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WO2019088244A1 - シフトレンジ制御装置 - Google Patents

シフトレンジ制御装置 Download PDF

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Publication number
WO2019088244A1
WO2019088244A1 PCT/JP2018/040799 JP2018040799W WO2019088244A1 WO 2019088244 A1 WO2019088244 A1 WO 2019088244A1 JP 2018040799 W JP2018040799 W JP 2018040799W WO 2019088244 A1 WO2019088244 A1 WO 2019088244A1
Authority
WO
WIPO (PCT)
Prior art keywords
motor
rotation angle
pattern
shift range
phase
Prior art date
Application number
PCT/JP2018/040799
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
坂口　浩二
Original Assignee
株式会社デンソー
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 株式会社デンソー filed Critical 株式会社デンソー
Priority to CN201880071173.9A priority Critical patent/CN111713013B/zh
Priority to DE112018005276.1T priority patent/DE112018005276T5/de
Publication of WO2019088244A1 publication Critical patent/WO2019088244A1/ja
Priority to US16/865,738 priority patent/US11092237B2/en

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    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02P—CONTROL OR REGULATION OF ELECTRIC MOTORS, ELECTRIC GENERATORS OR DYNAMO-ELECTRIC CONVERTERS; CONTROLLING TRANSFORMERS, REACTORS OR CHOKE COILS
    • H02P6/00—Arrangements for controlling synchronous motors or other dynamo-electric motors using electronic commutation dependent on the rotor position; Electronic commutators therefor
    • H02P6/14—Electronic commutators
    • H02P6/16—Circuit arrangements for detecting position
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16H—GEARING
    • F16H61/00—Control functions within control units of change-speed- or reversing-gearings for conveying rotary motion ; Control of exclusively fluid gearing, friction gearing, gearings with endless flexible members or other particular types of gearing
    • F16H61/26—Generation or transmission of movements for final actuating mechanisms
    • F16H61/28—Generation or transmission of movements for final actuating mechanisms with at least one movement of the final actuating mechanism being caused by a non-mechanical force, e.g. power-assisted
    • F16H61/32—Electric motors actuators or related electrical control means therefor
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
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    • H02P29/00—Arrangements for regulating or controlling electric motors, appropriate for both AC and DC motors
    • H02P29/02—Providing protection against overload without automatic interruption of supply
    • H02P29/024—Detecting a fault condition, e.g. short circuit, locked rotor, open circuit or loss of load
    • H02P29/028—Detecting a fault condition, e.g. short circuit, locked rotor, open circuit or loss of load the motor continuing operation despite the fault condition, e.g. eliminating, compensating for or remedying the fault
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02P—CONTROL OR REGULATION OF ELECTRIC MOTORS, ELECTRIC GENERATORS OR DYNAMO-ELECTRIC CONVERTERS; CONTROLLING TRANSFORMERS, REACTORS OR CHOKE COILS
    • H02P6/00—Arrangements for controlling synchronous motors or other dynamo-electric motors using electronic commutation dependent on the rotor position; Electronic commutators therefor
    • H02P6/12—Monitoring commutation; Providing indication of commutation failure
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
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    • F16H2061/1288—Detecting malfunction or potential malfunction, e.g. fail safe; Circumventing or fixing failures characterised by the parts or units where malfunctioning was assumed or detected the failing part is an actuator
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    • F16H61/28—Generation or transmission of movements for final actuating mechanisms with at least one movement of the final actuating mechanism being caused by a non-mechanical force, e.g. power-assisted
    • F16H61/32—Electric motors actuators or related electrical control means therefor
    • F16H2061/326—Actuators for range selection, i.e. actuators for controlling the range selector or the manual range valve in the transmission

Definitions

  • the present invention relates to a shift range control device.
  • An object of the present disclosure is to provide a shift range control device capable of appropriately switching a shift range even when an abnormality occurs in a signal from a rotation angle sensor.
  • the shift range control device of the present disclosure controls switching of the shift range by controlling driving of a motor, and includes a signal acquisition unit and a drive control unit.
  • the signal acquisition unit acquires a rotation angle signal from a rotation angle sensor capable of outputting rotation angle signals of three or more phases different in phase.
  • the drive control unit controls the drive of the motor such that the rotational position of the motor becomes the target rotational position according to the target shift range.
  • the drive control unit changes the energization pattern from the normal time, and continues driving of the motor.
  • a rotation angle sensor one capable of outputting rotation angle signals of three or more phases is used, and even if an abnormality occurs in one phase, it will be correctly energized if it jumps with momentum. Therefore, when abnormality occurs in the rotation angle sensor, the drive pattern can be changed from normal and the inertia can be used to appropriately continue the driving of the motor. Therefore, the shift range can be appropriately switched. it can.
  • FIG. 1 is a perspective view of a shift-by-wire system according to a first embodiment
  • FIG. 2 is a schematic block diagram showing a shift-by-wire system according to the first embodiment
  • FIG. 3 is a schematic view for explaining the arrangement of Hall ICs of the encoder according to the first embodiment
  • FIG. 4A is an explanatory view for explaining an encoder pattern and an energization phase according to an electrical angle according to the first embodiment
  • FIG. 4B is an explanatory view for explaining a conducting phase according to the encoder pattern according to the first embodiment
  • FIG. 1 is a perspective view of a shift-by-wire system according to a first embodiment
  • FIG. 2 is a schematic block diagram showing a shift-by-wire system according to the first embodiment
  • FIG. 3 is a schematic view for explaining the arrangement of Hall ICs of the encoder according to the first embodiment
  • FIG. 4A is an explanatory view for explaining an encoder pattern and an energization phase according to an electrical angle according to the first
  • FIG. 5 is a flowchart illustrating encoder interrupt processing according to the first embodiment
  • FIG. 6 is a flowchart illustrating drive control processing according to the first embodiment
  • FIG. 7 is a flowchart illustrating open drive request determination processing according to the first embodiment
  • FIG. 8 is a time chart explaining the motor drive processing according to the first embodiment
  • FIG. 9 is a time chart explaining the motor drive processing according to the first embodiment
  • FIG. 10A is an explanatory view for explaining an encoder pattern and an energization phase according to an electrical angle according to a second embodiment
  • FIG. 10B is an explanatory view for explaining the energized phase according to the encoder pattern according to the second embodiment
  • FIG. 11A is an explanatory view for explaining an encoder pattern and an energization phase according to an electrical angle according to a third embodiment, It is an explanatory view explaining the energization phase according to the encoder pattern by a 3rd embodiment
  • FIG. 12 is a flowchart illustrating encoder interrupt processing according to the third embodiment
  • FIG. 13 is a flowchart illustrating encoder interrupt processing according to the fourth embodiment
  • FIG. 14 is a flowchart illustrating drive control processing according to the fourth embodiment
  • FIG. 15 is a time chart explaining motor drive processing according to the fourth embodiment
  • FIG. 16 is a time chart explaining motor drive processing according to the fourth embodiment.
  • FIGS. 1 and 2 A shift range control device according to a 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 is rotated by being supplied with electric power from a battery mounted on a vehicle (not shown), and functions as a drive source of the shift range switching mechanism 20.
  • the motor 10 of the present embodiment is a switched reluctance motor, any type of motor such as a DC motor may be used.
  • the encoder 13 detects the rotational position of a not-shown rotor of the motor 10 and outputs a rotational angle signal according to the electrical angle.
  • the encoder 13 is, for example, a magnetic rotary encoder, and is a three-phase encoder having a magnet plate 135 that rotates integrally with the rotor, and Hall ICs 131, 132, and 133 for detecting magnetism.
  • the Hall ICs 131 to 133 have Hall elements that output a voltage according to the direction and magnitude of the magnetic field, and output to the shift range control device 40 a signal obtained by converting the analog signal of the Hall element into a digital signal. . As shown in FIG.
  • the Hall ICs 131 to 133 are arranged such that the phase of the rotation angle signal is shifted by 120 ° in electrical angle.
  • the rotation angle signal output from the Hall IC 131 is referred to as an A phase signal
  • the rotation angle signal output from the Hall IC 132 as a B phase signal
  • the rotation angle signal output from the Hall IC 133 as a C phase signal.
  • the reduction gear 14 is provided between the motor shaft 105 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. Thus, 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 has a detent plate 21 and a detent spring 25 and the like, and the rotational driving force output from the reduction gear 14 is a manual valve 28 and a parking lock mechanism 30. Transmit to
  • the detent plate 21 is fixed to the output shaft 15 and driven by the motor 10.
  • the direction in which the detent plate 21 separates from the base of the detent spring 25 is the forward rotation direction
  • the direction in which the detent plate 21 approaches the base is the reverse rotation direction.
  • the detent plate 21 is provided with a pin 24 projecting 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 movement of the motor 10 into a linear movement and transmits it to the manual valve 28.
  • the manual valve 28 is provided on the valve body 29. The manual valve 28 reciprocates in the axial direction, thereby switching the hydraulic pressure supply path to the hydraulic clutch (not shown), and switching the engagement state of the hydraulic clutch changes the shift range.
  • Two recesses 22 and 23 are provided on the detent spring 25 side of the detent plate 21.
  • the side closer to the base of the detent spring 25 is referred to as the recess 22, and the side farther from the base is referred to as the recess 23.
  • the recess 22 corresponds to the NotP range other than the P range
  • the recess 23 corresponds to the P range.
  • the detent spring 25 is an elastically deformable plate-like member, and the detent roller 26 is provided at the tip.
  • the detent spring 25 biases the detent roller 26 toward the rotation center of the detent plate 21.
  • the detent spring 25 elastically deforms, and the detent roller 26 moves in the recessed portions 22 and 23.
  • the detent roller 26 By the detent roller 26 being fitted in either of the recessed portions 22 and 23, 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 automatic shifting is performed.
  • the shift range of machine 5 is fixed.
  • the detent roller 26 fits into the recess 22 when the shift range is the NotP range, and fits into the recess 23 when the shift range is the P range.
  • the parking lock mechanism 30 has a parking rod 31, a cone 32, a parking lock pole 33, a shaft 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 conical body 32 is formed to decrease in diameter toward the other end 312 side.
  • 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.
  • the rotation of the axle is restricted.
  • the shift range is the NotP range
  • the parking gear 35 is not locked by the parking lock pole 33, and the rotation of the axle is not blocked 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 has a motor driver 41, an ECU 50, and the like.
  • the motor driver 41 switches energization to each phase (U phase, V phase, W phase) of the motor 10.
  • a motor relay 46 is provided between the motor driver 41 and the battery. The motor relay 46 is turned on when the start switch of the vehicle such as an ignition switch is turned on, and power is supplied to the motor 10 side. Further, the motor relay 46 is turned off when the start switch is turned off, and the power supply to the motor 10 side is cut off.
  • the ECU 50 is mainly composed of a microcomputer and the like, and includes a CPU, a ROM, a RAM, an I / O, and a bus line connecting these components, which are not shown.
  • Each process in the ECU 50 may be a software process by executing a program stored in advance in a tangible memory device (that is, a readable non-transitory tangible recording medium) such as a ROM by a CPU, or may be dedicated It may be hardware processing by an electronic circuit.
  • the ECU 50 controls the switching of the shift range by controlling the drive of the motor 10 based on the shift signal corresponding to the driver request shift range, the signal from the brake switch, the vehicle speed, and the like. Further, the ECU 50 controls the driving of the shift hydraulic control solenoid 6 based on the vehicle speed, the accelerator opening degree, the driver's requested shift range, and the like. By controlling the shift hydraulic control solenoid 6, the gear is controlled.
  • the transmission hydraulic control solenoid 6 is provided in a number corresponding to the number of shift stages and the like. In the present embodiment, one ECU 50 controls the drive of the motor 10 and the solenoid 6, but the motor control ECU for controlling the motor 10 may be divided into an AT-ECU for solenoid control. Hereinafter, drive control of the motor 10 will be mainly described.
  • the ECU 50 has a signal acquisition unit 51, an abnormality monitoring unit 52, and a drive control unit 55.
  • the signal acquisition unit 51 acquires the rotation angle signal from the encoder 13 and the signal from the output shaft sensor 16.
  • the signal acquisition unit 51 reads an encoder pattern for each pulse edge interruption of the rotation angle signal from the encoder 13.
  • the signal acquisition unit 51 counts up or down the encoder count value ⁇ en according to the signal pattern for each encoder pulse edge.
  • the encoder count value ⁇ en is a value corresponding to the rotational position of the motor 10, and corresponds to “the rotational position of the motor” in the present embodiment.
  • the abnormality monitoring unit 52 monitors an abnormality of the rotation angle signal of the encoder 13.
  • the drive control unit 55 drives the motor 10 so that the motor 10 stops at a rotational position where the encoder count value ⁇ en based on the rotation angle signal from the encoder 13 becomes the target count value ⁇ cmd according to the target shift range. Control.
  • the encoder count value ⁇ en corresponds to the “rotation position of the motor”
  • the target count value ⁇ cmd corresponds to the “target rotation position”.
  • FIGS. 4A and 4B numbers (0) to (7) are pattern numbers indicating signal patterns and energization phase patterns according to the signal patterns.
  • the state where the rotation angle signal is Lo is described as "0 (Lo)"
  • the state where it is Hi is described as "1 (Hi)”. The same applies to the embodiments described later.
  • Pattern (0) A signal pattern in which the A-phase signal and the B-phase signal are Lo and the C-phase signal is Hi is pattern 0, and the energized phase at this time is V phase.
  • Pattern (1) A signal pattern in which the A-phase signal is Lo and the B-phase signal and the C-phase signal are Hi is Pattern 1, and the energized phases at this time are U and V phases.
  • Pattern (2) A signal pattern in which the A-phase signal and the C-phase signal are Lo and the B-phase signal is Hi is a pattern 2, and the current-carrying phase at this time is a U-phase.
  • Pattern (3) A signal pattern in which the A-phase signal and the B-phase signal are Hi and the C-phase signal is Lo is taken as pattern 3, and the energized phase at this time is taken as the W phase and U phase.
  • Pattern (4) A signal pattern in which the A-phase signal is Hi and the B-phase signal and the C-phase signal are Lo is taken as pattern 4, and the current-carrying phase at this time is taken as the W phase.
  • Pattern (5) A signal pattern in which the A-phase signal and the C-phase signal are Hi and the B-phase signal is Lo is a pattern 5, and the current-carrying phases at this time are V and W phases.
  • the patterns (0) to (5) are normal patterns, and when rotating the motor 10, for each edge interruption of the rotation angle signal from the encoder 13, according to the signal pattern, according to the signal pattern, V ⁇ UV ⁇ U ⁇ Switch in the order of WU ⁇ W ⁇ WV ⁇ VW ⁇ V ⁇ UV ⁇ ....
  • the energized phase is switched in the reverse order.
  • Pattern (6), (7) A signal pattern in which the A-phase signal, B-phase signal and C-phase signal are all Hi
  • the pattern (6) is a signal in which the A-phase signal, B-phase signal and C-phase signal are all Lo
  • the patterns (6) and (7) in which the A-phase signal, the B-phase signal, and the C-phase signal all become Hi or Lo are abnormal patterns that do not occur at normal times. For example, as shown by an alternate long and short dash line in FIG. 4A, when the A-phase signal is fixed to Hi due to the A-phase disconnection of the encoder 13, the pattern (6) is generated at the timing to become the pattern (1). For the sake of explanation, the Hi sticking signal generated at the time of A phase disconnection is described as being shifted from the Hi signal at the normal time.
  • the motor can not be properly controlled, so the motor stops immediately.
  • the Z-phase pulse is a reference signal and not a "rotational angle signal", it can not be used for motor control.
  • the encoder 13 is an A-phase, B-phase and C-phase three-phase encoder system.
  • the three-phase encoder system as described in FIG. 4B, since the current-carrying phase is uniquely determined with respect to the signal pattern, even if one of the three phases is broken, If it can pass, motor control can be continued.
  • the energization pattern is changed from the normal time, and the drive of the motor 10 is continued by using the inertia of the motor. Specifically, as shown in FIG. 4B, the energization is turned off in the case of the patterns (6) and (7) which are abnormal patterns.
  • the pattern (5) is obtained, so it is the energized phase at the pattern (5) VW phase energization is continued. Since the pattern (6) is obtained in the range in which the pattern (1) is normal, the energization is turned off. In the range where the pattern (2) is obtained in the normal state, the pattern (3) is obtained, and the WU phase energization is started earlier than in the normal state.
  • the patterns (3) to (5) can be controlled in the same manner as in the normal case in the range of the patterns (3) to (5) because the signal pattern does not change from normal even when Hi sticking of A phase occurs. It is.
  • the ⁇ energization pattern> of FIG. 4A portions that become patterns different from those in the normal state are underlined. The same applies to FIGS. 10A and 11A.
  • “energized off” is set as the energized phase of the patterns (6) and (7) which are abnormal patterns, so even when the patterns (6) and (7) occur, As in the normal state, the power-off is selected by referring to the map, and the current-carrying pattern is changed from that in the normal state. That is, the energization pattern in the present embodiment can also be regarded as the switching order of the energized phase, and it can be said that the energization pattern is switched off in the abnormal pattern and the switching order of the energized phase is different from that at normal time.
  • step S101 is omitted and simply referred to as the symbol “S”.
  • step S101 is omitted and simply referred to as the symbol “S”.
  • the other steps are similar.
  • the signal acquisition unit 51 reads an encoder pattern based on the rotation angle signal from the encoder 13.
  • the signal acquisition unit 51 counts up or down the encoder count value ⁇ en based on the encoder pattern.
  • the counting process may use, for example, the method of Japanese Patent No. 539 4443.
  • the drive control unit 55 determines whether the drive mode is a feedback mode.
  • feedback is appropriately described as "F / B”. The process relating to mode selection will be described later. If it is determined that the drive mode is not the F / B mode (S103: NO), the process of S104 is not performed, and this routine is ended. If it is determined that the drive mode is the F / B mode (S103: YES), the process proceeds to S104, and as shown in FIG. 4B, an energization process is performed to energize the energized phase according to the encoder pattern.
  • the drive control process will be described based on the flowchart of FIG. This process is executed by the ECU 50 at a predetermined cycle (for example, 1 ms) when the start switch of the vehicle such as the ignition switch is turned on. After initialization of the microcomputer, the standby mode is set.
  • a predetermined cycle for example, 1 ms
  • the drive control unit 55 determines whether the drive mode is the standby mode. If it is determined that the standby mode is not set (S201: NO), the process proceeds to S205. If it is determined that the drive mode is the standby mode (S201: YES), the process proceeds to S202.
  • the drive control unit 55 determines whether the target shift range has been switched. If it is determined that the target shift range has not switched (S202: NO), this routine is ended. If it is determined that the target shift range has been switched (S202: YES), the process proceeds to S203.
  • the drive control unit 55 determines whether the open drive request flag is set. The process related to the setting of the open drive request flag will be described later. If it is determined that the open drive request flag is set (S203: YES), the process proceeds to S208 and sets the drive mode to the open drive mode. If it is determined that the open drive request flag is not set (S203: NO), the process proceeds to S204 and sets the drive mode to the F / B mode.
  • the drive control unit 55 determines whether the drive mode is the F / B mode. If it is determined that the drive mode is not the F / B mode (S205: NO), the process proceeds to S209. If it is determined that the drive mode is the F / B mode (S205: YES), the process proceeds to S206.
  • the drive control unit 55 determines whether the open drive request flag is set. If it is determined that the open drive request flag is set (S206: YES), the process proceeds to S208 and sets the drive mode to the open drive mode. If it is determined that the open drive request flag is not set (S206: NO), the process proceeds to S207. If a negative determination is made in S206, the drive mode is the F / B mode, so the motor 10 is driven by F / B control. In the F / B mode, as described in FIG. 4A, FIG. 4B and FIG. 5, the drive phase of the motor 10 is controlled by switching the energized phase according to the signal pattern for each encoder interrupt.
  • the drive control unit 55 determines whether the rotational position of the motor 10 has reached the target position.
  • the motor 10 is driven by F / B control, when the difference between the encoder count value ⁇ en and the target count value ⁇ cmd becomes equal to or less than a predetermined count (for example, 2 counts), the rotational position of the motor 10 becomes the target position. Determine that it has arrived. If it is determined that the rotational position of the motor 10 has not reached the target position (S207: NO), this routine is ended. If it is determined that the rotational position of the motor 10 has reached the target position (S207: YES), the process proceeds to S212, and the drive mode is set to the stop mode.
  • a predetermined count for example, 2 counts
  • the drive control unit 55 determines whether the drive mode is the open drive mode. If it is determined that the drive mode is not the open drive mode (S209: NO), that is, if the drive mode is the stop mode, the process proceeds to S213. If it is determined that the drive mode is the open drive mode (S209: YES), the process proceeds to S210.
  • the drive control unit 55 drives the motor 10 by open control.
  • the motor 10 is driven by switching the energized phase every predetermined time without using the encoder count value ⁇ en.
  • the energization pattern is the same as the energization pattern at the normal time described in FIGS. 4A and 4B.
  • the drive control unit 55 determines whether the rotational position of the motor 10 has reached the target position.
  • the energized phase switching counter is incremented or decremented each time the energized phase is switched according to the rotation direction of the motor 10, and based on the count number set according to the required shift range. And make an arrival judgment. If it is determined that the rotational position of the motor 10 has not reached the target position (S211: NO), the open control is continued and this routine is ended.
  • the process proceeds to S212, and the drive mode is set to the stop mode.
  • the drive control unit 55 performs stop control for stopping the motor 10 by energizing the fixed phase.
  • the stationary phase may be two-phase or one-phase.
  • the drive control unit 55 determines whether or not the energization continuation time has elapsed since the start of the stationary phase energization. The energization continuation time is set to such a time that the motor 10 can be reliably stopped. If it is determined that the energization continuation time has not elapsed (S214: NO), stationary phase energization is continued, and this routine is ended. If it is determined that the energization continuation time has elapsed (S214: YES), the process proceeds to S215, and the drive mode is set to standby.
  • the open drive request determination process will be described based on the flowchart of FIG. This process is executed by the ECU 50 at a predetermined cycle (for example, 1 ms) when the drive mode of the motor 10 is F / B control.
  • a predetermined cycle for example, 1 ms
  • the signal acquisition unit 51 reads an encoder pattern as in S101 in FIG.
  • the signal acquisition unit 51 determines whether the duration of the same signal pattern is the stagnation determination time Xth or more. If it is determined that the duration of the same signal pattern is less than the stagnation determination time Xth (S302: NO), this routine is ended. If it is determined that the continuation time of the same signal pattern is the stagnation determination time or more (S302: YES), the process proceeds to S303, and the open drive request flag is set.
  • the motor drive processing will be described based on the time charts of FIGS. 8 and 9.
  • FIG. 8 and FIG. 9 the required shift range, the encoder pattern abnormality flag, and the motor angle are shown from the top.
  • the motor angle is indicated by an encoder count value.
  • the time scale has been changed as appropriate for the sake of explanation, and does not necessarily match the actual time scale. The same applies to the time chart of the embodiment described later.
  • an encoder pattern abnormal flag is set.
  • the F / B control is continued with the energization pattern E which is an energization pattern different from that in the normal state.
  • the encoder pattern becomes abnormal patterns (6) and (7) the energization pattern E is changed by turning off the energization. Even if energization is temporarily turned off, F / B control using the same map as normal can be continued if it passes through the area that becomes abnormal patterns (6) and (7) with the inertia of motor 10 Since the motor 10 is present, the driving of the motor 10 can be continued without stopping the motor 10. Thereby, the responsiveness can be secured as compared with the case of transitioning to the open control simultaneously with the occurrence of an abnormality.
  • the processes of time x20 to time x21 and time x24 to time x25 are the same as those of time x10 to time x11 and time x12 to time x13 of FIG.
  • the F / B control is continued with the energization pattern E different from the normal time.
  • the motor 10 is stopped at time x22, and F / B control is shifted to open control at time x23 when the stagnation determination time Xth has elapsed from the motor stop.
  • shift control can be appropriately switched by switching to open control and driving the motor 10 it can.
  • the shift range control device 40 of the present embodiment controls switching of the shift range by controlling the drive of the motor 10, and includes the signal acquisition unit 51, the drive control unit 55, Equipped with The signal acquisition unit 51 acquires rotation angle signals from the encoder 13 that can output rotation angle signals of three or more phases different in phase.
  • the drive control unit 55 controls the drive of the motor 10 such that the rotational position of the motor 10 becomes a target rotational position according to the target shift range.
  • the drive control unit 55 changes the energization pattern to a different energization pattern from that at the normal time, and continues the driving of the motor 10.
  • the drive of the motor 10 is continued without stopping the motor 10 by changing the energization pattern.
  • a three-phase encoder capable of outputting rotation angle signals of three or more phases is used, and even if an abnormality occurs in one phase, it will be correctly energized if it jumps with momentum.
  • the drive pattern of the motor 10 can be appropriately continued without stopping the motor 10 by changing the energization pattern from normal and using inertia.
  • the influence of the abnormality of the encoder 13 can be minimized, and the shift range can be switched appropriately.
  • the drive control unit 55 continues feedback control using the rotation angle signal even when an abnormality in the rotation angle signal is detected during shift range switching.
  • the drive control unit 55 energizes the same energized phase as that in the normal state when the rotation angle signal is the normal pattern, and turns off the energization when the rotation angle signal is the abnormal pattern.
  • the inertia of the motor 10 can be used to appropriately continue the driving of the motor 10 by feedback control.
  • the drive control unit 55 stops the motor 10 by stationary phase energization that continues energization to the energized phase according to the rotational position of the motor 10. Thereby, the motor 10 can be appropriately stopped at the target rotational position.
  • the drive control unit 55 rotates the motor 10 to the target position by open control that switches the energized phase without using the rotation angle signal of the encoder 13 when the motor 10 stops before the rotational position of the motor 10 reaches the target rotational position.
  • Second Embodiment A second embodiment will be described based on FIGS. 10A and 10B.
  • the energization pattern at the time of abnormality is different from that of the above-described embodiment, and when the patterns (6) and (7) are abnormal patterns, it is changed to "energization off". "Previous value retention" is set.
  • “previous value retention” is set as the energized phase of the abnormal patterns (6) and (7), so when the patterns (6) and (7) occur, as in the normal state
  • the previous energization phase is held, and the energization pattern is changed from the normal time.
  • the encoder interrupt process, the drive control process, the open drive request determination process, and the like are the same as those in the above embodiment.
  • the drive control unit 55 energizes the same energized phase as in the normal case, and when the rotation angle signal has an abnormal pattern, holds the current applied to the immediately preceding energized phase. . Even with this configuration, the same effects as the above embodiment can be obtained.
  • the energization pattern at the time of abnormality is different from that of the above-described embodiment, and when an abnormal pattern is detected, the subsequent energization is turned off. Even if energization is turned off during motor rotation, the motor 10 does not stop immediately, and rotation is continued by inertia. In other words, it can be understood that electrification off is selected as the electrification pattern that does not inhibit the rotation of the motor 10 at the inertia.
  • the encoder interrupt process of the present embodiment will be described based on the flowchart of FIG. This process is executed by the ECU 50 at the timing when the pulse edge of the rotation angle signal from the encoder 13 is detected as in the process of FIG.
  • the drive control process and the open drive request determination process are the same as those in the above embodiment.
  • the processes of S131 and S132 are the same as the processes of S101 and S102 in FIG.
  • the abnormality monitoring unit 52 determines whether the encoder pattern is normal. If it is determined that the encoder pattern is normal (S133: YES), the process proceeds to S135. If it is determined that the encoder pattern is not normal (S133: NO), the process proceeds to S134, and an encoder pattern abnormality flag is set.
  • the drive control unit 55 determines whether the drive mode is the F / B mode. The process relating to the selection of the drive mode is the same as that of the above embodiment (see FIG. 6). If it is determined that the drive mode is not the F / B mode (S135: NO), this routine ends. If it is determined that the drive mode is the F / B mode, the process proceeds to S136.
  • the drive control unit 55 determines whether the encoder pattern abnormality flag is set. If it is determined that the encoder abnormality flag is not set (S136: NO), the process proceeds to S137, and similarly to S104 in FIG. 5, an energization process is performed to energize the energized phase according to the encoder pattern. If it is determined that the encoder abnormality flag is set (S136: YES), the process proceeds to S138, and the energization is turned off.
  • the drive control unit 55 turns off the power supply to the motor 10 when an abnormality in the rotation angle signal is detected.
  • the inertia of the motor 10 can be used to appropriately continue the driving of the motor 10.
  • the same effect as that of the above embodiment can be obtained.
  • a fourth embodiment will be described based on FIG. 13 to FIG.
  • the subsequent energization is turned off. Further, the monitoring of the encoder 13 is continued, and the return control when the encoder pattern returns to normal is incorporated.
  • the energization process is performed using the same map as in the normal state, so if the encoder pattern returns to normal, the normal pattern The energized phase according to is selected from the map.
  • the encoder interrupt process of this embodiment will be described based on the flowchart of FIG. This process is executed by the ECU 50 at the timing when the pulse edge of the rotation angle signal from the encoder 13 is detected as in the process of FIG.
  • the open drive request determination process and the like are the same as in the above embodiment.
  • S151 to S155 are the same as the processes of S131 to S135 in FIG. If it is determined in S155 that the drive mode is not F / B mode (S155: NO), this routine is ended, and if it is determined that the drive mode is F / B mode (S155: YES), Transfer to S156.
  • the drive control unit 55 determines whether the return determination execution flag is set.
  • the return determination execution flag is set in S164 described later. That is, the return judgment execution flag is not set when the encoder pattern abnormality flag is not set and during the routine in which the encoder pattern abnormality flag is switched from off to on, and the encoder pattern abnormality flag is set. It is set in the second and subsequent routines. If it is determined that the return determination execution flag is not set (S156: NO), the process proceeds to S161. If it is determined that the return determination execution flag is set (S156: YES), the process proceeds to S157.
  • the abnormality monitoring unit 52 determines whether the encoder pattern is normal. If it is determined that the encoder pattern is normal (S157: YES), the process proceeds to S161. If it is determined that the encoder pattern is not normal (S157: NO), the process proceeds to S158, and the abnormality determination counter is incremented.
  • the abnormality monitoring unit 52 determines whether or not an encoder abnormality has been determined. In the present embodiment, when the count value of the abnormality determination counter becomes larger than the abnormality determination threshold value, the encoder abnormality is determined. If it is determined that the encoder abnormality is not determined (S159: NO), the process proceeds to S161. If it is determined that the encoder abnormality is determined (S159: YES), the process proceeds to S160, and the abnormality determination flag is turned on.
  • S161 to S163 are the same as the processes of S136 to S138.
  • the abnormality monitoring unit 52 sets a return determination execution flag.
  • the drive control process will be described based on the flowchart of FIG. In FIG. 14, the processing of S221 to S224 is added between S201 and S202 of FIG.
  • the abnormality monitoring unit 52 resets the encoder pattern abnormality flag and the return determination execution flag at S221, in which the process proceeds to S201 when it is determined that the drive mode is the standby mode (S201: YES).
  • the abnormality monitoring unit 52 determines whether the abnormality determination flag is set. If it is determined that the abnormality determination flag is not set (S222: NO), the process proceeds to S223, the open drive request flag is reset, and the process proceeds to S202. If it is determined that the abnormality determination flag is set (S222: YES), the process proceeds to S224, the open drive request flag is set, and the process proceeds to S202.
  • FIG. 15 and FIG. 16 the required shift range, encoder pattern abnormality flag, return determination execution flag, abnormality determination flag, open drive request flag, and motor angle are shown from the top.
  • FIG. 15 and FIG. 16 the case where the motor 10 can be rotated to the target position by inertia without shifting to the open drive will be described as an example.
  • the energization is turned off and the rotation of the motor 10 is continued by the inertia. Also, the encoder pattern abnormality flag and the return determination execution flag are set (see S154 and S164 in FIG. 13). Further, when the return determination execution flag is set, an affirmative determination is made in S156 in FIG. 13, and the return determination processing of S157 to S160 is performed.
  • Hi-fixation of one phase occurs due to the disconnection of the encoder 13
  • an abnormal pattern is generated each time the phase passes through the region where the phase should be Lo, and the abnormality determination counter is incremented. Then, at time x32, when the count value of the abnormality determination counter becomes larger than the abnormality determination threshold and the abnormality is determined, the abnormality determination flag is turned on.
  • the process from time x40 to time x41 is the same as that from time x30 to time x31 in FIG. 15, and the driving of motor 10 is started by F / B control at time x40.
  • the energization is turned off and the rotation of the motor 10 is continued by the inertia. If the abnormality detected at time x41 is temporary due to noise or the like, the encoder pattern returns to normal, so the abnormality is not determined and the abnormality determination flag is not set.
  • the drive control unit 55 After the abnormality detection of the rotation angle signal, if the abnormality is not determined, the drive control unit 55 normally restores the drive mode at the time of the next range switching. This makes it possible to prevent a temporary abnormality such as noise from being erroneously determined as a failure. In addition, it is possible to avoid a decrease in responsiveness due to an erroneous determination of a failure. In addition, the same effect as that of the above embodiment can be obtained.
  • an encoder is used as a rotation angle sensor that detects the rotation angle of the motor.
  • the rotation angle sensor is not limited to the encoder, but may be anything such as a resolver as long as it can output rotation angle signals having three or more phases different in phase. Further, the number of phases of the rotation angle signal may be four or more.
  • the detent plate is provided with two recesses.
  • the number of recesses is not limited to two, and for example, recesses may be provided for each range.
  • the shift range switching mechanism, the parking lock mechanism, and the like may be different from the above embodiment.
  • a reduction gear is provided between the motor shaft and the output shaft.
  • the details of the reduction gear are not mentioned in the above embodiment, for example, a cycloid gear, a planetary gear, a spur gear that transmits torque from the reduction mechanism substantially coaxial with the motor shaft to the drive shaft, or these Any configuration may be used, such as one using a combination of
  • the reduction gear between the motor shaft and the output shaft may be omitted, or a mechanism other than the reduction gear may be provided.
  • this indication is not limited at all to the above-mentioned embodiment, and can be carried out in various forms in the range which does not deviate from the meaning.

Landscapes

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Abstract

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、シフトレンジの切り替えを制御するものであって、信号取得部（５１）と、駆動制御部（５５）と、を備える。信号取得部（５１）は、位相が異なる３相以上の回転角信号を出力可能な回転角センサ（１３）から回転角信号を取得する。駆動制御部（５５）は、モータ（１０）の回転位置が目標シフトレンジに応じた目標回転位置となるように、モータ（１０）の駆動を制御する。駆動制御部（５５）は、シフトレンジ切替中に回転角信号の異常が検出された場合、正常時とは通電パターンを変更し、モータ（１０）の駆動を継続する。

Description

シフトレンジ制御装置 関連出願の相互参照
　本出願は、２０１７年１１月６日に出願された特許出願番号２０１７－２１３８６２号に基づくものであり、ここにその記載内容を援用する。
　本発明は、シフトレンジ制御装置に関する。
　従来、モータを駆動源として用いて車両のシフトレンジを切り替えるモータ制御装置が知られている。例えば特許文献１では、モータのＦ／Ｂ制御系の故障が検出された場合、エンコーダカウント値の情報をフィードバックせずにモータの駆動を制御するオープンループ制御に切り替えている。
特許第３８４９９３０号
　例えば特許文献１のように、Ａ相およびＢ相の２相のエンコーダシステムでは、Ａ相信号またはＢ相信号の一方に一時的な欠けやノイズ重畳が生じると、エンコーダカウント値とロータの回転位置との同期が取れなくなるため、モータが停止する。本開示の目的は、回転角センサからの信号に異常が生じた場合であっても、シフトレンジを適切に切替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、シフトレンジの切り替えを制御するものであって、信号取得部と、駆動制御部と、を備える。信号取得部は、位相が異なる３相以上の回転角信号を出力可能な回転角センサから回転角信号を取得する。駆動制御部は、モータの回転位置が目標シフトレンジに応じた目標回転位置となるようにモータの駆動を制御する。駆動制御部は、シフトレンジ切替中に回転角信号の異常が検出された場合、正常時とは通電パターンを変更し、モータの駆動を継続する。
　本開示では、回転角センサとして３相以上の回転角信号を出力可能なものを用いており、１相に異常が生じたとしても、その相を勢いで飛び越えれば、正しく通電される。そこで、回転角センサに異常が生じた場合、正常時時とは通電パターンを変え、イナーシャを利用することで、モータの駆動を適切に継続することができるので、シフトレンジを適切に切り替えることができる。
　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実施形態によるエンコーダのホールＩＣの配置を説明する模式図であり、 図４Ａは、第１実施形態による電気角に応じたエンコーダパターンおよび通電相を説明する説明図であり、 図４Ｂは、第１実施形態によるエンコーダパターンに応じた通電相を説明する説明図であり、 図５は、第１実施形態によるエンコーダ割込処理を説明するフローチャートであり、 図６は、第１実施形態による駆動制御処理を説明するフローチャートであり、 図７は、第１実施形態によるオープン駆動要求判定処理を説明するフローチャートであり、 図８は、第１実施形態によるモータ駆動処理を説明するタイムチャートであり、 図９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１０Ａは、第２実施形態による電気角に応じたエンコーダパターンおよび通電相を説明する説明図であり、 図１０Ｂは、第２実施形態によるエンコーダパターンに応じた通電相を説明する説明図であり、 図１１Ａは、第３実施形態による電気角に応じたエンコーダパターンおよび通電相を説明する説明図であり、 第３実施形態によるエンコーダパターンに応じた通電相を説明する説明図であり、 図１２は、第３実施形態によるエンコーダ割込処理を説明するフローチャートであり、 図１３は、第４実施形態によるエンコーダ割込処理を説明するフローチャートであり、 図１４は、第４実施形態による駆動制御処理を説明するフローチャートであり、 図１５は、第４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１６は、第４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る。
　　　（第１実施形態）
　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るが、ＤＣモータ等、どのような種類のものを用いてもよい。
　図２および図３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し、電気角に応じた回転角信号を出力する。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マグネットプレート１３５、および、磁気検出用のホールＩＣ１３１、１３２、１３３を有する３相エンコーダである。ホールＩＣ１３１～１３３は、磁界の向きおよび大きさに応じた電圧を出力するホール素子を有しており、ホール素子のアナログ信号をデジタル変換した信号を回転角信号としてシフトレンジ制御装置４０に出力する。図３に示すように、ホールＩＣ１３１～１３３は、回転角信号の位相が電気角で１２０°ずれるように配置される。以下適宜、ホールＩＣ１３１から出力される回転角信号をＡ相信号、ホールＩＣ１３２から出力される回転角信号をＢ相信号、ホールＩＣ１３３から出力される回転角信号をＣ相信号とする。
　減速機１４は、モータ１０のモータ軸１０５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、２つの凹部２２、２３が設けられる。本実施形態では、ディテントスプリング２５の基部に近い側を凹部２２、遠い側を凹部２３とする。本実施形態では、凹部２２がＰレンジ以外のＮｏｔＰレンジに対応し、凹部２３がＰレンジに対応する。
　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が凹部２２、２３を移動する。ディテントローラ２６が凹部２２、２３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、シフトレンジがＮｏｔＰレンジのとき、凹部２２に嵌まり込み、Ｐレンジのとき、凹部２３に嵌まり込む。
　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Ｐ方向に移動する。
　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、モータドライバ４１、および、ＥＣＵ５０等を有する。モータドライバ４１は、モータ１０の各相（Ｕ相、Ｖ相、Ｗ相）への通電を切り替える。モータドライバ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。
　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に応じたシフト信号、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、信号取得部５１、異常監視部５２、および、駆動制御部５５を有する。信号取得部５１は、エンコーダ１３からの回転角信号、および、出力軸センサ１６からの信号を取得する。信号取得部５１は、エンコーダ１３からの回転角信号のパルスエッジ割り込みごとに、エンコーダパターンを読み込む。また、信号取得部５１は、エンコーダパルスエッジごとに、信号パターンに応じて、エンコーダカウント値θｅｎをカウントアップまたはカウントダウンする。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、本実施形態では「モータの回転位置」に対応する。異常監視部５２は、エンコーダ１３の回転角信号の異常を監視する。
　駆動制御部５５は、エンコーダ１３からの回転角信号に基づくエンコーダカウント値θｅｎが、目標シフトレンジに応じた目標カウント値θｃｍｄとなる回転位置にてモータ１０が停止するように、モータ１０の駆動を制御する。本実施形態では、エンコーダカウント値θｅｎが「モータの回転位置」、目標カウント値θｃｍｄが「目標回転位置」に対応する。
　エンコーダ１３の回転角信号、および、回転角信号に応じた通電相を図４Ａおよび図４Ｂに基づいて説明する。図４Ａおよび図４Ｂでは、番号（０）～（７）は、信号パターン、および、信号パターンに応じた通電相パターンを示すパターン番号とする。図中、回転角信号がＬｏである状態を「０（Ｌｏ）」、Ｈｉである状態を「１（Ｈｉ）」と記載した。後述の実施形態についても同様である。
　パターン（０）：Ａ相信号およびＢ相信号がＬｏ、Ｃ相信号がＨｉである信号パターンをパターン０とし、このときの通電相をＶ相とする。
　パターン（１）：Ａ相信号がＬｏ、Ｂ相信号およびＣ相信号がＨｉである信号パターンをパターン１とし、このときの通電相をＵ相およびＶ相とする。
　パターン（２）：Ａ相信号およびＣ相信号がＬｏ、Ｂ相信号がＨｉである信号パターンをパターン２とし、このときの通電相をＵ相とする。
　パターン（３）：Ａ相信号およびＢ相信号がＨｉ、Ｃ相信号がＬｏである信号パターンをパターン３とし、このときの通電相をＷ相およびＵ相とする。
　パターン（４）：Ａ相信号がＨｉ、Ｂ相信号およびＣ相信号がＬｏである信号パターンをパターン４とし、このときの通電相をＷ相とする。
　パターン（５）：Ａ相信号およびＣ相信号がＨｉ、Ｂ相信号がＬｏである信号パターンをパターン５とし、このときの通電相をＶ相およびＷ相とする。
　パターン（０）～（５）は、正常パターンであって、モータ１０を回転させるとき、エンコーダ１３からの回転角信号のエッジ割り込み毎に、信号パターンに応じ、通電相を、Ｖ→ＵＶ→Ｕ→ＷＵ→Ｗ→ＷＶ→ＶＷ→Ｖ→ＵＶ→・・・の順に切り替える。逆方向に回転させる場合は、逆順にて通電相を切り替える。
　パターン（６）、（７）：Ａ相信号、Ｂ相信号およびＣ相信号が全てＨｉとなる信号パターンをパターン（６）、Ａ相信号、Ｂ相信号およびＣ相信号が全てＬｏとなる信号パターンをパターン（７）とする。Ａ相信号、Ｂ相信号およびＣ相信号が全てＨｉまたはＬｏとなるパターン（６）およびパターン（７）は、正常時には発生しない異常パターンである。例えば図４Ａに一点鎖線で示すように、エンコーダ１３のＡ相断線により、Ａ相信号がＨｉ固着すると、パターン（１）となるべきタイミングにて、パターン（６）が発生する。なお説明のため、Ａ相断線時に発生するＨｉ固着信号を、正常時のＨｉ信号とずらして記載した。
　ところで、参考例として、Ａ相およびＢ相の２相のエンコーダシステムでは、例えば断線等により１相の信号が異常になると、モータの通電制御を正しく行うことができないため、モータが即時停止となる。なお補足として、Ｚ相パルスは基準信号であって、「回転角信号」ではないため、モータ制御には用いることができない。
　一方、本実施形態では、エンコーダ１３は、Ａ相、Ｂ相およびＣ相の３相のエンコーダシステムである。３相エンコーダシステムの場合、図４Ｂにて説明したように、信号パターンに対して通電相が一意に決まるため、３相のうちの１相が断線したとしても、異常パターンとなる範囲を勢いで通過できれば、モータ制御を継続可能である。
　そこで本実施形態では、異常パターンが検出された場合、正常時とは通電パターンを変え、モータのイナーシャを利用して、モータ１０の駆動を継続する。詳細には、図４Ｂに示すように、異常パターンであるパターン（６）、（７）のとき、通電をオフにする。
　図４Ａに示すように、例えばＡ相のＨｉ固着異常が生じている場合、正常時にパターン（０）となる範囲では、パターン（５）となるので、パターン（５）のときの通電相であるＶＷ相通電が継続される。正常時にパターン（１）となる範囲では、パターン（６）となるので、通電をオフにする。正常時にパターン（２）となる範囲では、パターン（３）となり、正常時よりもＷＵ相通電が先行して開始される。パターン（３）～（５）は、Ａ相のＨｉ固着が生じていても、正常時と信号パターンが変わらないため、パターン（３）～（５）の範囲では、正常時と同様に制御可能である。なお、図４Ａの＜通電パターン＞では、正常時と異なるパターンとなる箇所に下線を付した。図１０Ａおよび図１１Ａも同様である。
　本実施形態では、異常パターンであるパターン（６）、（７）の通電相として、「通電オフ」が設定されているので、パターン（６）、（７）が発生した場合であっても、正常時と同様にマップを参照することで通電オフが選択され、正常時とは通電パターンが変更される。すなわち本実施形態における通電パターンは、通電相の切り替え順と捉えることもでき、異常パターンにて通電オフとし、通電相の切り替え順を正常時とは異ならせている、ともいえる。
　エンコーダ割込処理を図５のフローチャートに基づいて説明する。この処理は、エンコーダ１３からの回転角信号のパルスエッジが検出されたタイミングにて、ＥＣＵ５０にて実行される。以下、ステップＳ１０１の「ステップ」を省略し、単に記号「Ｓ」と記す。他のステップも同様である。
　Ｓ１０１では、信号取得部５１は、エンコーダ１３からの回転角信号に基づき、エンコーダパターンを読み込む。Ｓ１０２では、信号取得部５１は、エンコーダパターンに基づき、エンコーダカウント値θｅｎを、カウントアップまたはカウントダウンする。カウント処理は、例えば特許第５３９７４４３号の方法を用いてもよい。
　Ｓ１０３では、駆動制御部５５は、駆動モードがフィードバックモードか否かを判断する。以下適宜、フィードバックを、「Ｆ／Ｂ」と記載する。モード選択に係る処理は、後述する。駆動モードがＦ／Ｂモードではないと判断された場合（Ｓ１０３：ＮＯ）、Ｓ１０４の処理を行わず、本ルーチンを終了する。駆動モードがＦ／Ｂモードであると判断された場合（Ｓ１０３：ＹＥＳ）、Ｓ１０４へ移行し、図４Ｂに示す如く、エンコーダパターンに応じた通電相に通電する通電処理を行う。
　駆動制御処理を図６のフローチャートに基づいて説明する。この処理は、ＥＣＵ５０にて、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、所定の周期（例えば１ｍｓ）にて実行される。なお、マイコン初期化後、スタンバイモードとする。
　Ｓ２０１では、駆動制御部５５は、駆動モードがスタンバイモードか否かを判断する。スタンバイモードではないと判断された場合（Ｓ２０１：ＮＯ）、Ｓ２０５へ移行する。駆動モードがスタンバイモードであると判断された場合（Ｓ２０１：ＹＥＳ）、Ｓ２０２へ移行する。
　Ｓ２０２では、駆動制御部５５は、目標シフトレンジが切り替わったか否かを判断する。目標シフトレンジが切り替わっていないと判断された場合（Ｓ２０２：ＮＯ）、本ルーチンを終了する。目標シフトレンジが切り替わったと判断された場合（Ｓ２０２：ＹＥＳ）、Ｓ２０３へ移行する。
　Ｓ２０３では、駆動制御部５５は、オープン駆動要求フラグがセットされているか否かを判断する。オープン駆動要求フラグのセットに係る処理は、後述する。オープン駆動要求フラグがセットされていると判断された場合（Ｓ２０３：ＹＥＳ）、Ｓ２０８へ移行し、駆動モードをオープン駆動モードとする。オープン駆動要求フラグがセットされていないと判断された場合（Ｓ２０３：ＮＯ）、Ｓ２０４へ移行し、駆動モードをＦ／Ｂモードとする。
　駆動モードがスタンバイモードではないと判断された場合（Ｓ２０１：ＮＯ）に移行するＳ２０５では、駆動制御部５５は、駆動モードがＦ／Ｂモードか否かを判断する。駆動モードがＦ／Ｂモードではないと判断された場合（Ｓ２０５：ＮＯ）、Ｓ２０９へ移行する。駆動モードがＦ／Ｂモードであると判断された場合（Ｓ２０５：ＹＥＳ）、Ｓ２０６へ移行する。
　Ｓ２０６では、駆動制御部５５は、オープン駆動要求フラグがセットされているか否かを判断する。オープン駆動要求フラグがセットされていると判断された場合（Ｓ２０６：ＹＥＳ）、Ｓ２０８へ移行し、駆動モードをオープン駆動モードとする。オープン駆動要求フラグがセットされていないと判断された場合（Ｓ２０６：ＮＯ）、Ｓ２０７へ移行する。Ｓ２０６にて否定判断された場合、駆動モードはＦ／Ｂモードであるので、Ｆ／Ｂ制御にてモータ１０を駆動する。Ｆ／Ｂモードでは、図４Ａ、図４Ｂおよび図５にて説明した通り、エンコーダ割り込みごとに、信号パターンに応じて通電相を切り替えていくことで、モータ１０の駆動を制御する。
　Ｓ２０７では、駆動制御部５５は、モータ１０の回転位置が目標位置に到達したか否かを判断する。Ｆ／Ｂ制御にてモータ１０を駆動している場合、エンコーダカウント値θｅｎと目標カウント値θｃｍｄとの差が所定カウント（例えば２カウント）以下になった場合、モータ１０の回転位置が目標位置に到達したと判定する。モータ１０の回転位置が目標位置に到達していないと判断された場合（Ｓ２０７：ＮＯ）、本ルーチンを終了する。モータ１０の回転位置が目標位置に到達したと判断された場合（Ｓ２０７：ＹＥＳ）、Ｓ２１２へ移行し、駆動モードを停止モードとする。
　駆動モードがＦ／Ｂモードではないと判断された場合（Ｓ２０５：ＮＯ）に移行するＳ２０９では、駆動制御部５５は、駆動モードがオープン駆動モードか否かを判断する。駆動モードがオープン駆動モードではないと判断された場合（Ｓ２０９：ＮＯ）、すなわち駆動モードが停止モードである場合、Ｓ２１３へ移行する。駆動モードがオープン駆動モードであると判断された場合（Ｓ２０９：ＹＥＳ）、Ｓ２１０へ移行する。
　Ｓ２１０では、駆動制御部５５は、オープン制御にてモータ１０を駆動する。オープン制御では、エンコーダカウント値θｅｎを用いず、所定時間ごとに通電相を切り替えることで、モータ１０を駆動させる。通電パターンは、図４Ａおよび図４Ｂで説明した正常時の通電パターンと同様である。
　Ｓ２１１では、駆動制御部５５は、モータ１０の回転位置が目標位置に到達したか否かを判断する。オープン制御にてモータ１０を駆動している場合、モータ１０の回転方向に応じ、通電相を切り替えるごとに通電相切替カウンタをインクリメントまたはデクリメントし、要求シフトレンジに応じて設定されるカウント数に基づいて到達判定を行う。モータ１０の回転位置が目標位置に到達していないと判断された場合（Ｓ２１１：ＮＯ）、オープン制御を継続し、本ルーチンを終了する。モータ１０の回転位置が目標位置に到達したと判断された場合（Ｓ２１１：ＹＥＳ）、Ｓ２１２へ移行し、駆動モードを停止モードとする。
　駆動モードが停止モードであるときに移行するＳ２１３では、駆動制御部５５は、固定相に通電を行うことでモータ１０を停止させる停止制御を行う。固定相通電は、２相通電でもよいし、１相通電でもよい。Ｓ２１４では、駆動制御部５５は、固定相通電を開始してから通電継続時間が経過したか否かを判断する。通電継続時間は、モータ１０を確実に停止させることができる程度の時間に設定される。通電継続時間が経過していないと判断された場合（Ｓ２１４：ＮＯ）、固定相通電を継続し、本ルーチンを終了する。通電継続時間が経過したと判断された場合（Ｓ２１４：ＹＥＳ）、Ｓ２１５へ移行し、駆動モードをスタンバイとする。
　オープン駆動要求判定処理を図７のフローチャートに基づいて説明する。この処理は、モータ１０の駆動モードがＦ／Ｂ制御であるときに、ＥＣＵ５０にて所定の周期（例えば１ｍｓ）にて実行される。Ｓ３０１では、信号取得部５１は、図５中のＳ１０１と同様、エンコーダパターンを読み込む。
　Ｓ３０２では、信号取得部５１は、同一信号パターンの継続時間が停滞判定時間Ｘｔｈ以上か否かを判断する。同一信号パターンの継続時間が停滞判定時間Ｘｔｈ未満であると判断された場合（Ｓ３０２：ＮＯ）、本ルーチンを終了する。同一信号パターンの継続時間が停滞判定時間以上であると判断された場合（Ｓ３０２：ＹＥＳ）、Ｓ３０３へ移行し、オープン駆動要求フラグをセットする。
　モータ駆動処理を、図８および図９のタイムチャートに基づいて説明する。図８および図９では、上段から、要求シフトレンジ、エンコーダパターン異常フラグ、モータ角度を示している。モータ角度は、エンコーダカウント値で示す。説明のため、タイムスケールは適宜変更しており、実際のタイムスケールとは必ずしも一致しない。後述の実施形態のタイムチャートも同様である。
　図８に示すように、時刻ｘ１０にて、要求シフトレンジがＰレンジからＰレンジ以外のＮｏｔＰレンジに切り替えられると、エンコーダ１３の回転角信号に基づき、正常時の通電パターンである通電パターンＮにて通電相が切り替えられ、Ｆ／Ｂ制御によりモータ１０の駆動が制御される。
　時刻ｘ１１にて、エンコーダ１３の異常パターンが検出されると、エンコーダパターン異常フラグがセットされる。本実施形態では、正常時とは異なる通電パターンである通電パターンＥにてＦ／Ｂ制御を継続する。詳細には、エンコーダパターンが異常パターン（６）、（７）となったときに通電をオフすることで、変更された通電パターンＥとなる。一時的に通電をオフにしても、モータ１０のイナーシャにて異常パターン（６）、（７）となる領域を通過すれば、正常時と同様のマップを用いたＦ／Ｂ制御を継続可能であるので、モータ１０を停止させることなくモータ１０の駆動を継続することができる。これにより、異常発生と同時にオープン制御に移行する場合と比較し、応答性を確保することができる。
　時刻ｘ１２にて、モータ１０の回転位置が目標位置に到達すると、Ｆ／Ｂ制御から停止制御に移行し、固定相通電によりモータ１０を停止させる。そして、時刻ｘ１２から通電継続時間が経過した時刻ｘ１３にて固定相通電を終了し、スタンバイモードに移行する。
　図９において、時刻ｘ２０～時刻ｘ２１、時刻ｘ２４～時刻ｘ２５の処理は、図８の時刻ｘ１０～時刻ｘ１１、時刻ｘ１２～時刻ｘ１３と同様である。時刻ｘ２１以降、異常パターン（６）、（７）にて通電をオフにすることで、正常時とは異なる通電パターンＥにてＦ／Ｂ制御を継続する。時刻ｘ２２にてモータ１０が停止し、モータ停止から停滞判定時間Ｘｔｈが経過した時刻ｘ２３にて、Ｆ／Ｂ制御からオープン制御に移行する。これにより異常発生時に応答性を確保しつつ、通電パターンＥにてモータ１０の駆動が継続できなくなった場合、オープン制御に移行してモータ１０の駆動することで、適切にシフトレンジを切り替えることができる。
　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の切り替えを制御するものであって、信号取得部５１と、駆動制御部５５と、を備える。信号取得部５１は、位相が異なる３相以上の回転角信号を出力可能なエンコーダ１３から回転角信号を取得する。駆動制御部５５は、モータ１０の回転位置が目標シフトレンジに応じた目標回転位置となるように、モータ１０の駆動を制御する。
　駆動制御部５５は、シフトレンジの切替中に回転角信号の異常が検出された場合、正常時とは異なる通電パターンに変更し、モータ１０の駆動を継続する。換言すると、本実施形態では、回転角信号の異常が検出された場合であっても、通電パターンを変更することで、モータ１０を停止させることなく、モータ１０の駆動を継続する。本実施形態では、３相以上の回転角信号を出力可能な３相エンコーダを用いており、１相に異常が生じたとしても、その相を勢いで飛び越えれば、正しく通電される。そこで、エンコーダ１３に異常が生じた場合、正常時とは通電パターンを変え、イナーシャを利用することで、モータ１０を停止させることなく、モータ１０の駆動を適切に継続することができる。これにより、エンコーダ１３の異常による影響を最小限に抑えることができ、シフトレンジを適切に切り替えることができる。
　駆動制御部５５は、シフトレンジ切替中に回転角信号の異常が検出された場合であっても、回転角信号を用いたフィードバック制御を継続する。詳細には、駆動制御部５５は、回転角信号が正常パターンのとき、正常時と同様の通電相に通電し、回転角信号が異常パターンのとき、通電をオフにする。これにより、モータ１０のイナーシャを利用し、フィードバック制御によるモータ１０の駆動を適切に継続することができる。
　駆動制御部５５は、モータ１０の回転位置が目標回転位置に到達した場合、モータ１０の回転位置に応じた通電相への通電を継続する固定相通電により、モータ１０を停止させる。これにより、目標回転位置にてモータ１０を適切に停止させることができる。
　駆動制御部５５は、モータ１０の回転位置が目標回転位置に到達する前に停止した場合、エンコーダ１３の回転角信号を用いずに通電相を切り替えるオープン制御にて、モータ１０を目標位置まで回転させる。これにより、イナーシャにてモータ１０を目標回転位置まで回転させられずに停止した場合においても、モータ１０を適切に目標回転位置まで回転させることができる。
　　　（第２実施形態）
　第２実施形態を図１０Ａおよび図１０Ｂに基づいて説明する。図１０Ａおよび図１０Ｂに示すように、本実施形態は、異常時の通電パターンが上記実施形態と異なっており、異常パターンであるパターン（６）、（７）のとき、「通電オフ」に替えて、「前回値保持」が設定されている。
　例えば、Ａ相のＨｉ固着異常が生じている場合、正常時にパターン（０）となる範囲では、パターン（５）となるので、パターン（５）のときの通電相であるＶＷ相通電が継続される。正常時にパターン（１）となる範囲では、パターン（６）となるので、前回値であるＶＷ相通電が保持される。正常時にパターン（２）となるとなる範囲では、パターン（３）となり、正常時よりもＷＵ相通電が先行して開始される。パターン（３）～（５）の範囲では、正常時と同様に制御可能である。
　本実施形態では、異常パターンである（６）、（７）の通電相として「前回値保持」が設定されているので、パターン（６）、（７）が発生した場合、正常時と同様にマップを参照することで前回の通電相が保持され、正常時とは通電パターンが変更される。
　エンコーダ割込処理、駆動制御処理、および、オープン駆動要求判定処理等は、上記実施形態と同様である。本実施形態では、駆動制御部５５は、回転角信号が正常パターンのとき、正常時と同様の通電相に通電し、回転角信号が異常パターンのとき、直前の通電相への通電を保持する。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。
　　　（第３実施形態）
　第３実施形態を図１１Ａ、図１１Ｂおよび図１２に基づいて説明する。図１１Ａおよび図１１Ｂに示すように、本実施形態では、異常時の通電パターンが上記実施形態と異なっており、異常パターンが検出された場合、以降の通電をオフにする。モータ回転中に通電をオフにしても、すぐにモータ１０が停止することはなく、イナーシャにて回転が継続される。換言すると、モータ１０のイナーシャでの回転を阻害しない通電パターンとして、通電オフを選択する、と捉えることもできる。
　本実施形態のエンコーダ割込処理を図１２のフローチャートに基づいて説明する。この処理は、図５の処理と同様、エンコーダ１３からの回転角信号のパルスエッジが検出されたタイミングにて、ＥＣＵ５０にて実行される。なお、駆動制御処理、および、オープン駆動要求判定処理等は、上記実施形態と同様である。
　Ｓ１３１、Ｓ１３２の処理は、図５中のＳ１０１、Ｓ１０２の処理と同様である。Ｓ１３３では、異常監視部５２は、エンコーダパターンが正常か否かを判断する。エンコーダパターンが正常であると判断された場合（Ｓ１３３：ＹＥＳ）、Ｓ１３５へ移行する。エンコーダパターンが正常ではないと断された場合（Ｓ１３３：ＮＯ）、Ｓ１３４へ移行し、エンコーダパターン異常フラグをセットする。
　Ｓ１３５では、駆動制御部５５は、駆動モードがＦ／Ｂモードか否かを判断する。駆動モードの選択に係る処理は、上記実施形態と同様である（図６参照）。駆動モードがＦ／Ｂモードではないと判断された場合（Ｓ１３５：ＮＯ）、本ルーチンを終了する。駆動モードがＦ／Ｂモードであると判断された場合、Ｓ１３６へ移行する。
　Ｓ１３６では、駆動制御部５５は、エンコーダパターン異常フラグがセットされているか否かを判断する。エンコーダ異常フラグがセットされていないと判断された場合（Ｓ１３６：ＮＯ）、Ｓ１３７へ移行し、図５中のＳ１０４と同様、エンコーダパターンに応じた通電相に通電する通電処理を行う。エンコーダ異常フラグがセットされていると判断された場合（Ｓ１３６：ＹＥＳ）、Ｓ１３８へ移行し、通電をオフにする。
　本実施形態では、駆動制御部５５は、回転角信号の異常が検出された場合、モータ１０への通電をオフにする。これにより、モータ１０のイナーシャを利用し、モータ１０の駆動を適切に継続することができる。また、上記実施形態と同様の効果を奏する。
　　　（第４実施形態）
　第４実施形態を図１３～図１６に基づいて説明する。本実施形態では、第３実施形態のように、異常パターンが検出された場合、以降の通電をオフにする。また、エンコーダ１３の監視を継続し、エンコーダパターンが正常に戻った際の復帰制御を織り込んでいる。なお、第１実施形態および第２実施形態では、異常パターンが生じた場合であっても、正常時と同じマップを用いた通電処理を行っているため、エンコーダパターンが正常に戻れば、正常パターンに応じた通電相がマップから選択される。
　本実施形態のエンコーダ割込処理を図１３のフローチャートに基づいて説明する。この処理は、図５等の処理と同様、エンコーダ１３からの回転角信号のパルスエッジが検出されたタイミングにて、ＥＣＵ５０にて実行される。なお、オープン駆動要求判定処理等は、上記実施形態と同様である。
　Ｓ１５１～Ｓ１５５の処理は、図７中のＳ１３１～Ｓ１３５の処理と同様である。Ｓ１５５にて、駆動モードがＦ／Ｂモードではないと判断された場合（Ｓ１５５：ＮＯ）、本ルーチンを終了し、駆動モードがＦ／Ｂモードであると判断された場合（Ｓ１５５：ＹＥＳ）、Ｓ１５６へ移行する。
　Ｓ１５６では、駆動制御部５５は、復帰判定実施フラグがセットされているか否かを判断する。復帰判定実施フラグは、後述のＳ１６４でセットされるものである。すなわち、復帰判定実施フラグは、エンコーダパターン異常フラグがセットされていない場合、および、エンコーダパターン異常フラグがオフからオンに切り替わったルーチン中にはセットされておらず、エンコーダパターン異常フラグがセットされた２回目以降のルーチンでセットされている。復帰判定実施フラグがセットされていないと判断された場合（Ｓ１５６：ＮＯ）、Ｓ１６１へ移行する。復帰判定実施フラグがセットされていると判断された場合（Ｓ１５６：ＹＥＳ）、Ｓ１５７へ移行する。
　Ｓ１５７では、異常監視部５２は、エンコーダパターンが正常か否かを判断する。エンコーダパターンが正常であると判断された場合（Ｓ１５７：ＹＥＳ）、Ｓ１６１へ移行する。エンコーダパターンが正常ではないと判断された場合（Ｓ１５７：ＮＯ）、Ｓ１５８へ移行し、異常確定カウンタをインクリメントする。
　Ｓ１５９では、異常監視部５２は、エンコーダ異常が確定したか否かを判断する。本実施形態では、異常確定カウンタのカウント値が異常確定閾値より大きくなった場合に、エンコーダ異常を確定する。エンコーダ異常が確定していないと判断された場合（Ｓ１５９：ＮＯ）、Ｓ１６１へ移行する。エンコーダ異常が確定したと判断された場合（Ｓ１５９：ＹＥＳ）、Ｓ１６０へ移行し、異常確定フラグをオンにする。
　Ｓ１６１～Ｓ１６３の処理は、Ｓ１３６～Ｓ１３８の処理と同様である。Ｓ１６３に続いて移行するＳ１６４では、異常監視部５２は、復帰判定実施フラグをセットする。
　駆動制御処理を図１４のフローチャートに基づいて説明する。図１４では、図６のＳ２０１とＳ２０２との間に、Ｓ２２１～Ｓ２２４の処理が追加されている。Ｓ２０１にて、駆動モードがスタンバイモードであると判断された場合（Ｓ２０１：ＹＥＳ）に移行するＳ２２１では、異常監視部５２は、エンコーダパターン異常フラグおよび復帰判定実施フラグをリセットする。
　Ｓ２２２では、異常監視部５２は、異常確定フラグがセットされているか否かを判断する。異常確定フラグがセットされていると判断されていないと判断された場合（Ｓ２２２：ＮＯ）、Ｓ２２３へ移行し、オープン駆動要求フラグをリセットし、Ｓ２０２へ移行する。異常確定フラグがセットされていると判断された場合（Ｓ２２２：ＹＥＳ）、Ｓ２２４へ移行し、オープン駆動要求フラグをセットし、Ｓ２０２へ移行する。
　モータ駆動処理を図１５および図１６のタイムチャートに基づいて説明する。図１５および図１６では、上段から、要求シフトレンジ、エンコーダパターン異常フラグ、復帰判定実施フラグ、異常確定フラグ、オープン駆動要求フラグ、モータ角度を示している。図１５および図１６では、オープン駆動に移行せず、イナーシャにて目標位置までモータ１０を回転可能であった場合を例に説明する。
　図１５に示すように、時刻ｘ３０にて、シフトレンジがＰレンジからＰレンジ以外のＮｏｔＰレンジに切り替えられると、モータ１０の駆動が開始される。このとき、エンコーダ１３が正常であるので、エンコーダ１３の回転角信号に基づき、正常時の通電パターンである通電パターンＮにて通電相が切り替えられ、Ｆ／Ｂ制御によりモータ１０の駆動が制御される。
　時刻ｘ３１にて、エンコーダ１３の異常パターンが検出されると、通電をオフにしてイナーシャにてモータ１０の回転を継続させる。また、エンコーダパターン異常フラグおよび復帰判定実施フラグがセットされる（図１３中のＳ１５４、Ｓ１６４参照）。また、復帰判定実施フラグがセットされると、図１３中のＳ１５６にて肯定判断され、Ｓ１５７～Ｓ１６０の復帰判定処理を行う。エンコーダ１３の断線により１相のＨｉ固着が生じている場合、当該相がＬｏになるべき領域を通過するごとに異常パターンが発生し、異常確定カウンタがインクリメントされる。そして、時刻ｘ３２にて、異常確定カウンタのカウント値が異常確定閾値より大きくなり、異常が確定されると、異常確定フラグがオンされる。
　時刻ｘ３３にて、モータ１０の回転位置が目標位置に到達すると、Ｆ／Ｂ制御から停止制御に移行し、固定相通電によりモータ１０を停止させる。そして、時刻ｘ３３から通電継続時間が経過した時刻ｘ３４にて固定相通電を終了し、スタンバイモードに移行し、エンコーダパターン異常フラグおよび復帰判定実施フラグがオフされる。また、スタンバイモードに移行したとき、異常確定フラグがセットされているので、オープン駆動要求フラグをセットする。
　時刻ｘ３５にて、シフトレンジがＮｏｔＰレンジからＰレンジに切り替えられると、再度、モータ１０の駆動が開始される。このとき、オープン駆動要求フラグがセットされているので、時刻ｘ３５からオープン制御にてモータ１０を駆動する。
　図１６に示すように、時刻ｘ４０～時刻ｘ４１の処理は、図１５の時刻ｘ３０～時刻ｘ３１と同様であり、時刻ｘ４０にてＦ／Ｂ制御によりモータ１０の駆動が開始され、時刻ｘ４１にてエンコーダ１３の異常パターンが検出されると、通電をオフにしてイナーシャにてモータ１０の回転を継続される。時刻ｘ４１にて検出された異常が、ノイズ等による一時的なものである場合、エンコーダパターンが正常に戻るので、異常が確定されず、異常確定フラグがセットされない。
　時刻ｘ４２にて、モータ１０の回転位置が目標位置に到達すると、Ｆ／Ｂモードから停止モードに移行し、固定相通電にてモータ１０を停止させる。そして、時刻ｘ４２から通電継続時間が経過した時刻ｘ４３にて固定相通電を終了し、スタンバイモードに移行し、エンコーダパターン異常フラグおよび復帰判定実施フラグがオフされる。また、スタンバイモードに移行したとき、異常確定フラグがセットされていないので、オープン駆動要求フラグのオフ状態を維持する。
　時刻ｘ４４にて、シフトレンジがＮｏｔＰレンジからＰレンジに切り替えられると、再度、モータ１０の駆動が開始される。このとき、オープン駆動要求フラグがセットされていないので、Ｆ／Ｂ制御にてモータ１０を駆動する。すなわち、図１６の例では、エンコーダ１３にて一時的な異常が発生したとしても、異常が確定されなければ、次のレンジ切替時には正常復帰するので、Ｆ／Ｂ制御にて応答性よくレンジ切替を行うことができる。
　本実施形態では、駆動制御部５５は、回転角信号の異常検出後、異常が確定されなかった場合、次のレンジ切替時における駆動モードを正常復帰させる。これにより、ノイズ等の一時的な異常を、故障と誤判定するのを防ぐことできる。また、故障の誤判定による応答性の低下を回避することができる。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、３相以上の位相の異なる回転角信号を出力可能であれば、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、回転角信号の相数は、４相以上であってもよい。
　上記実施形態では、ディテントプレートには２つの凹部が設けられる。他の実施形態では、凹部の数は２つに限らず、例えばレンジ毎に凹部が設けられていてもよい。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。
　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。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 (8)

  1. 　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シフトレンジ制御装置であって、
    　位相が異なる３相以上の回転角信号を出力可能な回転角センサ（１３）から前記回転角信号を取得する信号取得部（５１）と、
    　前記モータの回転位置が目標シフトレンジに応じた目標回転位置となるように前記モータの駆動を制御する駆動制御部（５５）と、
    　を備え、
    　前記駆動制御部は、シフトレンジ切替中に前記回転角信号の異常が検出された場合、正常時とは通電パターンを変更し、前記モータの駆動を継続するシフトレンジ制御装置。
  2. 　前記駆動制御部は、シフトレンジ切替中に前記回転角信号の異常が検出された場合であっても、前記回転角信号を用いたフィードバック制御を継続する請求項１に記載のシフトレンジ制御装置。
  3. 　前記駆動制御部は、
    　前記回転角信号が正常パターンのとき、正常時と同様の通電相に通電し、
    　前記回転角信号が異常パターンのとき、通電をオフにする請求項２に記載のシフトレンジ制御装置。
  4. 　前記駆動制御部は、
    　前記回転角信号が正常パターンのとき、正常時と同様の通電相に通電し、
    　前記回転角信号が異常パターンのとき、直前の通電相への通電を保持する請求項２に記載のシフトレンジ制御装置。
  5. 　前記駆動制御部は、前記回転角信号の異常が検出された場合、前記モータへの通電をオフにする請求項１に記載のシフトレンジ制御装置。
  6. 　前記駆動制御部は、前記モータの回転位置が前記目標回転位置に到達した場合、前記モータの回転位置に応じた通電相への通電を継続する固定相通電により前記モータを停止させる請求項１～５のいずれか一項に記載のシフトレンジ制御装置。
  7. 　前記駆動制御部は、前記モータの回転位置が前記目標回転位置に到達する前に停止した場合、前記回転角信号を用いずに通電相を切り替えるオープン制御にて、前記モータを前記目標回転位置まで回転させる請求項１～６のいずれか一項に記載のシフトレンジ制御装置。
  8. 　前記駆動制御部は、前記回転角信号の異常検出後、異常が確定されなかった場合、次のレンジ切替時における駆動モードを、正常復帰させる請求項１～７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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