WO2021075365A1

WO2021075365A1 - モータ制御装置

Info

Publication number: WO2021075365A1
Application number: PCT/JP2020/038253
Authority: WO
Inventors: 山田　純
Original assignee: 株式会社デンソー
Priority date: 2019-10-15
Filing date: 2020-10-09
Publication date: 2021-04-22
Also published as: US11894792B2; KR102610009B1; JP7184010B2; US20220271701A1; DE112020004970T5; KR20220024806A; CN114424451A; JP2021065030A

Abstract

モータ制御装置（４０）は、通電制御部（５２）と、過戻り判定部（５５）と、を備える。通電制御部（５２）は、モータ（１０）への通電を制御する。過戻り判定部（５５）は、可動限界位置までモータ（１０）を駆動させた後、モータ（１０）への通電をオフにすることで、回転伝達系（２０）に生じる外力によりモータ（１０）を可動限界位置から離間する方向に戻す非通電戻し制御を行ったとき、非通電戻し制御にて戻り許容位置を超える過戻りの可能性の有無を判定する。過戻りの可能性がないと判定された場合、通電オフを継続し、過戻りの可能性があると判定された場合、通電によりモータ（１０）を停止させる停止制御を行う。

Description

モータ制御装置

関連出願の相互参照

　本出願は、２０１９年１０月１５日に出願された特許出願番号２０１９－１８８４２８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、モータ制御装置に関する。

　従来、制御対象の駆動源となるモータを制御するモータ制御装置が知られている。例えば特許文献１のモータ制御装置は、レンジ切換機構の駆動源となるモータを制御するものであって、レンジ切換機構の可動範囲の限界位置までモータを回転させる突き当て制御の後、非通電戻し制御を実行し、モータの回転位置が目標回転位置に到達したときにモータの２相に同時通電してモータを停止させる。

特開２０１６－１００９３０号公報

　ところで、特許文献１では、非通電戻し制御の後、常時モータを停止させるための通電を行っているため、通電に伴う電力消費および発熱が生じる。本開示の目的は、モータを可動限界位置まで駆動させた後の制御を適切に実施可能なモータ制御装置を提供することにある。

　本開示のモータ制御装置は、モータと、回転伝達系と、を備えるモータ駆動システムにおいて、モータの駆動を制御するものである。回転伝達系は、モータの回転が伝達されて駆動されるとともに、駆動を制限する駆動制限部が設けられている。

　モータ制御装置は、通電制御部と、過戻り判定部と、を備える。通電制御部は、モータへの通電を制御する。過戻り判定部は、駆動制限部にて駆動が制限される可動限界位置までモータを駆動させた後、モータへの通電をオフにすることで、回転伝達系に生じる外力によりモータを可動限界位置から離間する方向に戻す戻し制御を行ったとき、非通電戻し制御にて係合部材が戻り許容位置を超える過戻りの可能性の有無を判定する。モータ制御装置は、過戻りの可能性がないと判断された場合、通電オフを継続し、過戻りの可能性があると判断された場合、通電によりモータを停止させる停止制御を行う。これにより、モータを可動限界位置まで駆動させた後の制御を適切に実施可能である。

　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実施形態によるディテントプレートを示す模式図であり、図４は、第１実施形態によるモータ駆動処理を説明するフローチャートであり、図５は、第１実施形態による過戻り判定処理を説明するフローチャートであり、図６は、第１実施形態によるモータ駆動処理を説明するタイムチャートであり、図７は、第１実施形態によるモータ駆動処理を説明するタイムチャートであり、図８は、第２実施形態による過戻り判定処理を説明するフローチャートである。

　以下、本開示によるモータ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。本実施形態のモータ制御装置を図１～図７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、モータ制御装置としての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。本実施形態のモータ１０は、スイッチトリラクタンスモータであって、図示しないステータに巻回されるＵ相、Ｖ相およびＷ相のモータ巻線を有する。

　図２に示すように、回転角センサであるエンコーダ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、所定の角度ごとにパルス信号であるエンコーダ信号を出力する。

　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、ディテントスプリング２５、および、ディテントローラ２６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。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。

　図３に示すように、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、Ｐ（パーキング）、Ｒ（リバース）、Ｎ（ニュートラル）、Ｄ（ドライブ）の各レンジに対応する４つの谷部２２１～２２４が形成される。また、Ｐレンジに対応する谷部２２１とＲレンジに対応する谷部２２２との間には、山部２２６が設けられる。Ｒレンジに対応する谷部２２２とＮレンジに対応する谷部２２３との間には、山部２２７が設けられる。Ｎレンジに対応する谷部２２３とＤレンジに対応する谷部２２４との間には、山部２２８が設けられる。Ｐレンジに対応する谷部２２１の山部２２６と反対側には、ディテントローラ２６の移動を制限する第１壁部２３１が形成される。Ｄレンジに対応する谷部２２４の山部２２８と反対側には、ディテントローラ２６の移動を制限する第２壁部２３２が形成される。

　図１に示すように、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、先端に係合部材としてのディテントローラ２６が設けられる。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が谷部２２１～２２４間を移動する。ディテントローラ２６が谷部２２１～２２４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。ディテントローラ２６は、シフトレンジに応じた谷部２２１～２２４に嵌まり合う。本実施形態では、シフトレンジに応じ、ディテントスプリング２５のスプリング力にてディテントローラ２６が嵌まり込む箇所を、谷部２２１～２２４の最底部とする。

　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。

　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の回転により円錐体３２が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、円錐体３２が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レンジ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に示すように、シフトレンジ制御装置４０は、駆動回路４１、および、ＥＣＵ５０等を備える。駆動回路４１は、図示しないスイッチング素子を有し、モータ１０の各相への通電を切り替える。駆動回路４１とバッテリとの間には、モータリレー４６が設けられる。モータリレー４６は、イグニッションスイッチ等である車両の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をオフすることで、モータ１０側への電力の供給が遮断される。

　ＥＣＵ５０は、マイコン等を主体として構成され、内部にはいずれも図示しないＣＰＵ、ＲＯＭ、ＲＡＭ、Ｉ／Ｏ、及び、これらの構成を接続するバスライン等を備えている。ＥＣＵ５０における各処理は、ＲＯＭ等の実体的なメモリ装置（すなわち、読み出し可能非一時的有形記録媒体）に予め記憶されたプログラムをＣＰＵで実行することによるソフトウェア処理であってもよいし、専用の電子回路によるハードウェア処理であってもよい。

　ＥＣＵ５０は、ドライバ要求シフトレンジ、ブレーキスイッチからの信号および車速等に基づいてモータ１０の駆動を制御することで、シフトレンジの切り替えを制御する。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、通電制御部５２および過戻り判定部５５等を有する。角度演算部５１は、エンコーダ１３から取得されるエンコーダ信号のパルスエッジをカウントし、エンコーダカウント値θｅｎを演算する。エンコーダカウント値θｅｎは、モータ１０の回転位置に応じた値であって、「モータ角度」に対応する。

　通電制御部５２は、駆動モードに応じ、モータ１０への通電を制御する。本実施形態の駆動モードには、壁当てモード、壁戻しモード、および、通常制御モードが含まれる。壁当てモードは、モータ１０の可動限界位置を基準位置として学習すべく、ディテントローラ２６が壁部２３１、２３２に向かう方向に駆動する制御モードである。以下、ディテントローラ２６を第１壁部２３１に当接させることで、第１壁部２３１側の基準位置を学習する「Ｐ壁当て」を中心に説明する。

　壁戻しモードは、ディテントローラ２６を壁部２３１、２３２に当接させた後、谷部２２１、２２４に戻す制御である。通常制御モードは、基準位置学習後、通常のシフトレンジ切り替えを行うモードである。基準位置学習時の駆動モードは、壁当てモードまたは壁戻しモードとする。

　Ｐ壁当てにおいて、駆動モードが壁当てモードから壁戻しモードに切り替わると、モータ１０への通電をオフにすることで、回転伝達系における復元力、および、ディテントスプリング２５の付勢力により、ディテントローラ２６は壁部２３１側から谷部２２１側に戻される。

　過戻り判定部５５は、壁戻しモードにおいて、ディテントローラ２６がパーキングロック範囲を超える過戻りの可能性があるか否かを判定する。ここで、壁当て制御の後、ディテントローラ２６を谷部２２１に戻すとき、例えばエンコーダカウント値θｅｎが目標カウント値θｃｍｄを含む制御範囲内（例えば±２カウント）となったとき、モータ１０への通電が伴う停止制御を行うと、電力消費および発熱が生じる。停止制御は、例えば、２相への通電を継続する固定相通電制御である。

　ここで、壁戻しモードにおいて、制御対象の意図する機能を満たす範囲内でモータ１０が停止するのであれば、必ずしもモータ１０への通電を伴う停止制御は必要ない。本実施形態では、制御対象の意図する機能を満たす範囲は、パーキングロックポール３３とパーキングギア３５との噛み合いが保証されるパーキングロック範囲である。すなわち本実施形態では、壁戻しモードにおいて、ディテントローラ２６がパーキングロック範囲を超える可能性がある場合を「過戻り可能性あり」として停止制御を行い、ディテントローラ２６がパーキングロック範囲を超える可能性がない場合を「過戻り可能性なし」として、停止制御を行わない。

　本実施形態のモータ駆動処理を図４のフローチャートに基づいて説明する。この処理は、基準位置学習時に所定の周期（例えば、１［ｍｓ］）にてＥＣＵ５０にて実行される処理である。以下、ステップＳ１０１の「ステップ」を省略し、単に記号「Ｓ」と記す。

　Ｓ１０１では、ＥＣＵ５０は、駆動モードが壁当てモードか否か判断する。駆動モードが壁当てモードではないと判断された場合（Ｓ１０１：ＮＯ）、すなわち駆動モードが壁戻しモードである場合、Ｓ１０６へ移行する。駆動モードが壁当てモードであると判断された場合（Ｓ１０１：ＹＥＳ）、Ｓ１０２へ移行する。

　Ｓ１０２では、ＥＣＵ５０は、ディテントローラ２６が壁部２３１に到達し、モータ１０が可動限界位置にあるか否かを判断する。ここでは、エンコーダカウント値θｅｎが更新されない状態が停滞判定時間Ｔｔｈ１に亘って継続した場合、モータ１０が可動限界位置に到達したと判定する。モータ１０が可動限界位置に到達していないと判断された場合（Ｓ１０２：ＮＯ）、Ｓ１０３へ移行する。Ｓ１０３では、ＥＣＵ５０は、通電制御モードをフィードバック制御モードとし、ディテントローラ２６が壁部２３１に向かうようにモータ１０を駆動する。モータ１０が可動限界位置に到達したと判断された場合（Ｓ１０２：ＹＥＳ）、現在のエンコーダカウント値θｅｎを基準位置θｂとして学習し、Ｓ１０４へ移行する。

　Ｓ１０４では、ＥＣＵ５０は、駆動モードを壁戻しモードとする。Ｓ１０５では、ＥＣＵ５０は、通電制御モードを通電オフとする。モータ１０への通電をオフにすることで、回転伝達系における復元力、および、ディテントスプリング２５の付勢力により、ディテントローラ２６が壁部２３１から離れる方向に駆動され、これに伴ってモータ１０も可動限界位置から離れる方向に駆動される。

　Ｓ１０６では、ＥＣＵ５０は、通電制御モードが通電オフか否か判断する。通電制御モードが通電オフではないと判断された場合（Ｓ１０６：ＮＯ）、すなわち通電制御モードが停止制御モードである場合、Ｓ１１１へ移行する。通電制御モードが通電オフであると判断された場合（Ｓ１０６：ＹＥＳ）、Ｓ１０７へ移行し、過戻り判定を行う。

　過戻り判定処理を図５のフローチャート基づいて説明する。Ｓ１７１では、過戻り判定部５５は、Ｓ１０３にて肯定判断されて学習された基準位置θｂから現在のエンコーダカウント値θｅｎまでの変化量Δθを算出する。変化量Δθは、現在のエンコーダカウント値θｅｎから基準位置θｂを減算した値の絶対値である。

　Ｓ１７２では、過戻り判定部５５は、変化量Δθが過戻り判定値θｔｈ以上か否か判断する。過戻り判定値θｔｈは、壁部２３１と過戻り判定位置との間のカウント数に応じて設定される。過戻り判定位置は、ディテントプレート２１の形状等に応じ、谷部２２１の最底部と山部２２６の頂点との間であって、パーキングロック解除位置よりも谷部２２１側に設定される。変化量Δθが過戻り判定値θｔｈ以上であると判断された場合（Ｓ１７２：ＹＥＳ）、Ｓ１７３へ移行し、過戻り可能性「あり」と判定する。変化量Δθが過戻り判定値θｔｈ未満であると判断された場合（Ｓ１７２：ＮＯ）、Ｓ１７４へ移行する。

　Ｓ１７４では、過戻り判定部５５は、壁当て後、通電オフにしてから、過戻り判定時間Ｔｔｈ２が経過したか否か判定する。過戻り判定時間Ｔｔｈ２は、モータ特性や回転伝達系の復元力等に応じ、過戻りが発生しないとみなせる時間に応じて設定される。通電オフから過戻り判定時間Ｔｔｈ２が経過していないと判断された場合（Ｓ１７４：ＮＯ）、Ｓ１７５へ移行し、過戻り可能性「未定」と判定する。通電オフから過戻り判定時間Ｔｔｈ２が経過したと判断された場合（Ｓ１７４：ＹＥＳ）、Ｓ１７６へ移行し、過戻り可能性「なし」と判定する。

　図４に戻り、Ｓ１０７の過戻り判定に続いて移行するＳ１０８では、ＥＣＵ５０は、過戻り可能性「あり」と判定されているか否か判断する。過戻り可能性「あり」と判定されていると判断された場合（Ｓ１０８：ＹＥＳ）、Ｓ１０９へ移行し、通電制御モードを停止制御とする。過戻り可能性「あり」と判定されてないと判断された場合（Ｓ１０８：ＮＯ）、Ｓ１１０へ移行する。

　Ｓ１１０では、ＥＣＵ５０は、過戻り可能性「なし」と判定されているか否か判断する。過戻り可能性「なし」と判定されていないと判断された場合（Ｓ１１０：ＮＯ）、すなわち過戻り可能性が未定の場合、通電オフを継続する。過戻り可能性「なし」と判定されていると判断された場合（Ｓ１１０：ＹＥＳ）、Ｓ１１３へ移行し、駆動モードを通常制御モードとする。このとき、通電オフは継続される。

　通電制御モードが停止制御モードである場合に移行するＳ１１１では、ＥＣＵ５０は、停止制御モードを開始してから、停止制御継続時間Ｔｔｈ３が経過したか否か判断する。停止制御継続時間Ｔｔｈ３は、モータ特性等に応じ、モータ１０を停止させるのに要する時間に応じて設定される。停止制御モードを開始してから停止制御継続時間Ｔｔｈ３が経過していないと判断された場合（Ｓ１１１：ＮＯ）、停止制御モードを継続する。停止制御モードを開始してから停止制御継続時間Ｔｔｈ３が経過したと判断された場合（Ｓ１１１：ＹＥＳ）、Ｓ１１２へ移行する。

　Ｓ１１２では、ＥＣＵ５０は、通電制御モードを停止制御モードから通電オフに切り替え、モータ１０への通電をオフにする。Ｓ１１３では、ＥＣＵ５０は、駆動モードを通常制御モードとする。

　本実施形態のモータ駆動処理を図６および図７のタイムチャートに基づいて説明する。図６および図７では、共通時間軸を横軸とし、上段から、駆動モード、通電制御モード、エンコーダカウント値θｅｎとする。エンコーダカウント値θｅｎについて、ディテントローラ２６が第１壁部２３１に当接しているときの値を（Ｐ壁）、ディテントローラ２６が谷部２２１の最底部に位置しているときの値を（Ｐ谷）とした。

　過戻り可能性がある場合を図６にて説明する。時刻ｘ１０にて、駆動モードが壁当てモードになると、通電制御モードをフィードバック制御モードとし、ディテントローラ２６が第１壁部２３１に向かう方向にモータ１０を駆動する。時刻ｘ１１にて、ディテントローラ２６が第１壁部２３１に当接すると、エンコーダカウント値θｅｎが更新されなくなる。

　時刻ｘ１１から、エンコーダカウント値θｅｎが更新されない状態が停滞判定時間Ｔｔｈ１に亘って継続した時刻ｘ１２において、このときのエンコーダカウント値θｅｎを基準位置θｂとして学習する。また、駆動モードを壁当てモードから壁戻しモードから切り替え、通電制御モードをフィードバックモードから通電オフに切り替える。ディテントローラ２６を第１壁部２３１に当接させている状態から、モータ１０の通電をオフにすると、回転伝達系の復元力およびディテントスプリング２５の付勢力により、ディテントローラ２６が第１壁部２３１から離れる方向に駆動され、モータ１０はフィードバック制御時と逆方向に回転する。

　モータ１０への通電をオフにした時刻ｘ１２から過戻り判定時間Ｔｔｈ２が経過する前のタイミングである時刻ｘ１３にて、基準位置θｂからの変化量Δθが過戻り判定値θｔｈとなると、過戻り可能性「あり」と判定し、通電制御モードを通電オフから停止制御モードに切り替え、固定相通電制御を行う。

　停止制御を停止制御継続時間Ｔｔｈ３に亘って継続した時刻ｘ１４では、駆動モードを壁戻しモードから通常モードに切り替え、通電制御モードを停止制御モードから通電オフに切り替える。モータ１０への通電をオフにすると、ディテントスプリング２５の付勢力により、ディテントローラ２６は谷部２２１の最底部に戻される。

　過戻り可能性がない場合を図７にて説明する。時刻ｘ２１～時刻ｘ２２の処理は、図６中のｘ１１～時刻ｘ１２の処理と同様である。時刻ｘ２２にて、通電をオフにすると、回転伝達系の復元力およびディテントスプリング２５の付勢力により、時刻ｘ２３にてディテントローラ２６が谷部２２１の最底部に戻る。このような場合、停止制御を行わなくても、パーキングロック範囲から外れることがない。

　そこで本実施形態では、通電をオフ後、過戻り判定時間Ｔｔｈ２が経過するまでの変化量Δθが過戻り判定値θｔｈ以上にならなかった場合、過戻り可能性なしとみなし、停止制御を行わない。通電をオフにした時刻ｘ２２から過戻り判定時間Ｔｔｈ２が経過した時刻ｘ２４にて、駆動モードを壁戻しモードから通常モードに切り替え、通電制御モードとして通電オフを継続する。これにより、過戻り可能性がない場合にも停止制御を行う場合と比較し、電力消費および発熱を低減することができる。

　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と、シフトレンジ切替機構２０と、を備えるシフトバイワイヤシステム１において、モータ１０の駆動を制御するものである。シフトレンジ切替機構２０は、モータ１０の回転が伝達されて駆動されるとともに、駆動を制限する壁部２３１、２３２が設けられている。

　シフトレンジ制御装置４０は、通電制御部５２と、過戻り判定部５５と、を備える。通電制御部５２は、モータ１０への通電を制御する。過戻り判定部５５は、壁部２３１にて駆動が制限される可動限界位置までモータ１０を駆動させた後、モータ１０への通電をオフにすることで、シフトレンジ切替機構２０に生じる外力によりモータ１０を可動限界位置から離間する方向に戻す非通電戻し制御を行ったとき、非通電戻し制御にて戻り許容位置を超える過戻りの可能性の有無を判定する。「回転伝達系に生じる外力」とは、シフトレンジ切替機構２０の復元力およびディテントスプリング２５の付勢力等である。

　シフトレンジ制御装置４０は、過戻りの可能性がないと判定された場合、通電オフを継続し、過戻りの可能性があると判定された場合、通電によりモータ１０を停止させる停止制御を行う。これにより、モータ１０を可動限界位置まで駆動させた後の制御を適切に実施可能である。詳細には、過戻りの可能性がある場合、停止制御にてモータ１０を停止させるので、ディテントローラ２６を許容範囲内にて適切に停止させることができる。また、過戻りの可能性がない場合、停止制御を行わなくても、ディテントローラ２６が許容範囲内から外れることがないので、過戻り判定を行わず、常に停止制御を行う場合と比較し、電力消費および発熱を低減することができる。

　過戻り判定部５５は、非通電戻し制御を開始してから過戻り判定時間Ｔｔｈ２が経過するまでの間に、戻り許容位置より壁部２３１側に設定される過戻り判定位置に到達した場合、過戻りの可能性があると判定する。換言すると、過戻り判定時間Ｔｔｈ２が経過するまでに過戻り判定位置に到達しなかった場合、過戻りの可能性がないと判定する。これにより、過戻りの可能性の有無を適切に判定することができる。

　シフトレンジ切替機構２０は、ディテントプレート２１、ディテントローラ２６、および、ディテントスプリング２５を有する。ディテントプレート２１は、複数の谷部２２１～２２４、谷部２２１～２２４を隔てる山部２２６～２２８、および、配列される複数の谷部２２１、２２４の両端に設けられる壁部２３１、２３２が形成される。ディテントローラ２６は、モータ１０の駆動により谷部２２１～２２４を移動可能であって、壁部２３１、２３１に移動が規制される。ディテントスプリング２５は、ディテントローラ２６を谷部２２１～２２４に嵌まり込む方向に付勢する。

　過戻り判定位置は、壁部２３１に隣接する谷部２２１の最底部と、谷部２２１を挟んで壁部２３１と反対側に形成される山部２２６の頂点との間に設定される。本実施形態では、エンコーダカウント値θｅｎの基準位置θｂからの変化量Δθが過戻り判定値θｔｈになることが「戻り許容位置より壁部側に設定される過戻り判定位置に到達した」ことに対応する。これにより、過戻りの可能性の有無を適切に判定することができる。

　また、本実施形態では、戻り許容位置は、シフトレンジ保証範囲に応じて設定される。Ｐ壁当ての場合、戻り許容位置に係るシフトレンジ保証範囲は、パーキングロック範囲である。これにより、過戻りにより、シフトレンジ保証範囲を外れるのを防ぐことができる。

　　　（第２実施形態）
　第２実施形態を図８に示す。本実施形態は、過戻り判定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。本実施形態の過戻り判定処理を図８のフローチャートに基づいて説明する。

　Ｓ２７１では、過戻り判定部５５は、通電オフ時におけるエンコーダカウント値θｅｎの単位時間あたりの変化割合ａを算出する（式（１）参照）。式中のΔｔは、通電オフ開始からの経過時間である。

　　ａ＝Δθ／Δｔ　　・・・（１）

　Ｓ２７２では、過戻り判定部５５は、変化割合ａが過戻り判定値ａｔｈ以上か否か判定する。過戻り判定値ａｔｈは、ディテントプレート２１の形状やモータ特性等に応じて設定される。変化割合ａが過戻り判定値ａｔｈ以上であると判断された場合（Ｓ２７２：ＹＥＳ）、Ｓ２７３へ移行し、過戻り可能性「あり」と判定する。変化割合ａが過戻り判定値ａｔｈ未満であると判断された場合（Ｓ２７２：ＮＯ）、Ｓ２７４へ移行す。Ｓ２７４～Ｓ２７６の処理は、図５中のＳ１７４～Ｓ１７６の処理と同様である。

　本実施形態では、過戻り判定部５５は、非通電戻し制御におけるエンコーダカウント値θｅｎの変化割合に基づいて過戻りの可能性の有無を判定する。このように構成しても、上記実施形態と同様の効果を奏する。

　実施形態において、シフトレンジ制御装置４０が「モータ制御装置」に対応し、シフトバイワイヤシステム１が「モータ駆動システム」および「シフトレンジ切替システム」に対応する。シフトレンジ切替機構２０が「回転伝達系」に対応し、ディテントプレート２１が「ディテント部材」に対応し、壁部２３１、２３２が「駆動制限部」に対応し、ディテントスプリング２５が「付勢部材」に対応し、ディテントローラ２６が「係合部材」に対応する。また、エンコーダカウント値θｅｎが「モータの回転角度」に対応する。

　上記実施形態において、ディテントローラ２６を第１壁部２３１に当接させるＰ壁当てを中心に説明した。Ｐ壁当てにおいて、第１壁部２３１が「当接壁部」に対応する。また、ディテントローラ２６を第２壁部２３２に当接させるＤ壁当ての場合、第２壁部２３２が「当接壁部」に対応する。Ｄ壁当ての場合、過戻り判定位置は、谷部２２４の最底部と山部２２８の頂点との間に設定される。また、この場合の戻り許容位置は、当該谷部２２４に対応するレンジを保証するレンジ保証範囲に応じて設定される。すなわち、Ｄ壁当ての場合、戻り許容範囲は、Ｄレンジ保証範囲に応じて設定される。

　　　（他の実施形態）
　上記実施形態では、壁当てモードにおいて、通電制御モードをフィードバックモードとした。他の実施形態では、壁当てモード時のモータ１０の駆動制御手法は、フィードフォワード制御等、どのような制御手法を用いてもよい。

　上記実施形態では、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、ロータの回転位置を検出可能なものであればよく、例えばレゾルバ等のリニアセンサであってもよい。上記実施形態では、出力軸センサとしてポテンショメータを例示した。他の実施形態では、出力軸センサとして、ポテンショメータ以外のものを用いてもよいし、出力軸センサを省略してもよい。

　上記実施形態では、モータは、スイッチトリラクタンスモータである。他の実施形態では、スイッチトリラクタンスモータ以外のもの、例えばＤＣブラシレスモータ等であってもよい。上記実施形態では、ディテントプレートには４つの谷部が設けられる。他の実施形態では、谷部の数は４つに限らず、いくつであってもよい。例えば、ディテントプレートの谷部を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。また、上記実施形態では、モータ制御装置はシフトレンジ切替システムに適用される。他の実施形態では、モータ制御装置をシフトレンジ切替システム以外の車載システム、または、車載以外のモータ駆動システムに適用してもよい。

　上記実施形態では、モータ軸と出力軸との間に減速機が設けられる。減速機の詳細について、上記実施形態では言及していないが、例えば、サイクロイド歯車、遊星歯車、モータ軸と略同軸の減速機構から駆動軸へトルクを伝達する平歯歯車を用いたものや、これらを組み合わせて用いたもの等、どのような構成であってもよい。また、他の実施形態では、モータ軸と出力軸との間の減速機を省略してもよいし、減速機以外の機構を設けてもよい。

　本開示に記載の制御部及びその手法は、コンピュータプログラムにより具体化された一つ乃至は複数の機能を実行するようにプログラムされたプロセッサ及びメモリを構成することによって提供された専用コンピュータにより、実現されてもよい。あるいは、本開示に記載の制御部及びその手法は、一つ以上の専用ハードウェア論理回路によってプロセッサを構成することによって提供された専用コンピュータにより、実現されてもよい。もしくは、本開示に記載の制御部及びその手法は、一つ乃至は複数の機能を実行するようにプログラムされたプロセッサ及びメモリと一つ以上のハードウェア論理回路によって構成されたプロセッサとの組み合わせにより構成された一つ以上の専用コンピュータにより、実現されてもよい。また、コンピュータプログラムは、コンピュータにより実行されるインストラクションとして、コンピュータ読み取り可能な非遷移有形記録媒体に記憶されていてもよい。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、そ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

　モータ（１０）と、前記モータの回転が伝達されて駆動されるとともに、駆動を制限する駆動制限部（２３１、２３２）が設けられている回転伝達系（２０）と、を備えるモータ駆動システム（１）において、前記モータの駆動を制御するモータ制御装置であって、
　前記モータへの通電を制御する通電制御部（５２）と、
　前記駆動制限部にて駆動が制限される可動限界位置まで前記モータを駆動させた後、前記モータへの通電をオフにすることで、前記回転伝達系に生じる外力により前記モータを前記可動限界位置から離間する方向に戻す非通電戻し制御を行ったとき、前記非通電戻し制御にて戻り許容位置を超える過戻りの可能性の有無を判定する過戻り判定部（５５）と、
　を備え、
　前記過戻りの可能性がないと判定された場合、通電オフを継続し、
　前記過戻りの可能性があると判定された場合、通電により前記モータを停止させる停止制御を行うモータ制御装置。
　前記過戻り判定部は、前記非通電戻し制御を開始してから過戻り判定時間が経過するまでの間に、前記戻り許容位置より前記可動限界位置側に設定される過戻り判定位置に到達した場合、前記過戻りの可能性があると判定する請求項１に記載のモータ制御装置。
　前記回転伝達系は、
　複数の谷部（２２１～２２４）、前記谷部を隔てる山部（２２６～２２８）、および、配列される前記谷部の両端に設けられる前記駆動制限部である壁部（２３１、２３２）が形成されるディテント部材（２１）、
　前記モータの駆動により前記谷部を移動可能であって、前記壁部に当接することで前記モータの駆動が制限される係合部材（２６）、
　ならびに、前記係合部材を前記谷部に嵌まり合う方向に付勢する付勢部材（２５）を有し、
　前記係合部材を一方の前記壁部（２３１）に当接させるとき、当該壁部を当接壁部とすると、
　前記過戻り判定位置は、前記当接壁部に隣接する前記谷部（２２１）の最底部と、当該谷部と挟んで前記当接壁部と反対側に形成される前記山部（２２６）の頂点との間に設定される請求項２に記載のモータ制御装置。
　前記過戻り判定部は、前記非通電戻し制御における前記モータの回転角度の変化割合に基づいて前記過戻りの可能性の有無を判定する請求項１に記載のモータ制御装置。
　前記モータ駆動システムは、シフトレンジ切替システムに適用され、
　前記戻り許容位置は、レンジ保証範囲に応じて設定される請求項１～４のいずれか一項に記載のモータ制御装置。