることで回転し、シフトレンジ切替機構２０の駆動源として機能する。モータ１０は、フィードバック制御により電流の大きさを変更可能であって、かつ、相ごとに指令を変更可能なものが用いられる。本実施形態のモータ１０は、永久磁石式のＤＣブラシレスモータである。図３に示すように、モータ１０は、２組の巻線組１１、１２を有する。第１巻線組１１は、Ｕ１コイル１１１、Ｖ１コイル１１２、および、Ｗ１コイル１１３を有する。第２巻線組１２は、Ｕ２コイル１２１、Ｖ２コイル１２２、および、Ｗ２コイル１２３を有する。
　図２に示すように、エンコーダ１３は、モータ１０の図示しないロータの回転位置を検出する。エンコーダ１３は、例えば磁気式のロータリーエンコーダであって、ロータと一体に回転する磁石と、磁気検出用のホールＩＣ等により構成される。エンコーダ１３は、ロータの回転に同期して、所定角度ごとにＡ相およびＢ相のパルス信号を出力する。
　減速機１４は、モータ１０のモータ軸と出力軸１５との間に設けられ、モータ１０の回転を減速して出力軸１５に出力する。これにより、モータ１０の回転がシフトレンジ切替機構２０に伝達される。出力軸１５には、出力軸１５の角度を検出する出力軸センサ１６が設けられる。出力軸センサ１６は、例えばポテンショメータである。
　図１に示すように、シフトレンジ切替機構２０は、ディテントプレート２１、および、ディテントスプリング２５等を有し、減速機１４から出力された回転駆動力を、マニュアルバルブ２８、および、パーキングロック機構３０へ伝達する。
　ディテントプレート２１は、出力軸１５に固定され、モータ１０により駆動される。本実施形態では、ディテントプレート２１がディテントスプリング２５の基部から離れる方向を正回転方向、基部に近づく方向を逆回転方向とする。
　ディテントプレート２１には、出力軸１５と平行に突出するピン２４が設けられる。ピン２４は、マニュアルバルブ２８と接続される。ディテントプレート２１がモータ１０によって駆動されることで、マニュアルバルブ２８は軸方向に往復移動する。すなわち、シフトレンジ切替機構２０は、モータ１０の回転運動を直線運動に変換してマニュアルバルブ２８に伝達する。マニュアルバルブ２８は、バルブボディ２９に設けられる。マニュアルバルブ２８が軸方向に往復移動することで、図示しない油圧クラッチへの油圧供給路が切り替えられ、油圧クラッチの係合状態が切り替わることでシフトレンジが変更される。
　ディテントプレート２１のディテントスプリング２５側には、マニュアルバルブ２８を各レンジに対応する位置に保持するための４つの凹部２２が設けられる。凹部２２は、ディテントスプリング２５の基部側から、Ｄ、Ｎ、Ｒ、Ｐの各レンジに対応している。
　ディテントスプリング２５は、弾性変形可能な板状部材であり、先端にディテントローラ２６が設けられる。ディテントローラ２６は、凹部２２のいずれかに嵌まり込む。
　ディテントスプリング２５は、ディテントローラ２６をディテントプレート２１の回動中心側に付勢する。ディテントプレート２１に所定以上の回転力が加わると、ディテントスプリング２５が弾性変形し、ディテントローラ２６が凹部２２を移動する。ディテントローラ２６が凹部２２のいずれかに嵌まり込むことで、ディテントプレート２１の揺動が規制され、マニュアルバルブ２８の軸方向位置、および、パーキングロック機構３０の状態が決定され、自動変速機５のシフトレンジが固定される。
　パーキングロック機構３０は、パーキングロッド３１、円錐体３２、パーキングロックポール３３、軸部３４、および、パーキングギア３５を有する。
　パーキングロッド３１は、略Ｌ字形状に形成され、一端３１１側がディテントプレート２１に固定される。パーキングロッド３１の他端３１２側には、円錐体３２が設けられる。円錐体３２は、他端３１２側にいくほど縮径するように形成される。ディテントプレート２１が逆回転方向に揺動すると、円錐体３２が矢印Ｐの方向に移動する。
　パーキングロックポール３３は、円錐体３２の円錐面と当接し、軸部３４を中心に揺動可能に設けられる、パーキングロックポール３３のパーキングギア３５側には、パーキングギア３５と噛み合い可能な凸部３３１が設けられる。ディテントプレート２１が逆回転方向に回転し、円錐体３２が矢印Ｐ方向に移動すると、パーキングロックポール３３が押し上げられ、凸部３３１とパーキングギア３５とが噛み合う。一方、ディテントプレート２１が正回転方向に回転し、円錐体３２が矢印ｎｏｔＰ方向に移動すると、凸部３３１とパーキングギア３５との噛み合いが解除される。
　パーキングギア３５は、図示しない車軸に設けられ、パーキングロックポール３３の凸部３３１と噛み合い可能に設けられる。パーキングギア３５と凸部３３１とが噛み合うと、車軸の回転が規制される。シフトレンジがＰ以外のレンジであるｎｏｔＰレンジのとき、パーキングギア３５はパーキングロックポール３３によりロックされず、車軸の回転は、パーキングロック機構３０により妨げられない。また、シフトレンジがＰレンジのとき、パーキングギア３５はパーキングロックポール３３によってロックされ、車軸の回転が規制される。
　図２および図３に示すように、シフトレンジ制御装置４０は、モータドライバ４１、４２、および、ＥＣＵ５０等を有する。
　モータドライバ４１は、第１巻線組１１の通電を切り替える３相インバータであって、スイッチング素子４１１～４１６がブリッジ接続される。対になるＵ相のスイッチング素子４１１、４１４の接続点には、Ｕ１コイル１１１の一端が接続される。対になるＶ相のスイッチング素子４１２、４１５の接続点には、Ｖ１コイル１１２の一端が接続される。対になるＷ相のスイッチング素子４１３、４１６の接続点には、Ｗ１コイル１１３の一端が接続される。コイル１１１～１１３の他端は、結線部１１５で結線される。
　モータドライバ４２は、第２巻線組１２の通電を切り替える３相インバータであって、スイッチング素子４２１～４２６がブリッジ接続される。対になるＵ相のスイッチング素子４２１、４２４の接続点には、Ｕ２コイル１２１の一端が接続される。対になるＶ相のスイッチング素子４２２、４２５の接続点には、Ｖ２コイル１２２の一端が接続される。対になるＷ相のスイッチング素子４２３、４２６の接続点には、Ｗ２コイル１２３の一端が接続される。コイル１２１～１２３の他端は、結線部１２５で結線される。
　本実施形態のスイッチング素子４１１～４１６、４２１～４２６は、ＭＯＳＦＥＴであるが、ＩＧＢＴ等の他の素子を用いてもよい。
　モータドライバ４１とバッテリ４５との間には、モータリレー４６が設けられる。モータドライバ４２とバッテリ４５との間には、モータリレー４７が設けられる。モータリレー４６、４７は、イグニッションスイッチ等である始動スイッチがオンされているときにオンされ、モータ１０側へ電力が供給される。また、モータリレー４６、４７は、始動スイッチがオフされているときにオフされ、モータ１０側への電力の供給が遮断される。
　バッテリ４５の高電位側には、バッテリ電圧Ｖを検出する電圧センサ４８が設けられる。
　また、モータドライバ４１、４２には、モータ電流Ｉｍを検出する図示しない電流センサが設けられる。
　ＥＣＵ５０は、スイッチング素子４１１～４１６、４２１～４２６のオンオフ作動を制御することで、モータ１０の駆動を制御する。また、ＥＣＵ５０は、車速、アクセル開度、および、ドライバ要求シフトレンジ等に基づき、変速用油圧制御ソレノイド６の駆動を制御する。変速用油圧制御ソレノイド６を制御することで、変速段が制御される。変速用油圧制御ソレノイド６は、変速段数等に応じた本数が設けられる。本実施形態では、１つのＥＣＵ５０がモータ１０およびソレノイド６の駆動を制御するが、モータ１０を制御するモータ制御用のモータＥＣＵと、ソレノイド制御用のＡＴ－ＥＣＵとを分けてもよい。以下、モータ１０の駆動制御を中心に説明する。
　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等を備え、マイコン等を主体として構成される。ＥＣＵ５０における各処理は、ＲＯＭ等の実体的なメモリ装置に予め記憶されたプログラムをＣＰＵで実行することによるソフトウェア処理であってもよいし、専用の電子回路によるハードウェア処理であってもよい。
　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。
　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。
　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、フィードバック値設定部６３、速度偏差演算部６４、制御器６５、フィードフォワード補正値演算部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、図示しないシフトレバー等の操作により入力されるドライバ要求シフトレンジに応じた目標カウント値Ｃｅｎ*と実カウント値Ｃｅｎとの差を演算する。以下、目標カウント値Ｃｅｎ*と実カウント値Ｃｅｎと差の絶対値を角度偏差ｅとする。
　目標速度設定部６２は、角度偏差ｅに基づき、モータ１０の目標速度である目標モータ速度Ｍｓｐ*を演算する。目標モータ速度Ｍｓｐ*は、例えば図５に示すマップに基づき、角度偏差ｅが所定値ｅａ以下の場合、角度偏差ｅが大きいほど大きくなるように設定され、角度偏差ｅが所定値ｅａより大きい場合、所定の最大値とする。また、目標モータ速度Ｍｓｐ*は、バッテリ電圧Ｖが大きくなるほど大きくなるように設定される。
　ＦＢ値設定部６３は、モータ１０の速度状態に応じ、フィードバックする速度フィードバック値Ｍｓｐ＿ｆｂを設定する。
　本実施形態では、モータ１０の速度状態を、加速状態、定常状態、または、減速状態とする。また、速度状態に応じた速度モードとして、加速状態を「モード１」、定常状態を「モード２」、減速状態を「モード３」とする。また、後述の固定相通電を行っている状態を「モード４」、通電オフ状態を「モード０」とする。以下適宜、各モードに対応する状態を、「制御状態」とする。
　ＦＢ値設定部６３は、モータ１０の速度状態がモード２またはモード３、すなわち定常状態または減速状態のとき、モータ速度Ｍｓｐの位相を進ませる位相進み補償を行い、速度位相進み値Ｍｓｐ＿ｐｌを速度フィードバック値Ｍｓｐ＿ｆｂとする。また、ＦＢ値設定部６３は、モータ１０の速度状態がモード１、すなわち加速状態のとき、位相進み補償を行わず、モータ速度Ｍｓｐを速度フィードバック値Ｍｓｐ＿ｆｂとする。速度位相進み値Ｍｓｐ＿ｐｌについても、「モータ速度」の概念に含まれるものとする。
　速度偏差演算部６４は、目標モータ速度Ｍｓｐ*と速度フィードバック値Ｍｓｐ＿ｆｂとの速度偏差ΔＭｓｐを演算する。
　制御器６５は、目標モータ速度Ｍｓｐ*と速度フィードバック値Ｍｓｐ＿ｆｂとを一致させるべく、速度偏差ΔＭｓｐが０となるように、例えばＰ制御やＰＩ制御等により、ＦＢデューティＤ＿ｆｂを演算する。
　ＦＦ補正値演算部６６は、モータ１０の速度状態に応じたＦＦデューティＤ＿ｆｆを演算する。
　加速状態のＦＦデューティＤ＿ｆｆは、図６Ａに示すマップ等に基づいて演算される最大加速デューティであって、モータ速度Ｍｓｐが大きくなるほど大きくなる。本実施形態では、モータ速度Ｍｓｐが目標モータ速度Ｍｓｐ*以上となるまでの間、最大デューティとなるように、ＦＦデューティＤ＿ｆｆが演算される。
　定常状態のＦＦデューティＤ＿ｆｆは、図６Ｂに示すマップ等に基づいて演算される速度維持デューティとする。速度維持デューティは、無負荷時にモータ速度Ｍｓｐを維持するためのデューティであって、モータ速度Ｍｓｐが大きくなるほど大きくなる。
　減速状態のＦＦデューティＤ＿ｆｆは、図６Ｃに示すマップ等に基づいて演算される減速補正デューティとする。減速補正デューティは、目標モータ速度Ｍｓｐ*を実現するための補正デューティである。減速補正デューティは、モータ１０が正方向に回転している場合は負の値であって、モータ速度Ｍｓｐが大きくなるほど小さくなる。すなわち、減速補正デューティは、モータ速度Ｍｓｐが大きくなるほど、絶対値としては大きい値となる。
　なお、図６は、モータ１０が正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、ＦＦデューティＤ＿ｆｆの値の正負を反転させる。本実施形態では、モータ速度Ｍｓｐに基づいてＦＦデューティＤ＿ｆｆを演算するものとして説明したが、モータ速度Ｍｓｐに替えて、目標モータ速度Ｍｓｐ*に基づいてＦＦデューティＤ＿ｆｆを演算してもよい。
　ＦＦ項補正部６７は、ＦＢデューティＤ＿ｆｂをＦＦデューティＤ＿ｆｆで補正し、デューティ指令値を演算する。本実施形態のＦＦ項補正部６７は加算器であって、ＦＢデューティＤ＿ｆｂにＦＦデューティＤ＿ｆｆを加算し、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。以下、電圧補正後の値を、「デューティ指令値」とする。
　ＰＷＭ信号生成部６９は、デューティ指令値および実カウント値Ｃｅｎに基づき、スイッチング素子４１１～４１６、４２１～４２６のスイッチングに係る指令信号を生成する。また、モータ電流Ｉｍが電流制限値Ｉｍ＿ｍａｘを超えないように指令信号を調整する。
　本実施形態のフィードバック制御では、ＰＷＭ制御等によりデューティを変更することで、コイル１１１～１１３、１２１～１２３に流れる電流およびトルクの大きさを変更可能である。
　本実施形態では、１２０°通電による矩形波制御により、モータ１０の駆動を制御する。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をオンする。また、第１相および第２相の組み合わせを電気角６０°ごとに入れ替えていくことで、通電相が切り替わる。これにより、巻線組１１、１２に回転磁界が発生し、モータ１０が回転する。本実施形態では、出力軸１５を正回転方向に回転させるときのモータ１０の回転方向を正方向とする。また、モータ１０が正のトルクを出力するときのデューティを正、負のトルクを出力するときのデューティを負とし、取り得るデューティ範囲を－１００［％］～１００［％］とする。すなわち、モータ１０を正回転させるとき、デューティを正とし、逆回転させるとき、デューティを負とする。なお、正回転しているモータ１０を停止させるべく、ブレーキトルク（すなわち負トルク）を発生させるとき、モータ１０の回転方向は正回転方向であるが、デューティは負となる。同様に、逆回転しているモータ１０を停止させるべく、ブレーキトルクを発生させるとき、デューティは正となる。
　固定相通電制御部７０は、固定相通電制御を行う。固定相通電制御は、モータ１０の回転を停止させるための制御であって、電気角に応じた固定相を選択し、選択された固定相の所定方向に電流が流れるように、スイッチング素子４１１～４１６、４２１～４２６を制御する。これにより、励磁相が固定される。励磁相が固定されると、モータ１０は、励磁相に応じた所定の電気角にて停止する。固定相通電制御部７０は、現在のロータ位置から最も近い電気角でモータ１０を停止させるように、実カウント値Ｃｅｎに基づいて固定相および通電方向を選択する。
　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制御である。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*とが概ね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停止させることで、目標カウント値Ｃｅｎ*と略一致する箇所でモータ１０を停止させることができる。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を停止させる電気角とでは、最大でモータ分解能分のずれが生じるが、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、差し支えない。
　切替制御部７５は、モータ１０の制御状態を切り替える。特に、本実施形態では、切替制御部７５は、角度偏差ｅに基づき、フィードバック制御とするか、固定相通電制御とするかを切り替える。
　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。
　切替制御処理を図７に示すフローチャートに基づいて説明する。この処理は、始動スイッチがオンされている期間に、ＥＣＵ５０にて所定の周期で実行される。以下、ステップＳ１０１の「ステップ」を省略し、単に記号「Ｓ」と記す。他のステップについても同様である。
　最初のＳ１０１では、ＥＣＵ５０は、ドライバにより図示しないシフトレバーが操作され、ドライバ要求シフトレンジが変化したか否かを判断する。ドライバ要求シフトレンジが変化していないと判断された場合（Ｓ１０１：ＮＯ）、Ｓ１０３へ移行する。ドライバ要求シフトレンジが変化したと判断された場合（Ｓ１０１：ＹＥＳ）、Ｓ１０２へ移行する。
　Ｓ１０２では、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にて行ってもよいし、切替制御部７５とは別途に行ってもよい。
　Ｓ１０３では、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判断された場合（Ｓ１０３：ＹＥＳ）、Ｓ１０５へ移行する。
　Ｓ１０４では、切替制御部７５は、後述するタイマ値Ｔｃをリセットし、本処理を終了する。
　Ｓ１０５では、切替制御部７５は、目標カウント値Ｃｅｎ*と実カウント値Ｃｅｎとの差である角度偏差ｅが、角度判定閾値ｅ＿ｔｈより大きいか否かを判断する。本実施形態では、角度偏差ｅが「目標角度と実角度との差分値」に対応する。角度判定閾値ｅ＿ｔｈは、０に近い所定値（例えば機械角で０．５°）に応じたカウント数に設定される。角度偏差ｅが角度判定閾値ｅ＿ｔｈ以下であると判断された場合（Ｓ１０５：ＮＯ）、Ｓ１０７へ移行する。角度偏差ｅが角度判定閾値ｅ＿ｔｈより大きいと判断された場合（Ｓ１０５：ＹＥＳ）、Ｓ１０６へ移行する。
　Ｓ１０６では、切替制御部７５は、モータ１０の制御状態として、フィードバック制御を選択する。すなわち、角度偏差ｅが角度判定閾値ｅ＿ｔｈより大きい場合、モータ１０は、モータ位置およびモータ速度をフィードバックするフィードバック制御により制御される。
　ＦＢ制御を説明するサブフローを図８に示す。なお、通電フラグがオンされた直後は、モータ１０の速度状態をモード１（加速状態）に設定する。
　Ｓ１６１では、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。
　Ｓ１６２では、フィードバック制御部６０は、現在の速度状態がモード１か否かを判断する。現在の速度状態がモード１ではないと判断された場合（Ｓ１６２：ＮＯ）、Ｓ１６４へ移行する。速度状態がモード１であると判断された場合（Ｓ１６２：ＹＥＳ）、Ｓ１６３へ移行する。
　Ｓ１６３では、フィードバック制御部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*以下であると判断された場合（Ｓ１６３：ＮＯ）、Ｓ１６６へ移行し、速度状態としてモード１を維持する。モータ速度Ｍｓｐが目標モータ速度Ｍｓｐ*より大きいと判断された場合（Ｓ１６３：ＹＥＳ）、Ｓ１６７へ移行し、速度状態をモード１（加速）からモード２（定常）に切り替える。
　現在の速度状態がモード１ではないと判断された場合（Ｓ１６３：ＮＯ）に移行するＳ１６４では、フィードバック制御部６０は、現在の速度状態がモード２か否かを判断する。現在の速度状態がモード２ではないと判断された場合（Ｓ１６４：ＮＯ）、すなわち現在の速度状態がモード３の場合、Ｓ１６８へ移行し、速度状態としてモード３（減速）を維持する。現在の速度状態がモード２であると判断された場合（Ｓ１６４：ＹＥＳ）、Ｓ１６５へ移行する。
　Ｓ１６５では、フィードバック制御部６０は、目標モータ速度の今回値が、目標モータ速度Ｍｓｐ*の前回値より小さいか否かを判断する。図中、目標モータ速度の今回値をＭｓｐ*（ｎ）、前回値をＭｓｐ*（ｎ－１）と記載した。目標モータ速度の今回値Ｍｓｐ*（ｎ）が、前回値Ｍｓｐ*（ｎ－１）以上であると判断された場合（Ｓ１６５：ＮＯ）、Ｓ１６７へ移行し、速度状態としてモード２（定常）を維持する。目標モータ速度の今回値Ｍｓｐ*（ｎ）が、前回値Ｍｓｐ*（ｎ－１）より小さいと判断された場合（Ｓ１６５：ＹＥＳ）、Ｓ１６８へ移行し、速度状態をモード２（定常）からモード３（減速）に切り替える。
　Ｓ１６６～Ｓ１６８に続いて移行するＳ１６９では、フィードバック制御部６０は、モータ１０の速度状態がモード１か否かを判断する。速度状態がモード１であると判断された場合（Ｓ１６９：ＹＥＳ）、Ｓ１７０へ移行する。速度状態がモード１ではないと判断された場合（Ｓ１６９：ＮＯ）、すなわち速度状態がモード２またはモード３である場合、Ｓ１７１へ移行する。
　Ｓ１７０では、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。
　Ｓ１７１では、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。
　Ｓ１７２では、制御器６５は、ＦＢデューティＤ＿ｆｂを演算する。
　Ｓ１７３では、ＦＦ補正値演算部６６は、速度状態に応じたＦＦデューティＤ＿ｆｆを演算する。
　Ｓ１７４では、ＦＦ項補正部６７は、ＦＢデューティＤ＿ｆｂとＦＦデューティＤ＿ｆｆとを加算し、デューティ指令値Ｄを演算する。
　Ｓ１７５では、ＰＷＭ信号生成部６９は、電圧補正されたデューティ指令値Ｄ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のオンオフ作動を制御することで、モータ１０の駆動が制御される。
　図７に戻り、角度偏差ｅが角度判定閾値ｅ＿ｔｈ以下であると判断された場合（Ｓ１０５：ＮＯ）に移行するＳ１０７では、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をインクリメントする。
　Ｓ１０８では、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、固定相通電制御を継続する通電継続時間Ｔａ（例えば１００ｍｓ）に応じて設定される値である。タイマ値Ｔｃが継続時間判定閾値Ｔｔｈより小さいと判断された場合（Ｓ１０８：ＹＥＳ）、Ｓ１０９へ移行する。タイマ値Ｔｃが継続時間判定閾値Ｔｔｈ以上であると判断された場合、Ｓ１１０へ移行する。
　固定相通電制御を開始してから通電継続時間Ｔａが経過していない場合に移行するＳ１０９では、切替制御部７５は、モータ１０の制御状態として、固定相通電制御を選択する。
　固定相通電制御を開始してから通電継続時間が経過した場合に移行するＳ１１０では、切替制御部７５は、モータ１０の制御状態を通電オフ制御とする。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をオフする信号をモータドライバ４１、４２に出力し、スイッチング素子４１１～４１６、４２１～４２６をオフにする。これにより、通電オフ制御時には、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。
　切替制御処理を図９に示すタイムチャートに基づいて説明する。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、モータ速度を示す。モータ１０の角度は、エンコーダ１３のカウント値で表す。
　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にて、ドライバ要求シフトレンジがＰレンジからＤレンジに変化すると、通電フラグがオフからオンに切り替わる。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、ドライバ要求シフトレンジに応じた目標カウント値Ｃｅｎ*が設定される。要求シフトレンジが切り替わった時刻ｘ１の直後は、モータ１０の速度状態をモード１（加速状態）とし、最大加速デューティにてモータ１０を制御する。また、加速状態においては、位相進み補償を行っていないモータ速度Ｍｓｐをフィードバックする。
　時刻ｘ２にて、モータ速度Ｍｓｐが目標モータ速度Ｍｓｐ*と一致すると、速度状態をモード２（定常状態）に切り替える。定常状態においては、ＦＦデューティＤ＿ｆｆを速度維持デューティとし、位相進み補償値Ｍｓｐ＿ｐｌをフィードバックする。
　時刻ｘ３にて、目標モータ速度Ｍｓｐ*が低下に転じると、速度状態をモード３（減速状態）に切り替える。減速状態においては、ＦＦデューティＤ＿ｆｆを減速補正デューティとし、位相進み補償値Ｍｓｐ＿ｐｌをフィードバックする。
　速度状態の判別は、例えばモータ速度Ｍｓｐの微分値を用いる等、どのように判別してもよい。
　本実施形態では、応答性を高めるべく、モータ位置である実カウント値Ｃｅｎおよびモータ速度Ｍｓｐをフィードバックし、フィードバック制御を行っている。ここで、フィードバック制御における応答性を高めるべく、フィードバックゲインを大きくすると、モータ１０の回転角の検出遅れや検出の分解能に起因し、モータ速度Ｍｓｐがハンチングする虞がある。二点鎖線で示す参考例のように、ハンチングは定常状態および減速状態にて生じやすい。
　そこで本実施形態では、速度状態が定常状態または減速状態のとき、速度フィードバック値Ｍｓｐ＿ｆｂを、位相進み補償を行った速度位相進み値Ｍｓｐ＿ｐｌをフィードバックする。これにより、実線で示すように、定常時および減速時におけるモータ速度Ｍｓｐのハンチングを抑制することができる。
　なお、図９では、目標モータ速度Ｍｓｐ*を一点鎖線で示しており、線の重複を避けるべく、実線でモータ速度Ｍｓｐと若干ずらして記載しているが、定常状態および減速状態においては、位相進み値Ｍｓｐ＿ｐｌをフィードバックすることで、モータ速度Ｍｓｐは目標モータ速度Ｍｓｐ*とが概ね一致することが望ましい。
　時刻ｘ４にて、目標カウント値Ｃｅｎ*と実カウント値Ｃｅｎとの差である角度偏差ｅが角度判定閾値ｅ＿ｔｈ以下となった場合、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を速やかに停止させることができる。
　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、モータ１０を確実に停止させることができるので、ディテントローラ２６を所望の凹部に確実に嵌め込むことができる。
　固定相通電制御の開始から通電継続時間Ｔａが経過した時刻ｘ５では、制御状態を通電オフ制御とし、通電フラグをオフにする。ドライバ要求シフトレンジが再度変更されるまでの間は、通電フラグのオフ状態が維持され、モータ１０の制御状態として通電オフ制御が継続される。これにより、シフトレンジ切り替え時以外はモータ１０に通電されないので、通電が継続される場合と比較して消費電力を低減することができる。
　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、他のレンジ切替時の制御についても同様である。
　本実施形態では、シフトバイワイヤシステム１のアクチュエータであるモータ１０として、ＤＣブラシレスモータを用いている。ＤＣブラシレスモータを用いることで、例えばＳＲモータを用いる場合と比較し、応答性および効率を向上することができる。特に、目標カウント値Ｃｅｎ*と実カウント値Ｃｅｎとの差が大きいとき、フィードバック制御とすることで、応答性を高めることができる。
　一方、応答性を高めるべく、例えばフィードバックゲインを大きくすると、速度状態が定常状態または減速状態のとき、ハンチングが生じる虞がある。そこで本実施形態では、速度状態が定常状態または減速状態のときには、位相進みフィルタ処理を行った位相進み値Ｍｓｐ＿ｐｌをフィードバックしている。これにより、定常時および減速時におけるハンチングを抑制することができる。
　また、ハンチングすることなくモータ１０を所定の位置で停止させるべく、実カウント値Ｃｅｎが目標カウント値Ｃｅｎ*に近づいたら、フィードバック制御から固定相通電制御に切り替える。これにより。ハンチングを抑制し、モータ１０を適切に停止させることができる。
　すなわち本実施形態では、シフトバイワイヤシステム１のアクチュエータとしてＤＣブラシレスモータを用い、フィードバック制御と固定相通電制御とを切り替えることで、シフト切替初期における応答性の向上と、シフト切替完了時における安定性とを両立させることができる。
　以上説明したように、本実施形態のシフトレンジ制御装置４０は、モータ１０の駆動を制御することでシフトレンジを切り替えるものであって、フィードバック制御部６０と、固定相通電制御部７０と、切替制御部７５と、を備える。
　フィードバック制御部６０は、モータ１０の実角度（本実施形態では実カウント値Ｃｅｎ）、および、モータ１０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。
　固定相通電制御部７０は、実角度に応じて選択される固定相に通電させる固定相通電制御を行う。
　切替制御部７５、モータ１０の制御状態を切り替える。
　切替制御部７５は、要求シフトレンジが切り替わったとき、制御状態をフィードバック制御とする。また、切替制御部７５は、要求シフトレンジに応じて決定される目標角度である目標カウント値Ｃｅｎ*と実カウント値Ｃｅｎとの差分値である角度偏差ｅが角度判定閾値ｅ＿ｔｈ以下となった場合、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。
　本実施形態では、要求シフトレンジが切り替わったとき、フィードバック制御とすることで、応答性を高めることができる。特に本実施形態では、モータ位置である実角度、および、モータ速度Ｍｓｐをフィードバック制御に用いることで、オーバーシュートおよびハンチングを抑制しつつ、応答性を向上させることができる。
　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１０を適切に停止させることができる。
　これにより、シフトレンジの切り替えに係るモータ１０の駆動を適切に制御することができる。
　切替制御部７５は、フィードバック制御から固定相通電制御に切り替わってから通電継続時間Ｔａが経過するまでの間、固定相通電制御を継続する。また、切替制御部７５は、固定相通電に切り替わってから通電継続時間Ｔａが経過した場合、モータ１０への通電を遮断する通電オフ制御に切り替える。
　通電継続時間Ｔａに亘って固定相通電制御を継続することで、モータ１０を確実に停止させることができる。また、通電継続時間Ｔａ経過後は、通電オフ制御とすることで、消費電力を低減することができる。
　フィードバック制御部６０は、目標速度設定部６２、および、制御器６５を有する。目標速度設定部６２は、角度偏差に基づいて、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。
　制御器６５は、目標モータ速度Ｍｓｐ*とモータ速度Ｍｓｐとが一致するように、フィードバックデューティ指令値であるＦＢデューティＤ＿ｆｂを演算する。上述の通り、ここでいう「モータ速度」には、モータ速度Ｍｓｐそのものに限らず、位相進み補償を行った値である位相進み値Ｍｓｐ＿ｐｌが含まれるものとする。
　これにより、実カウント値Ｃｅｎおよびモータ速度Ｍｓｐを用いたフィードバック制御を適切に行うことができる。
　　　（第２実施形態）
　第２実施形態を図１０および図１１に示す。本実施形態では、切替制御処理が上記実施形態と異なっているので、この点を中心に説明する。
　本実施形態の切替制御処理を図１０に示すフローチャートに基づいて説明する。
　Ｓ２０１～Ｓ２０４の処理は、図７中のＳ１０１～Ｓ１０４の処理と同様である。
　Ｓ２０５では、切替制御部７５は、角度偏差ｅが第１角度判定閾値ｅ＿ｔｈ１より大きいか否かを判断する。第１角度判定閾値ｅ＿ｔｈ１は、モータ速度Ｍｓｐが大きいとき、すなわちモータ１０が高速回転している状態からモータ１０を停止させるときに、オーバーシュートが生じない程度の値（例えば機械角で１°）に応じたカウント数に設定される。第１角度判定閾値ｅ＿ｔｈ１は、後述の第２角度判定閾値ｅ＿ｔｈ２より大きい値に設定される。すなわち、ｅ＿ｔｈ１＞ｅ＿ｔｈ２である。
　角度偏差ｅが第１角度判定閾値ｅ＿ｔｈ１より大きいと判断された場合（Ｓ２０５：ＹＥＳ）、Ｓ２１０へ移行し、モータ１０をＦＢ制御する。角度偏差ｅが第１角度判定閾値ｅ＿ｔｈ１以下であると判断された場合（Ｓ２０５：ＮＯ）、Ｓ２０６へ移行する。
　Ｓ２０６では、切替制御部７５は、モータ速度Ｍｓｐが速度判定閾値Ｍｓｐ＿ｔｈより小さいか否かを判断する。速度判定閾値Ｍｓｐ＿ｔｈは、モータ１０が高速回転しているか否かを判定する値であり、例えば８００［ｒｐｍ］に設定される。なお、速度判定閾値Ｍｓｐ＿ｔｈは、任意の値に設定可能である。モータ速度Ｍｓｐが速度判定閾値Ｍｓｐ＿ｔｈ以上であると判断された場合（Ｓ２０６：ＮＯ）、Ｓ２０８へ移行する。モータ速度Ｍｓｐが速度判定閾値Ｍｓｐ＿ｔｈより小さいと判断された場合（Ｓ２０６：ＹＥＳ）、Ｓ２０７へ移行する。
　Ｓ２０７では、切替制御部７５は、角度偏差ｅが第２角度判定閾値ｅ＿ｔｈ２より大きいか否かを判断する。第２角度判定閾値ｅ＿ｔｈ２は、例えば第１実施形態の角度判定閾値ｅ＿ｔｈと同程度の任意の値に設定される。角度偏差ｅが第２角度判定閾値ｅ＿ｔｈ２より大きいと判断された場合（Ｓ２０７：ＹＥＳ）、Ｓ２１０へ移行する。角度偏差ｅが第２角度判定閾値ｅ＿ｔｈ２以下であると判断された場合（Ｓ２０７：ＮＯ）、Ｓ２０８へ移行する。
　Ｓ２０８、Ｓ２０９の処理は、Ｓ１０７、Ｓ１０８の処理と同様である。
　また、Ｓ２１０の処理はＳ１０６の処理と同様であり、Ｓ２１１、Ｓ２１２の処理はＳ１０９、Ｓ１１０の処理と同様である。
　本実施形態では、モータ速度Ｍｓｐが速度判定閾値Ｍｓｐ＿ｔｈ以上である場合、すなわちモータ１０の回転速度が比較的速い場合、角度偏差ｅが、第２角度判定閾値ｅ＿ｔｈ２より大きい値に設定される第１角度判定閾値ｅ＿ｔｈ１より小さくなった段階で、ＦＢ制御から固定相通電制御に移行して、モータ１０を停止させるように制御している。
　一方、モータ速度Ｍｓｐが速度判定閾値Ｍｓｐ＿ｔｈ未満の場合、すなわちモータ１０の回転速度が比較的遅い場合、角度偏差ｅが第２角度判定閾値ｅ＿ｔｈ２となるまでは、ＦＢ制御を継続し、角度偏差ｅが第２角度判定閾値ｅ＿ｔｈ２より小さくなった場合、固定相通電制御に移行する。
　図１１Ａの例では、角度偏差ｅが第２角度判定閾値ｅ＿ｔｈ２より小さくなったとき、フィードバック制御から固定相通電制御に切り替え、モータ１０を停止させている。本実施形態では、制御範囲を目標カウント値Ｃｅｎ*±ｅ＿ｔｈ２としている。換言すると、第２角度判定閾値ｅ＿ｔｈ２を制御範囲に応じて設定している、ということである。
　また、モータ１０が実際に停止した位置が目標カウント値Ｃｅｎ*を超えた量をオーバーシュート量θｏｖｅｒとする。
　図１１Ｂに示すように、制御下限値Ｌへの突入速度が大きいほど、オーバーシュート量θｏｖｅｒが大きくなる。そのため、モータ１０の回転速度が大きい場合、角度判定閾値が比較的小さく、目標位置の直前にて固定相通電制御に切り替えると、モータ１０の停止位置が制御上限値Ｈを超える虞がある。一方、モータ１０の回転速度が大きい場合にオーバーシュートしないように角度判定閾値を比較的大きい値に設定すると、モータ１０の回転速度が小さい場合に、制御下限値Ｌよりも手前側にてモータ１０が停止する虞がある。
　そこで本実施形態では、切替制御部７５は、モータ１０の回転速度であるモータ速度Ｍｓｐに応じ、角度判定閾値を変更している。詳細には、モータ速度Ｍｓｐが速度判定閾値Ｍｓｐ＿ｔｈ未満の場合、角度判定閾値を第２角度判定閾値ｅ＿ｔｈ２とし、角度偏差ｅが第２角度判定閾値ｅ＿ｔｈ２以下となった場合、フィードバック制御から固定相通電制御に切り替える。また、モータ速度Ｍｓｐが速度判定閾値Ｍｓｐ＿ｔｈ以上の場合、角度判定閾値を第２角度判定閾値ｅ＿ｔｈ２より大きい第１角度判定閾値ｅ＿ｔｈ１とし、角度偏差が第１角度判定閾値ｅ＿ｔｈ１以下となった場合、フィードバック制御から固定相通電制御に切り替える。
　すなわち本実施形態では、モータ速度Ｍｓｐが大きいほど、目標位置より手前側にて固定相通電制御に切り替えている。
　モータ速度Ｍｓｐに応じて、フィードバック制御から固定相通電制御に切り替えるタイミングを可変とすることで、モータ１０が停止したとき停止位置と目標位置との誤差を小さくすることが可能であり、モータ１０を制御範囲内にて、確実に停止させることができる。
　また、上記実施形態と同様の効果を奏する。
　　　（他の実施形態）
　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。
　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。
　上記実施形態では、モータの回転角を検出する回転角センサとして、エンコーダを用いる。他の実施形態では、回転角センサは、エンコーダに限らず、レゾルバ等、どのようなものを用いてもよい。また、エンコーダのカウント値に替えて、モータの回転角に換算可能なエンコーダカウント値以外の値をフィードバックしてもよい。固定相通電制御における固定相の選択についても同様である。
　上記実施形態では、速度状態が定常状態または減速状態のとき、位相進みフィルタ処理を行った位相進み値をフィードバックする。他の実施形態では、速度状態が加速状態のときにも位相進みフィルタ処理を行った値をフィードバックしてもよい。また、定常状態および減速状態の少なくとも一方における位相進みフィルタ処理を省略してもよい。
　第２実施形態では、１つの速度判定閾値を用い、第１角度判定閾値と第２角度判定閾値とを切り替える。他の実施形態では、複数の速度判定閾値を用い、モータ速度が大きくなるほど角度判定閾値が大きくなるように、段階的に角度判定閾値を切り替えるようにしてもよい。また、モータ速度に応じた関数やマップ等により、角度判定閾値が設定されるようにしてもよい。
　上記実施形態では、ディテントプレートには４つの凹部が設けられる。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、上記実施形態になんら限定されるものではなく、開示の趣旨を逸脱しない範囲において種々の形態で実施可能である。
　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 (4)

  1. 　モータ（１０）の駆動を制御することでシフトレンジを切り替えるシフトレンジ制御装置であって、
    　前記モータの実角度、および、前記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制御部（６０）と、
    　前記実角度に応じて選択される固定相に通電させる固定相通電制御を行う固定相通電制御部（７０）と、
    　前記モータの制御状態を切り替える切替制御部（７５）と、
    　を備え、
    　前記切替制御部は、
    　要求シフトレンジが切り替わったとき、前記制御状態を前記フィードバック制御とし、
    　前記要求シフトレンジに応じて決定される目標角度と前記実角度との偏差である角度偏差が角度判定閾値以下となった場合、前記制御状態を前記フィードバック制御から前記固定相通電制御に切り替えるシフトレンジ制御装置。
  2. 　前記切替制御部は、
    　前記フィードバック制御から前記固定相通電制御に切り替わってから通電継続時間が経過するまでの間、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場合、前記制御状態を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. 　前記切替制御部は、前記モータ速度に応じ、前記角度判定閾値を変更する請求項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制御部は、
    　前記角度偏差に基づき、前記モータの目標速度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、フィードバックデューティ指令値を演算する制御器（６５）
    　を有する請求項１～３のいずれか一項に記載のシフトレンジ制御装置。
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