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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control
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angle
shift range
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PCT/JP2017/032366
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神尾 茂
Original Assignee
株式会社デンソー
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    • F16H61/28Generation 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
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    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
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    • F16H61/32Electric motors actuators or related electrical control means therefor
    • F16H2061/326Actuators 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.

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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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