JP2024150953A - モータ制御装置 - Google Patents

Abstract

【課題】適切に温度を推定可能なモータ制御装置を提供する。
【解決手段】ＥＣＵ４０は、駆動回路と、制御部５０と、を備える。駆動回路は、モータへの通電を切り替える駆動素子を有する。制御部５０は、モータの駆動状態を取得するモータ駆動状態取得部５３、サーミスタ４５の検出値に基づき駆動素子の周辺温度を基準温度Ｔｂとして演算する温度演算部５８１、および、駆動素子の温度である素子温度を推定する温度推定部５８２を有する。温度推定部５８２は、モータ駆動実施ありと判断された場合、モータの駆動状態および基準温度Ｔｂに基づいて上昇温度を推定し、モータ駆動実施なしと判定された場合、基準温度Ｔｂに基づいて下降温度を推定する。温度推定部５８２は、加算値または減算値に基づき素子温度の推定値である推定素子温度Ｔｍを更新する。
【選択図】 図２

Description

本発明は、モータ制御装置に関する。

従来、モータを駆動源としてシフトレンジを切り換えるレンジ切換機構の制御装置が知られている。例えば特許文献１では、レンジ切換操作が所定時間以下の短い操作間隔で連続して操作される操作回数が操作回数カウンタによりカウントされ、カウント値が所定値に達した時点で、通常制御から発熱抑制制御に切り換え、モータへの通電を一時的に禁止する。

特許第４９９９３９５号公報

しかしながら、特許文献１では温度検出を行っていない。そのため、高温環境下でも成立するように、レンジ切り替えの上限回数を厳しめに設定する必要があり、本来よりも切替可能な回数が減ってしまう。また、駆動素子の温度は、搭載上、直接的に検出することが困難な場合がある。

本発明は、上述の課題に鑑みてなされたものであり、その目的は、適切に駆動素子温度を推定可能なモータ制御装置を提供することにある。

本発明のモータ制御装置は、駆動回路（４１）と、制御部（５０）と、を備える。駆動回路は、モータ（１０）への通電を切り替える駆動素子を有する。制御部は、モータの駆動状態を取得する駆動状態取得部（５３）、温度センサ（４５）の検出値に基づき駆動素子の周辺温度を基準温度として演算する基準温度演算部（５８１）、および、駆動素子の温度である素子温度を推定する温度推定部（５８２）を有する。

温度推定部は、モータ駆動実施ありと判定された場合、モータの駆動状態および基準温度に基づいて上昇温度を推定し、モータ駆動実施なしと判定された場合、基準温度に基づいて下降温度を推定する。温度推定部は、上昇温度または下降温度に基づき素子温度の推定値を更新する。これにより、駆動素子の温度を適切に推定することができる。

一実施形態によるシフトバイワイヤシステムを示す模式図である。 一実施形態による制御部を示すブロック図である。 一実施形態による温度推定処理を説明するフローチャートである。 一実施形態による推定素子温度の初期値設定を説明するタイムチャートである。 一実施形態による加算値を説明する説明図である。 一実施形態による減算値を説明する説明図である。 一実施形態による減算値を説明する説明図である。 一実施形態による基準温度設定処理を説明するフローチャートである。 一実施形態による発熱判定処理を説明するフローチャートである。

（一実施形態）
以下、本発明によるモータ制御装置を図面に基づいて説明する。一実施形態によるモータ制御装置を図１～図９に示す。図１に示すように、モータ制御装置としてのＥＣＵ４０は、例えばシフトバイワイヤシステム１に適用される。シフトバイワイヤシステム１は、モータ１０、ディテント機構２０、パーキングロック機構３０、および、ＥＣＵ４０等を備える。

モータ１０は、例えばスイッチトリラクタンスモータであって、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、ディテント機構２０の駆動源として機能する。モータ１０には、回転位置を検出するエンコーダ等の回転角センサが設けられている。

モータ１０の回転は、図示しない減速機を介して出力軸１５に出力される。これにより、モータ１０の回転がディテント機構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。

ディテント機構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２２が形成される。

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、ディテント機構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２２間を移動する。ディテントローラ２６が谷部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、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。

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。

ＥＣＵ４０は、駆動回路４１、サーミスタ４５、および、制御部５０等を有する。駆動回路４１は、図示しない駆動素子を有し、駆動素子をスイッチングすることでモータ巻線の通電を切り替える。サーミスタ４５は、駆動素子と同一の基板に実装され、駆動素子の周辺温度として基板温度を検出する。

制御部５０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。制御部５０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。

制御部５０は、駆動制御部５１、電圧検出部５２、モータ駆動状態取得部５３、ＥＣＵ状態判定部５４、故障判定部５５、および、発熱判定処理部５８等を有する。駆動制御部５１は、駆動回路４１の駆動素子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。電圧検出部５２は、駆動回路４１に印加される印加電圧Ｖを検出する。本実施形態では、図示しない電圧センサにより検出されるバッテリ電圧を印加電圧Ｖとする。

モータ駆動状態取得部５３は、モータ１０の駆動状態を取得する。モータ１０の駆動状態には、モータ１０の駆動有無が含まれ、モータ駆動ありの場合、駆動モードや切替前後のシフトレンジに係る情報等が含まれる。ＥＣＵ状態判定部５４は、ＥＣＵ４０の起動状態を判定する。なお、ＥＣＵ４０の終了判定後、終了処理実施時間は、制御部５０にて終了処理等の各種処理を実行可能である。故障判定部５５は、サーミスタ４５の故障を検出する。

図２に示すように、発熱判定処理部５８は、基準温度演算部５８１、温度推定部５８２、および、発熱判定部５８３を有する。基準温度演算部５８１は、サーミスタ４５の検出値に基づき、基準温度Ｔｂを演算する。本実施形態では、基準温度Ｔｂは、基板温度である。基準温度Ｔｂの演算については後述する。

温度推定部５８２は、基準温度Ｔｂ、サーミスタ４５の故障判定、および、モータ１０の駆動状態等に基づき、駆動素子の温度を推定する。以下、駆動素子温度の推定値を推定素子温度Ｔｍとする。発熱判定部５８３は、推定素子温度Ｔｍに基づき、駆動素子の発熱判定を行う。

ところで、シフトバイワイヤシステム１において、運転者が無用なレンジ切替操作を頻繁に繰り返した場合、モータ１０や駆動素子の温度が上昇する虞がある。例えば、温度上昇を抑制すべく、短い操作間隔で連続して操作される回数をカウントし、カウント値が所定値に達した時点で通常制御から発熱抑制制御（例えばモータ通電禁止）に切り替える。しかしながら、温度検出をせずにカウント値に基づいて発熱抑制制御に切り替える場合、高温環境下でも成立するように、厳しめに回数を設定する必要があり、切替可能回数が本来可能な回数よりも減ってしまう。

また、モータ１０の発熱よりも駆動素子の発熱の方が厳しい場合、駆動素子の発熱を見越して切替可能回数がさらに制限される虞があるが、駆動素子そのものの温度を計測することは搭載上困難である。そこで本実施形態では、基準温度Ｔｂから駆動素子の温度を推定し、推定素子温度Ｔｍに基づいて発熱判定を行うことで、適切な切替可能回数とすることができ、カウント値で発熱抑制制御に切り替える場合と比較し、実施可能回数を増やすことができる。

本実施形態の温度推定処理を図３のフローチャートに基づいて説明する。この処理は、制御部５０にて所定の周期で実施される。以下、ステップＳ１０１等の「ステップ」を省略し、単に記号「Ｓ」と記す。

Ｓ１０１では、制御部５０は、ＥＣＵ４０の起動時か否か判断する。ＥＣＵ４０の起動時ではないと判断された場合（Ｓ１０１：ＮＯ）、Ｓ１０４へ移行する。ＥＣＵ４０の起動時であると判断された場合（Ｓ１０１：ＹＥＳ）、Ｓ１０２へ移行し、Ｓ１０５で書き込まれた終了時素子温度Ｔｍ＿ｆおよび終了時基準温度Ｔｂ＿ｆを読み出す。

Ｓ１０３では、発熱判定処理部５８は、素子温度の初期値Ｔｍ＿ｉを設定する。初期値Ｔｍ＿ｉの設定を図４に基づいて説明する。図４では、横軸を時間、縦軸を温度とするが、タイムスケールは実際とは必ずしも一致しない。また、基準温度Ｔｂを実線、推定素子温度Ｔｍを一点鎖線で示した。ＥＣＵ４０の電源オフ時の基準温度を終了時基準温度Ｔｂ＿ｆ、電源オン時の基準温度を起動時基準温度Ｔｂ＿ｗ、終了時基準温度Ｔｂ＿ｆから起動時基準温度Ｔｂ＿ｗを減算した値を基準温度低下量ΔＴｂとする（式（１）参照）。

ΔＴｂ＝Ｔｂ＿ｆ－Ｔｂ＿ｗ ・・・（１）

時刻ｘ１１にてＥＣＵ４０の電源をオフにし、時刻ｘ１２にてオンにしたとき、基準温度低下量ΔＴｂが温度低下判定閾値Ｔｂ＿ｔｈより大きい場合、前回の電源オフから駆動素子が冷却されるのに十分な時間が経っており、通電により上昇した推定素子温度Ｔｍが基準温度Ｔｂと同等程度まで下がっている蓋然性が高いため、素子温度の初期値Ｔｍ＿ｉを起動時基準温度Ｔｂ＿ｗとする。

時刻ｘ１３にてＥＣＵ４０の電源をオフにし、時刻ｘ１４にてオンにしたとき、基準温度低下量ΔＴｂが温度低下判定閾値Ｔｂ＿ｔｈ以下の場合、前回の電源オフからあまり時間が経過しておらず、通電により上昇した推定素子温度Ｔｍが基準温度Ｔｂまで下がっていない蓋然性が高いため、素子温度の初期値Ｔｍ＿ｉを終了時素子温度Ｔｍ＿ｆとする。

時刻ｘ１５にてＥＣＵ４０の電源をオフにし、時刻ｘ１６にてオンにしたとき、外気温の上昇等により起動時基準温度Ｔｂ＿ｗが終了時基準温度Ｔｂ＿ｆより高い場合、終了時素子温度Ｔｍ＿ｆまたは起動時基準温度Ｔｂ＿ｗの高い方の値を素子温度の初期値Ｔｍ＿ｉとする。この例では、Ｔｍ＿ｆ＜Ｔｂ＿ｗであるので、素子温度の初期値Ｔｍ＿ｉを起動時基準温度Ｔｂ＿ｗとする。

図３に戻り、Ｓ１０１にて否定判断されて移行するＳ１０４では、制御部５０は、ＥＣＵ４０の終了時か否か判断する。ＥＣＵ４０の終了時であると判断された場合（Ｓ１０４：ＹＥＳ）、Ｓ１０５へ移行し、現在の素子温度を終了時素子温度Ｔｍ＿ｆ、基準温度を終了時基準温度Ｔｂ＿ｆとして、不揮発性メモリである温度記憶部５９に書き込む。ＥＣＵ４０の終了時ではないと判断された場合（Ｓ１０４：ＮＯ）、Ｓ１０６へ移行する。

Ｓ１０６では、発熱判定処理部５８は、モータ１０の駆動が実施されたか否か判断する。モータ１０の駆動が実施されていないと判断された場合（Ｓ１０６：ＮＯ）、Ｓ１０８へ移行する。モータ１０の駆動が実施されたと判断された場合（Ｓ１０６：ＹＥＳ）、Ｓ１０７へ移行する。

Ｓ１０７では、発熱判定処理部５８は、加算値ＡＤを読み込み、推定素子温度Ｔｍの前回値に加算値ＡＤを加算し、推定素子温度Ｔｍの今回値とする（式（２）参照）。添え字の（ｎ）は今回値、（ｎ－１）は前回値を意味する。

加算値ＡＤは、モータ１０の１駆動、例えば１回のレンジ切り替えにおける駆動素子の上昇温度に基づいて設定される値である。図５に示すように、加算値ＡＤは、印加電圧Ｖ、推定素子温度Ｔｍから基準温度Ｔｂを減算した値である温度偏差ΔＴ（式（３）参照）、および、モータ１０の駆動状態を引数として演算される。図５のマップは一例であり、閾値の数等は適宜設定可能である。図６および図７も同様である。

Ｔｍ_(n)＝Ｔｍ_(n-1)＋ＡＤ ・・・（２）
ΔＴ＝Ｔｍ－Ｔｂ ・・・（３）

印加電圧Ｖが電圧判定閾値Ｖｔｈより小さい場合、マップ上段を用い、壁当て駆動時の加算値ＡＤ＝ＵＰＷＬ１、切替駆動時の加算値ＡＤ＝ＵＰＣＰ１とする。印加電圧Ｖが電圧判定閾値Ｖｔｈ以上である場合、マップ下段を用い、壁当て駆動時の加算値ＡＤ＝ＵＰＷＬ２、切替駆動時の加算値ＡＤ＝ＵＰＣＰ２とする。印加電圧Ｖが大きいと、推定素子温度Ｔｍは上昇しやすいため、値ＵＰＷＬ２は値ＵＰＷＬ１よりも相対的に大きく、値ＵＰＣＰ２は値ＵＰＣＰ１よりも相対的に大きい。

温度偏差ΔＴに係る閾値ａ、ｂ、ｃの大小関係は、ａ＜ｂ＜ｃである。すなわち、ΔＴ＜ａのとき、推定素子温度Ｔｍと基準温度Ｔｂとの差が相対的に小さく、ΔＴ≧ｃのとき、推定素子温度Ｔｍと基準温度Ｔｂとの差が相対的に大きい。例えば印加電圧Ｖ＜Ｖｔｈ、モータ１０の駆動状態が壁当てのとき、ΔＴ＜ａのときの加算値ＡＤ＝ＵＰＷＬ１＿１が最も大きく、次いでＵＰＷＬ１＿２、ＵＰＷＬ１＿３であって、ΔＴ≧ｃのときの値ＵＰＷＬ１＿４が最も小さい。すなわち、駆動素子温度に対して周辺温度が低い場合、通電により駆動素子が昇温しにくいため、加算値ＡＤを相対的に小さくする。印加電圧Ｖ≧Ｖｔｈの場合、壁当て駆動以外の場合も同様である。

モータ１０の駆動状態には、壁当て駆動、および、各レンジの切替駆動が含まれる。壁当て駆動では、ディテントローラ２６をＰ側またはＤ側の駆動限界まで移動させ、壁位置を基準位置として学習する。壁当て駆動では、ディテントローラ２６が壁に当接したときの衝撃を抑えるべく、トルク抑制制御とするため、通常のレンジ切替駆動よりも発熱量が大きい。したがって、印加電圧Ｖおよび温度偏差ΔＴが同じであれば、壁当て駆動時の加算値ＡＤ＝ＵＰＬＷは、切替時の加算値ＡＤ＝ＵＰＣＰよりも相対的に大きい。

各レンジの切替駆動では、レンジ切替角度に応じた加算値が設定されている。例えば、Ｐ－Ｄ切替時は、他のレンジ切替時よりも切替角度が大きく、通電時間が長くなるため、Ｐ－Ｄ切替時の加算値は、他のレンジ切替時よりも加算値ＡＤを相対的に大きくする、といった具合である。また例えば、Ｒ－Ｎ切替角度とＮ－Ｄ切替角度が等しい場合、ＵＰＣＰ１＿５＝ＵＰＣＰ１＿９のように、値が等しくてもよい。なお、切替角度が大きいほど、切替時間が長くなるため、加算値ＡＤは、レンジ切替時間に応じて設定されている、と捉えることもできる。また、マップ演算に替えて、レンジ切替角度やレンジ切替時間等を用いた数式演算にて加算値ＡＤを決定してもよい。

図３に戻り、Ｓ１０６にて否定判断されて移行するＳ１０８では、発熱判定処理部５８は、モータ１０の駆動停止からの経過時間Ｘｓｔｏｐが、第１停止判定時間Ｘｔｈ１未満か否か判断する。駆動停止からの経過時間Ｘｓｔｏｐが第１停止判定時間Ｘｔｈ１未満であると判断された場合（Ｓ１０８：ＹＥＳ）、Ｓ１０９へ移行する。Ｓ１０９では、発熱判定処理部５８は、減算値ＳＵ１を読み込み、推定素子温度Ｔｍの前回値から減算値ＳＵ１を減算し、推定素子温度Ｔｍの今回値とする（式（４））。

モータ１０の駆動停止からの経過時間Ｘｓｔｏｐが第１停止判定時間Ｘｔｈ１以上であると判断された場合（Ｓ１０８：ＮＯ）、Ｓ１１０へ移行する。Ｓ１１０では、発熱判定処理部５８は、モータ１０の駆動停止からの経過時間Ｘｓｔｏｐが、第２停止判定時間Ｘｔｈ２未満か否か判断する。第２停止判定時間Ｘｔｈ２は、第１停止判定時間Ｘｔｈ１より大きい値に設定される。駆動停止からの経過時間Ｘｓｔｏｐが第１停止判定時間Ｘｔｈ１以上、第２停止判定時間Ｘｔｈ２未満であると判断された場合（Ｓ１１０：ＹＥＳ）、Ｓ１１１へ移行する。Ｓ１１１では、発熱判定処理部５８は、減算値ＳＵ２を読み込み、推定素子温度Ｔｍの前回値から減算値ＳＵ２を減算し、推定素子温度Ｔｍの今回値とする（式（５））。駆動停止からの経過時間Ｘｓｔｏｐが第２停止判定時間Ｘｔｈ２以上であると判断された場合（Ｓ１１０：ＮＯ）、Ｓ１１２へ移行し、推定素子温度Ｔｍを基準温度Ｔｂとする。

Ｔｍ_(n)＝Ｔｍ_(n-1)－ＳＵ１ ・・・（４）
Ｔｍ_(n)＝Ｔｍ_(n-1)－ＳＵ２ ・・・（５）

減算値ＳＵ１、ＳＵ２は、モータ１０の駆動停止からの経過時間Ｘｓｔｏｐに応じて設定される値である。モータ１０の駆動停止直後は、単位時間Ｘｉ（例えば０．５［ｓ］）あたりの推定素子温度の下げ幅が相対的に大きく、駆動停止から時間が経過するにしたがって下げ幅は小さくなる。そこで本実施形態では、モータ１０の駆動停止からの経過時間に応じ、駆動停止からの経過時間Ｘｓｔｏｐが小さいほど減算値が大きくなるように設定している。すなわち、温度偏差ΔＴが等しい場合、ＳＵ１＞ＳＵ２である。ここでは減算値ＳＵを２段階としているが、３段階以上としてもよいし、経過時間Ｘｓｔｏｐを用いた数式演算にて減算値ＳＵを決定してもよい。

減算値ＳＵ１を図６、減算値ＳＵ２を図７に示す。温度偏差ΔＴに係る閾値ｄ、ｅ、ｆ、ｇの大小関係は、ｄ＜ｅ＜ｆ＜ｇである。すなわち、ΔＴ＜ｄのとき、推定素子温度Ｔｍと基準温度Ｔｂとの差が相対的に小さく、ΔＴ≧ｇのときは、推定素子温度Ｔｍと基準温度Ｔｂとの差が相対的に大きい。

図６に示すように、ΔＴ＜ｄのとき、減算値ＳＵ１を０にする。また、小さい方から順に、ＤＷＮ１＿１、ＤＷＮ１＿２、ＤＷＮ１＿３であって、ΔＴ≧ｇのときの値ＤＷＮ１＿４が最も大きい。図７に示すように、ΔＴ＜ｄのとき、減算値ＳＵ２を０にする。また、小さい方から順に、ＤＷＮ２＿１、ＤＷＮ２＿２、ＤＷＮ２＿３であって、ΔＴ≧ｇのときの値ＤＷＮ２＿４が最も大きい。すなわち、駆動素子温度に対して周辺温度が低い場合、無通電状態にて温度低下しやすいため、減算値ＳＵを相対的に大きくする。

基準温度設定処理を図８のフローチャートに基づいて説明する。Ｓ２０１では、基準温度演算部５８１は、サーミスタ４５から検出値を取得する。Ｓ２０２では、基準温度演算部５８１は、サーミスタ４５の検出値が正常か否か判断する。サーミスタ４５の検出値が正常であると判断された場合（Ｓ２０２：ＹＥＳ）、Ｓ２０３へ移行する。サーミスタ４５の検出値が異常であると判断された場合（Ｓ２０２：ＮＯ）、Ｓ２０４へ移行する。

Ｓ２０３では、基準温度演算部５８１は、サーミスタ４５の検出値に基づき、基準温度Ｔｂを演算する。サーミスタ４５が複数（例えば２つ）の検出素子から構成されている場合、平均値を基準温度Ｔｂとする。また、平均値以外の演算値や代表値を基準温度Ｔｂとしてもよい。

Ｓ２０４では、基準温度演算部５８１は、サーミスタ４５の検出値を用いず、基準温度Ｔｂを所定値とする。本実施形態では、サーミスタ４５が正常時であるときに検出される最高温度Ｔｂ＿ｍａｘ（例えば９０℃）を基準温度Ｔｂとする。これにより、サーミスタ４５が故障した場合であっても、駆動素子の温度を推定可能である。また、最悪状態を想定し、基準温度Ｔｂを最高温度Ｔｂ＿ｍａｘとすることで、駆動素子の熱破壊を防ぐことができる。設定された基準温度Ｔｂは、推定素子温度Ｔｍの演算に用いられる。

発熱判定処理を図９のフローチャートに基づいて説明する。Ｓ３０１では、発熱判定部５８３は、推定素子温度Ｔｍがガード温度Ｔｇより高いか否か判断する。ガード温度Ｔｇは、駆動素子が熱破壊されないように、駆動素子の熱破壊が生じる温度に応じて設定される。推定素子温度Ｔｍがガード温度Ｔｇより高いか否か判断する。推定素子温度Ｔｍがガード温度Ｔｇより高いと判断された場合（Ｓ３０１：ＹＥＳ）、Ｓ３０２へ移行し、発熱判定フラグＦｌｇ＿ｈをオンにする。推定素子温度Ｔｍがガード温度Ｔｇ以下であると判断された場合（Ｓ３０１：ＮＯ）、Ｓ３０３へ移行し、発熱判定フラグＦｌｇ＿ｈをオフにする。

発熱判定フラグＦｌｇ＿ｈは、駆動制御部５１に送られる。駆動制御部５１では、発熱判定フラグＦｌｇ＿ｈがオフのとき通常制御にてレンジ切り替えを行い、発熱判定フラグＦｌｇ＿ｈがオンのとき発熱抑制制御とする。本実施形態では、発熱抑制制御として、レンジ切り替えを禁止する。

以上説明したように、ＥＣＵ４０は、駆動回路４１と、制御部５０と、を備える。駆動回路４１は、モータ１０への通電を切り替える駆動素子を有する。制御部５０は、モータ１０の駆動状態を取得するモータ駆動状態取得部５３、サーミスタ４５の検出値に基づき駆動素子の周辺温度を基準温度Ｔｂとして演算する基準温度演算部５８１、および、駆動素子の温度である素子温度を推定する温度推定部５８２を有する。

温度推定部５８２は、モータ駆動実施ありと判断された場合、モータの駆動状態および基準温度Ｔｂに基づいて上昇温度を推定し、モータ駆動実施なしと判定された場合、基準温度Ｔｂに基づいて下降温度を推定する。温度推定部５８２は、加算値ＡＤまたは減算値ＳＵに基づき素子温度の推定値である推定素子温度Ｔｍを更新する。詳細には、加算値ＡＤを加算、または、減算値ＳＵを減算することで推定素子温度Ｔｍを演算する。

これにより、駆動素子の温度を適切に推定可能である。例えばＥＣＵ４０をシフトバイワイヤシステム１に適用した場合、素子温度推定を行わずに最悪条件を想定して短期間でのレンジ切り替えの上限回数を設定する場合と比較し、通常使用される温度領域における切り替え可能回数を増やすことができる。

モータ駆動実施ありと判定された場合の素子温度推定に用いる加算値ＡＤは、推定素子温度Ｔｍと基準温度Ｔｂとの差である温度偏差ΔＴに基づいて推定される。ここで、加算値ＡＤの演算に用いられる推定素子温度Ｔｍは前回値または初期値であって、加算値ＡＤを用いて推定素子温度Ｔｍの今回値を演算する、と捉えることもできる。本実施形態では、加算値ＡＤは間欠的に駆動されるモータ１０の駆動１回あたりの値であって、シフトバイワイヤシステム１においてはレンジ切り替えまたは壁当て１回あたりの値である。これにより、電流検出値等を用いることなく比較的簡素な演算にてモータ駆動時の推定素子温度Ｔｍを演算可能である。

制御部５０は、駆動回路４１に印加される印加電圧を検出する電圧検出部５２を有する。加算値ＡＤは、印加電圧Ｖに基づいて推定される。これにより、より適切にモータ駆動時の推定素子温度Ｔｍを演算可能である。

モータ１０の駆動状態には、レンジ切替角度またはレンジ切替時間が含まれる。加算値ＡＤは、今回のレンジ切り替えにおけるレンジ切替角度またはレンジ切替時間に基づいて推定される。また、モータ１０の駆動状態には、レンジ切替駆動、および、壁当て駆動が含まれる。加算値ＡＤは、モータ１０の駆動状態がレンジ切替駆動か壁当て駆動かに応じて推定される。これにより、シフトバイワイヤシステム１における駆動素子の温度を精度よく推定可能であるので、切替可能回数を増やすことができる。

モータ駆動実施なしと判定された場合の素子温度推定に用いる減算値ＳＵは、推定素子温度Ｔｍと基準温度Ｔｂとの差に基づいて推定される。ここで、減算値ＳＵの演算に用いられる推定素子温度Ｔｍは前回値または初期値であって、減算値ＳＵを用いて推定素子温度Ｔｍの今回値を演算する、と捉えることもできる。また、減算値ＳＵは、モータ１０の駆動終了からの経過時間Ｘｓｔｏｐに基づき、経過時間Ｘｓｔｏｐが短いほど大きくなるように推定される。これにより、モータ駆動が実施されていないときの推定素子温度Ｔｍを適切に演算可能である。

制御部５０は、サーミスタ４５の故障を判定する故障判定部５５を有する。温度推定部５８２は、サーミスタ４５が故障している場合、基準温度Ｔｂを所定値とする。本実施形態では、所定値は、最悪条件に応じて設定される値であって、最高温度Ｔｂ＿ｍａｘとする。これにより、サーミスタ４５が故障した場合であっても、駆動素子の熱破壊を防止しつつ、レンジ切り替えを継続可能である。

モータ１０は、シフトレンジの切り替えに係るアクチュエータであって、推定素子温度Ｔｍがガード温度Ｔｇより高い場合、レンジ切り替えを禁止する。これにより、駆動素子の熱破壊を防止することができる。

制御部５０は、ＥＣＵ４０の電源をオフしたときの素子温度である終了時素子温度Ｔｍ＿ｆ、および、電源をオフしたときの基準温度である終了時基準温度Ｔｂ＿ｆを記憶する温度記憶部５９を有する。

温度推定部５８２は、ＥＣＵ４０の電源をオフにしてから再度オンにする間の基準温度の温度低下量が判定閾値より大きい場合、すなわち、基準温度低下量ΔＴｂ＞Ｔｂ＿ｔｈの場合、電源オン時の素子温度の初期値Ｔｍ＿ｉを、電源オン時の基準温度である起動時基準温度Ｔｂ＿ｗとする。また、温度推定部５８２は、ＥＣＵ４０の電源をオフにしてから再度オンにする間の基準温度の温度低下量が判定閾値以下の場合、すなわち０≦ΔＴｂ≦Ｔｂ＿ｔｈの場合、電源オン時の素子温度の初期値Ｔｍ＿ｉを終了時素子温度Ｔｍ＿ｆとする。

また、素子温度が基準温度を下回ることはないので、温度推定部５８２は、起動時基準温度Ｔｂ＿ｗが終了時素子温度Ｔｍ＿ｆより高い場合、電源オン時の素子温度の初期値Ｔｍ＿ｉを、起動時基準温度Ｔｂ＿ｗとする。これにより、電源オン時の素子温度の初期値Ｔｍ＿ｉを適切に設定でき、推定素子温度Ｔｍを適切に演算可能である。

また、基準温度低下量ΔＴｂによらず、電源オン時の素子温度の初期値Ｔｍ＿ｉを、終了時素子温度Ｔｍ＿ｆとしてもよい。これにより、ＥＣＵ４０がすぐに再起動された場合であっても、熱破壊を防止することができる。

実施形態では、ＥＣＵ４０が「モータ制御装置」、サーミスタ４５が「温度センサ」、モータ駆動状態取得部５３が「駆動状態取得部」に対応する。また、加算値ＡＤが「上昇温度」、減算値ＳＵが「下降温度」、温度低下判定閾値Ｔｂ＿ｔｈが「（温度低下量の判定に係る）判定閾値」、ガード温度Ｔｇが「高温判定閾値」、壁当て駆動が「基準位置学習駆動」に対応する。

（他の実施形態）
上記実施形態では、モータとしてＳＲモータを例示した。他の実施形態では、モータは、ブラシレスＤＣモータ等、ＳＲモータ以外のものであってもよい。上記実施形態では、温度センサはサーミスタである。他の実施形態では、温度センサはサーミスタ以外のものであってもよい。また、上記実施形態では、温度センサは、駆動素子と同一の基板に実装される。他の実施形態では、駆動素子の周辺温度を検出可能であれば、温度センサは、駆動素子と同一基板実装以外の箇所に設けてもよい。また、他の装置で用いている温度情報を通信等で取得して用いてもよい。

上記実施形態では、ディテントプレートには各レンジに対応する４つの谷部が形成されている。他の実施形態では、ディテントプレートの谷部の数は、４つに限らず２以上の任意の数であってもよい。また、ディテント機構やパーキングロック機構の構成や配置等は、上記実施形態と異なっていてもよい。

上記実施形態では、モータ制御装置は、シフトレンジの切り替えに係るシフトバイワイヤシステムに適用される。他の実施形態では、モータ制御装置は、シフトバイワイヤシステム以外の車載装置に適用されてもよい。また、車載以外の装置に適用されてもよい。

「前記モータは、シフトレンジの切り替えに係るアクチュエータであって、前記モータの駆動状態には、レンジ切替駆動、および、基準位置学習駆動が含まれ、前記上昇温度は、前記モータの駆動状態が前記レンジ切替駆動か前記基準位置学習駆動かに応じて推定される」点についての開示は、モータ制御装置に係る各開示と組み合わせてもよい。

「下降温度は、前記素子温度と前記基準温度との差に基づいて推定される」点についての開示は、モータ制御装置に係る各開示と組み合わせてもよい。

「前記制御部は、前記温度センサの故障を判定する故障判定部（５５）を有し、前記温度推定部は、前記温度センサが故障している場合、前記基準温度を所定値とする」点についての開示は、モータ制御装置に係る各開示と組み合わせてもよい。

「前記モータは、シフトレンジの切り替えに係るアクチュエータであって、前記素子温度の推定値が高温判定閾値より高い場合、レンジ切り替えを禁止する」点についての開示は、モータ制御装置に係る各開示と組み合わせてもよい。

「前記制御部は、電源をオフしたときの前記素子温度である終了時素子温度を記憶する温度記憶部（５９）を有し、前記温度推定部は、電源オン時の前記素子温度の初期値を、前記終了時素子温度とする」点についての開示は、モータ制御装置に係る各開示と組み合わせてもよい。

「前記制御部は、電源をオフしたときの前記素子温度である終了時素子温度、および、電源をオフしたときの前記基準温度である終了時基準温度を記憶する温度記憶部（５９）を有し、前記温度推定部は、電源をオフにしてから再度オンにする間の前記基準温度の温度低下量が判定閾値より大きい場合、電源オン時の前記素子温度の初期値を電源オン時の前記基準温度とし、電源をオフにしてから再度オンにする間の前記基準温度の前記温度低下量が前記判定閾値以下の場合、電源オン時の前記素子温度の初期値を前記終了時素子温度とする」点についての開示は、モータ制御装置に係る各開示と組み合わせてもよい。

「前記制御部は、電源をオフしたときの前記素子温度の推定値である終了時素子温度を記憶する温度記憶部（５９）を有し、前記温度推定部は、電源オン時の前記基準温度が前記終了時素子温度より高い場合、電源オン時の前記素子温度の初期値を、電源オン時の前記基準温度とする」点についての開示は、モータ制御装置に係る各開示と組み合わせてもよい。

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、本発明は、上記実施形態になんら限定されるものではなく、発明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。

１・・・シフトバイワイヤシステム
１０・・・モータ
４０・・・ＥＣＵ（モータ制御装置）
４１・・・駆動回路
４５・・・サーミスタ（温度センサ）
５０・・・制御部
５１・・・駆動制御部
５３・・・モータ駆動状態取得部（駆動状態取得部）
５８・・・発熱判定処理部
５８１・・・基準温度演算部 ５８２・・・温度推定部

Claims (13)

1. モータ（１０）への通電を切り替える駆動素子を有する駆動回路（４１）と、
   前記モータの駆動状態を取得する駆動状態取得部（５３）、温度センサ（４５）の検出値に基づき前記駆動素子の周辺温度を基準温度として演算する基準温度演算部（５８１）、および、前記駆動素子の温度である素子温度を推定する温度推定部（５８２）を有する制御部（５０）と、
   を備え、
   前記温度推定部は、
   モータ駆動実施ありと判定された場合、前記モータの駆動状態および前記基準温度に基づいて上昇温度を推定し、
   モータ駆動実施なしと判定された場合、前記基準温度に基づいて下降温度を推定し、
   前記上昇温度または前記下降温度に基づき前記素子温度の推定値を更新するモータ制御装置。
2. 前記上昇温度は、前記素子温度と前記基準温度との差に基づいて推定される請求項１に記載のモータ制御装置。
3. 前記制御部は、前記駆動回路に印加される印加電圧を検出する電圧検出部（５２）を有し、
   前記上昇温度は、前記印加電圧に基づいて推定される請求項２に記載のモータ制御装置。
4. 前記モータは、シフトレンジの切り替えに係るアクチュエータであって、
   前記モータの駆動状態には、レンジ切替角度が含まれ、
   前記上昇温度は、今回のレンジ切り替えにおける前記レンジ切替角度に基づいて推定される請求項１～３のいずれか一項に記載のモータ制御装置。
5. 前記モータは、シフトレンジの切り替えに係るアクチュエータであって、
   前記モータの駆動状態には、レンジ切替時間が含まれ、
   前記上昇温度は、今回のレンジ切り替えにおける前記レンジ切替時間に基づいて推定される請求項１～３のいずれか一項に記載のモータ制御装置。
6. 前記モータは、シフトレンジの切り替えに係るアクチュエータであって、
   前記モータの駆動状態には、レンジ切替駆動、および、基準位置学習駆動が含まれ、
   前記上昇温度は、前記モータの駆動状態が前記レンジ切替駆動か前記基準位置学習駆動かに応じて推定される請求項１～３のいずれか一項に記載のモータ制御装置。
7. 前記下降温度は、前記素子温度と前記基準温度との差に基づいて推定される請求項１に記載のモータ制御装置。
8. 前記下降温度は、前記モータの駆動終了からの経過時間に基づき、前記経過時間が短いほど大きくなるように推定される請求項７に記載のモータ制御装置。
9. 前記制御部は、前記温度センサの故障を判定する故障判定部（５５）を有し、
   前記温度推定部は、前記温度センサが故障している場合、前記基準温度を所定値とする請求項１に記載のモータ制御装置。
10. 前記モータは、シフトレンジの切り替えに係るアクチュエータであって、
    前記素子温度の推定値が高温判定閾値より高い場合、レンジ切り替えを禁止する請求項１に記載のモータ制御装置。
11. 前記制御部は、電源をオフしたときの前記素子温度の推定値である終了時素子温度を記憶する温度記憶部（５９）を有し、
    前記温度推定部は、電源オン時の前記素子温度の初期値を、前記終了時素子温度とする請求項１に記載のモータ制御装置。
12. 前記制御部は、電源をオフしたときの前記素子温度の推定値である終了時素子温度、および、電源をオフしたときの前記基準温度である終了時基準温度を記憶する温度記憶部（５９）を有し、
    前記温度推定部は、
    電源をオフにしてから再度オンにする間の前記基準温度の温度低下量が判定閾値より大きい場合、電源オン時の前記素子温度の初期値を、電源オン時の前記基準温度とし、
    電源をオフにしてから再度オンにする間の前記基準温度の前記温度低下量が前記判定閾値以下の場合、電源オン時の前記素子温度の初期値を、前記終了時素子温度とする請求項１に記載のモータ制御装置。
13. 前記制御部は、電源をオフしたときの前記素子温度の推定値である終了時素子温度を記憶する温度記憶部（５９）を有し、
    前記温度推定部は、電源オン時の前記基準温度が前記終了時素子温度より高い場合、電源オン時の前記素子温度の初期値を、電源オン時の前記基準温度とする請求項１に記載のモータ制御装置。

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