JP2024048927A - モータ制御装置 - Google Patents

Abstract

【課題】１相断線時においてモータを適切に駆動可能なモータ制御装置を提供する。【解決手段】ＥＣＵ４０は、３相のモータ巻線１１を有するモータの駆動を制御するものであって、駆動回路４１と、制御部５０と、を備える。駆動回路４１は、スイッチング素子４１１～４１３を有する。制御部５０は、エンコーダ１３の検出値に基づくフィードバック制御によりスイッチング素子４１１～４１３のオンオフ作動を制御する駆動制御部５５、および、モータ巻線１１の断線故障を判定する異常判定部５２を有する。駆動制御部５５は、１相に断線故障が生じており、正常な２相を用いてモータ１０を駆動する正常２相駆動を行う場合、正常２相駆動開始時の通電相である通電保持相への通電パターンとは異なるパターンでの通電を行った後に通電保持相に通電する始動前準備処理を行う。始動前準備処理においてリトライ条件が成立した場合、始動前準備処理を再度行う。【選択図】 図２

Description

本発明は、モータ制御装置に関する。

従来、モータの駆動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では、各相の巻線の通電ラインにそれぞれ断線検出回路を設け、断線を検出している。

特開２００４－１２９４５０号公報

１相に断線が生じていても、断線が生じている相である断線相をイナーシャで通過できれば、モータの駆動を継続することができる。特許文献１では、断線相の次に切り替えられる通電相を最初の通電相として設定することで、正常相を用いてモータを駆動している。しかしながら、正常な２相のうちの１相で通電を開始した場合、通電相のステータ突極とロータ凹部が対向し、通電相とロータの歯先が対向しない場合がある。

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、１相断線時においてモータを適切に駆動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、３相のモータ巻線（１１）を有するモータ（１０）の駆動を制御するものであって、駆動制御部（４１）と、制御部（５０）と、を備える。駆動回路は、モータ巻線の各相への通電のオンオフを切り替えるスイッチング素子（４１１～４１３）を有する。制御部は、モータの回転位置を検出する回転位置センサ（１３）の検出値に基づくフィードバック制御によりスイッチング素子のオンオフ作動を制御する駆動制御部（５５）、および、モータ巻線の断線故障を判定する異常判定部（５２）を有する。

駆動制御部は、３相のうちの１相に断線故障が生じており、正常な２相を用いてモータを駆動する正常２相駆動を行う場合、正常２相駆動開始時の通電相である通電保持相への通電パターンとは異なるパターンでの通電を行った後に通電保持相に通電する始動前準備処理を行う。始動前準備処理においてリトライ条件が成立した場合、始動前準備処理を再度行う。これにより、１相断線時においてモータを適切に駆動することができる。

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る。 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る。 第１実施形態によるＥＣＵを説明する回路図である。 第１実施形態によるモータを示す模式図である。 第１実施形態による通電相番号を通電相とが関連づけられたマップである。 第１実施形態による断線相と切替方向に応じた対向位置を説明する説明図である。 第１実施形態において、Ｕ相断線時において正転方向に駆動する場合の通電開始時の対向状態を示す模式図である。 第１実施形態において、正常２相でのモータ駆動を説明する説明図である。 第１実施形態による切替前準備処理における通電相の切り替えを説明する説明図である。 第１実施形態による切替前準備処理におけるロータの挙動を説明する説明図である。 第１実施形態によるレンジ切替処理を説明するフローチャートである。 第１実施形態によるレンジ切替処理を説明するタイムチャートである。 第２実施形態によるレンジ切替処理を説明するフローチャートである。 第３実施形態によるレンジ切替処理を説明するフローチャートである。 第３実施形態によるレンジ切替処理を説明するタイムチャートである。 第４実施形態によるレンジ切替処理を説明するフローチャートである。 第４実施形態によるレンジ切替処理を説明するタイムチャートである。 第４実施形態によるレンジ切替処理を説明するタイムチャートである。 第５実施形態によるレンジ切替処理を説明するフローチャートである。 第５実施形態によるレンジ切替処理を説明するタイムチャートである。 第５実施形態によるレンジ切替処理を説明するタイムチャートである。 第５実施形態によるレンジ切替処理を説明するタイムチャートである。 第６実施形態による起動時処理を説明するフローチャートである。 第６実施形態によるレンジ切替処理を説明するフローチャートである。 第６実施形態によるレンジ切替処理を説明するタイムチャートである。 第６実施形態によるレンジ切替処理を説明するタイムチャートである。 第６実施形態によるレンジ切替処理を説明するタイムチャートである。

（第１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。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実施形態を図１～図１２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、ディテント機構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ＥＣＵ４０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９０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は、例えばスイッチトリラクタンスモータである。

図３および図４に示すように、モータ１０は、ステータ１０１、ロータ１０３、および、モータ巻線１１等を有する。モータ巻線１１は、Ｕ相コイル１１１、Ｖ相コイル１１２およびＷ相コイル１１３を有し、ステータ１０１の突極１０２に巻回される。コイル１１１～１１３は、結線部１１５で結線される。結線部１１５は、モータリレー９１およびヒューズ９２を経由してバッテリ９０と接続される。

ロータ１０３は、突極を有し、ステータ１０１の径方向内側に回転可能に設けられている。ロータ１０３は、コイル１１１～１１３の通電相を切り替えることで回転駆動される。本実施形態では、ステータ１０１の突極数が１２、ロータ１０３の突極数が８である。以下適宜、ロータ１０３の突極を凸部１０４、凸部間を凹部１０５とする。

エンコーダ１３は、磁気式のロータリーエンコーダであって、ロータ１０３の回転位置を検出する。エンコーダ１３は、磁気検出用のホール素子１３１、１３２、および、ロータ１０３と一体に回転するマグネット１３５等から構成される。ホール素子１３１、１３２は、ロータ１０３の回転に同期して、所定角度ごとにパルス信号を出力する。本実施形態では、ホール素子１３１、１３２がＮ極に対向しているときＬｏ、Ｓ極に対向しているときＨｉの信号を出力する。

マグネット１３５は、円環状に形成されており、ロータ１０３と同軸に配置されている。マグネット１３５は、Ｎ極とＳ極とが円周方向に交互に等ピッチで着磁されている。本実施形態の着磁ピッチは７．５°である。この着磁ピッチは、モータ１０の励磁１回あたりのロータ１０３の回転角度と同じである。すなわち、Ｕ相→ＵＶ相→Ｖ相→ＶＷ相→Ｗ相→ＷＵ相と通電相を切り替えていく１－２相励磁方式で６回の通電相の切り替えを行って一巡すると、ロータ１０３が機械角で７．５×６＝４５°回転する。

ホール素子１３１、１３２は、同一円周上であって、位相差が電気角９０°となるように配置されている。本実施形態では、電気角９０°は機械角の３．７５°に対応しており、ホール素子１３１、１３２は４８．７５°の間隔を空けて配置されている。本実施形態では、ホール素子１３１の信号をＡ相、ホール素子１３２の信号をＢ相とする。なお、エンコーダ１３は２相エンコーダであるが、３相エンコーダであってもよいし、検出信号に加え基準信号としてＺ相信号を出力するものであってもよい。

図１に戻り、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の回転がディテント機構２０に伝達される。出力軸センサ１６は、例えばポテンショメータであって、出力軸１５の回転位置を検出する（図２参照）。

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を有し、減速機１４から出力された回転駆動力を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、２つの谷部２１１、２１２、および、谷部２１１、２１２を隔てる山部２１５が設けられる。

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２１１、２１２間を移動する。ディテントローラ２６が谷部２１１、２１２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、パーキングロック機構３０の状態、および、自動変速機５のシフトレンジが決定される。

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、パーキングレバー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。ディテントローラ２６がＰレンジに対応する谷部２１１に嵌まり込む方向にディテントプレート２１が回転すると、円錐体３２が矢印Ｐの方向に移動する。

パーキングレバー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。パーキングレバー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が矢印Ｐ方向に移動すると、パーキングレバー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が矢印ｎｏｔＰ方向に移動すると、凸部３３１とパーキングギア３５との噛み合いが解除される。

パーキングギア３５は、図示しないドライブシャフトと接続しており、パーキングレバー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、ドライブシャフトの回転が規制される。シフトレンジがＰ以外のレンジであるｎｏｔＰレンジのとき、パーキングギア３５はパーキングレバー３３によりロックされず、ドライブシャフトの回転は、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はパーキングレバー３３によってロックされ、ドライブシャフトの回転が規制される。

本実施形態では、ＰレンジからｎｏｔＰレンジへ切り替えるときのモータ１０の回転方向を正転方向、ｎｏｔＰレンジからＰレンジへ切り替えるときのモータ１０の回転方向を逆転方向とする。

図２および図３に示すように、ＥＣＵ４０は、駆動回路４１、電流検出部４５、電圧検出回路４６、および、制御部５０等を備える。駆動回路４１は、３つのスイッチング素子４１１、４１２、４１３を有する。スイッチング素子４１１～４１３は、それぞれコイル１１１～１１３と対応して設けられ、対応する相の通電を切り替える。本実施形態では、スイッチング素子４１１～４１３は、コイル１１１～１１３とグランドとの間に設けられている。本実施形態のスイッチング素子４１１～４１３は、ＭＯＳＦＥＴであるが、ＩＧＢＴ等であってもよい。

電流検出部４５は、スイッチング素子４１１～４１３のソースとグランドとを接続する集合配線に設けられ、コイル１１１～１１３に流れる電流の和を検出する。以下、電流検出部４５にて検出される電流を、モータ電流Ｉｍとする。電流検出部４５は、コイル１１１～１１３の電流を検出可能ないずれの箇所に設けてもよく、また相毎に設けるようにしてもよい。

電圧検出回路４６は、コイル１１１～１１３とスイッチング素子４１１～４１３との間に接続され、各相の端子電圧を検出する。リレードライバ４８は、モータリレー９１のオンオフ作動を制御する。

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、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、アクセル開度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等を制御する。

制御部５０は、機能ブロックとして、信号取得部５１、異常判定部５２、および、駆動制御部５５等を有する。信号取得部５１は、エンコーダ１３、出力軸センサ１６、電流検出部４５および電圧検出回路４６等からの検出信号を取得する。異常判定部５２は、断線異常等のシフトバイワイヤシステム１の異常を判定する。

駆動制御部５５は、スイッチング素子４１１～４１３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。本実施形態では、エンコーダカウント値に基づくフィードバック制御により、モータ巻線１１の通電相を切り替えることでモータ１０を駆動する。

図５に示すように、制御部５０は、通電相番号と通電相とが対応づけられたマップが記憶されており、エンコーダ信号のパルスエッジが検出されるごとに通電相番号を１ずらし、通電相を切り替えることでモータ１０を回転させる。モータ１０を正方向に回転させる場合、通電相番号をエンコーダ信号のパルスエッジが検出されるごとに通電相番号を１増加させ、モータ１０を逆方向に回転させる場合、通電相を１減少させる。通電相番号は、例えばエンコーダカウント値を１２で除したときの余りと捉えることもできる。

本実施形態では、１相に断線異常が生じた場合、フィードバック制御による正常な２相への通電によりモータ１０を駆動することで、レンジ切り替えを行う。例えばＵ相断線時、正常時にＵ相のみに通電される通電相番号２、３において、トルクが発生しないが、イナーシャでこの領域を通過させることでモータ１０の駆動を継続可能である。

ここで、１相断線にてレンジ切り替えを行う場合、通電相とロータ１０３の凸部１０４とが対向する、所謂「１相１歯」の状態から切替駆動を開始することが望ましい。以下、Ｕ相の突極１０２とロータ１０３の凸部１０４とが１相１歯で対向している状態を「Ｕ相対向」、Ｖ相の突極１０２と凸部１０４とが１相１歯で対向している状態を「Ｖ相対向」、Ｗ相の突極１０２と凸部１０４とが１相１歯で対向している状態を「Ｗ相対向」とする。

図６に示すように、断線相とモータ１０の回転方向に応じ、切替開始時のステータ１０１の突極１０２とロータ１０３の凸部１０４との対向位置関係が設定されている。Ｕ相断線にて切替方向が正転方向の場合、Ｖ相対向、逆転方向の場合、Ｗ相対向の状態からレンジ切り替えを開始する。Ｖ相断線にて切替方向が正転方向の場合、Ｗ相対向、逆転方向の場合、Ｕ相対向の状態からレンジ切り替えを開始する。Ｗ相断線にて切替方向が正転方向の場合、Ｕ相対向、逆転方向の場合、Ｖ相対向の状態からレンジ切り替えを開始する。以下、Ｕ相断線にて、切替方向が正転方向の例を中心に説明する。

図７に示すように、Ｕ相断線にて、正転方向に切り替える場合、Ｖ相通電にてＶ相対向の状態からレンジ切り替えを開始する。図８では、上段に通電相の切り替えを示し、下段には上段の通電相と対応するモータトルクを示した。図８に示すように、Ｖ相通電にてＶ相対向の状態から、ＶＷ相通電→Ｗ相通電と正常相への通電を切り替えることで、トルクを発生させてロータ１０３を回転させる。

Ｕ相断線が生じていない場合、Ｗ相通電に続き、ＷＵ相通電、Ｕ相通電、ＵＶ相通電となる。一方、Ｕ相断線時にはＵ相コイル１１１への通電ができないため、本来ＷＵ相通電となる領域ではＷ相通電が継続されてモータトルクが減少し、本来Ｕ相通電となる領域はモータトルクが０となる。この領域をイナーシャで通過すれば、ＵＶ相通電領域にてＶ相に通電されてモータトルクが増加するので、モータ１０の回転が継続される。図７および図８では、通電相のコイルを実線、無通電相のコイルを破線とし、Ｕ相コイル１１１の図示を省略することで断線状態を示している。

ここで、レンジ切替前にＶ相通電のみを行う場合、Ｖ相通電時にロータ１０３の凹部１０５とＶ相の突極１０２とが対向する場合があり、この状態では、Ｖ相対向の状態からの駆動を開始することができない。Ｖ相の突極１０２とロータ１０３の凹部１０５とが対向している状態からＶ相通電→ＶＷ相通電、と通電相を切り替える場合、ロータ１０３が逆方向に回転する、または、イナーシャで通過させたい領域にて回転数が足りず、断線相を通過できない虞がある。

そこで本実施形態では、確実に図６に示した対向状態となるように、ステータ１０１とロータ１０３の位置を合わせる切替前準備処理を行う。切替前準備処理では、図９に示すように、１相通電、２相通電、１相通電を順に行うことで、切替開始時の通電相に１相１歯の状態で対向させる。

具体的には、Ｕ相断線にて切替方向が正転方向の場合、切替前準備としてＷ相通電、ＶＷ相通電、Ｖ相通電を行い、逆転方向の場合、切替前準備としてＶ相通電、ＶＷ相通電、Ｗ相通電を行う。Ｖ相断線にて切替方向が正転方向の場合、切替前準備としてＵ相通電、ＷＵ相通電、Ｗ相通電を行い、逆転方向の場合、切替前準備としてＷ相通電、ＷＵ相通電、Ｕ相通電を行う。Ｗ相断線にて切替方向が正転方向の場合、切替前準備としてＶ相通電、ＵＶ相通電、Ｕ相通電を行い、逆転方向の場合、切替前準備としてＵ相通電、ＵＶ相通電、Ｖ相通電を行う。以下、切替前準備における、最初の１相通電を通電ステータスＳＴ１、次の２相通電を通電ステータスＳＴ２、切替開始時の通電相への１相通電にて１相１歯状態の保持する状態を通電ステータスＳＴ３とする。

Ｕ相断線時にＶ相対向状態とするための切替前準備を図１０に示す。まず、Ｗ相通電を行うことで、Ｗ相に凸部１０４が対向する。この状態から、ＶＷ相通電に切り替えると、ロータ１０３が回転し、Ｖ相およびＷ相に凸部１０４が対向する、所謂「２相２歯」の状態となる。２相２歯の状態からＶ相通電に切り替えることで、確実にＶ相対向の１相１歯の状態とすることができる。なお、Ｗ相通電時に、Ｗ相に凹部１０５が対向する、所謂「１相２歯」の状態となったとしても、ＶＷ相通電の後にＶ相通電を行うことで、Ｖ相通電時には、Ｖ相対向の１相１歯の状態とすることができる。

本実施形態のレンジ切替処理を図１１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行される。Ｓ１０１では、制御部５０は、１相断線が検出されたか否か判断する。１相断線が検出されてないと判断された場合（Ｓ１０１：ＮＯ）、Ｓ１０２以降の処理をスキップする。なお、１相断線の検出は、本実施形態と別処理にて行われ、例えば電圧検出回路４６の検出値等に基づいて判定されるが、検出方法の詳細は問わない。また、全相正常時は本処理とは別処理でレンジ切り替えが実施される。１相断線が検出されていると判断された場合（Ｓ１０１：ＹＥＳ）、Ｓ１０２へ移行する。

Ｓ１０２では、制御部５０は、シフトレンジの切替要求があるか否か判断する。切替要求がないと判断された場合（Ｓ１０２：ＮＯ）、Ｓ１０３以降の処理をスキップし、スタンバイモードを継続する。切替要求があると判断された場合（Ｓ１０２：ＹＥＳ）、Ｓ１０３へ移行する。

Ｓ１０３では、駆動制御部５５は、通電ステータスＳＴ１での通電を行う。例えばＵ相断線時であって、切替方向が正転方向の場合、Ｗ相に通電する。Ｓ１０４では、駆動制御部５５は、通電ステータスＳＴ１での通電保持時間Ｘｈ１が経過したか否か判断する。通電保持時間Ｘｈ１が経過していないと判断された場合（Ｓ１０４：ＮＯ）、Ｓ１０３へ戻り、通電ステータスＳＴ１での通電を継続する。通電保持時間Ｘｈ１が経過したと判断された場合（Ｓ１０４：ＹＥＳ）、Ｓ１０５へ移行する。

Ｓ１０４では、駆動制御部５５は、通電ステータスＳＴ２での通電を行う。例えばＵ相断線時は、切替方向によらず正常相のＶＷ相への２相通電とする。Ｓ１０６では、駆動制御部５５は、通電ステータスＳＴ２での通電保持時間Ｘｈ２が経過したか否か判断する。通電保持時間Ｘｈ２が経過していないと判断された場合（Ｓ１０６：ＮＯ）、Ｓ１０５へ戻り、通電ステータスＳＴ２での通電を継続する。通電保持時間Ｘｈ２が経過したと判断された場合（Ｓ１０６：ＹＥＳ）、Ｓ１０７へ移行する。

Ｓ１０７では、駆動制御部５５は、通電ステータスＳＴ３での通電を行う。例えばＵ相断線時であって、切替方向が正転方向の場合、Ｖ相に通電する。Ｓ１０８では、駆動制御部５５は、通電ステータスＳＴ３での通電保持時間Ｘｈ３が経過したか否か判断する。通電保持時間Ｘｈ３が経過していないと判断された場合（Ｓ１０８：ＮＯ）、Ｓ１０７へ戻り、通電ステータスＳＴ３での通電を継続する。通電保持時間Ｘｈ３が経過したと判断された場合（Ｓ１０８：ＹＥＳ）、Ｓ１０９へ移行し、切替前準備完了フラグをオンにする。なお、切替前準備完了フラグは、レンジ切替開始後の任意のタイミングでオフされる。

Ｓ１１０では、駆動制御部５５は、断線相と回転方向に応じた所定の位置にて１相１歯での対向状態から、モータ１０を駆動し、正常２相でのフィードバック制御によりレンジ切り替えを実施する。Ｓ１１１では、制御部５０は、レンジ切り替えが完了したか否か判断する。レンジ切り替えが完了してないと判断された場合（Ｓ１１１：ＮＯ）、Ｓ１０９へ戻り、正常２相でのフィードバック制御を継続する。レンジ切り替えが完了したと判断された場合（Ｓ１１１：ＹＥＳ）、スタンバイモードに移行し、本処理を終了する。

本実施形態のレンジ切替処理を図１２のタイムチャートに基づいて説明する。図１２では、共通時間軸を横軸とし、上段から、モータ制御モード、１相断線検出状態、切替前準備完了フラグ、モータ回転角、通電相を示している。モータ回転角は、エンコーダカウント値から換算可能な値であって、実際の値を実線、目標値を一点鎖線とし、ディテントローラ２６が谷部２１１の最底部にあるときをＰ、谷部２１２の最底部にあるときをｎｏｔＰとして示した。後述の図１５等も同様である。

図１２では、通電ステータス切替によるロータ１０３の振動成分については記載を省略した。シフト切り替え時の通電相について、通電相番号を括弧書きで記載した。なお、通電相番号は、簡略化のため、切り替え時の番号とした。また、説明のため、シフト切替中における通電相の切り替えは、タイムスケールを拡大しており、モータ回転角の推移とは対応しない。

時刻ｘ０にて１相断線が生じ、時刻ｘ１にて異常が確定された後、時刻ｘ２にてシフトレンジ切替要求が入力されると、切替前準備処理を行う。切替前準備処理では、通電ステータスＳＴ１、ＳＴ２、ＳＴ３の順で所定時間毎に通電相を切り替える。通電ステータスＳＴ１、ＳＴ２、ＳＴ３の通電相は、断線相および切替方向に応じて設定される。

なお、通電ステータスＳＴ２は２相通電であるので、ロータ１０３が安定しやすく、通電保持時間Ｘｈ２は相対的に短い時間でよい。また、通電ステータスＳＴ３では、１相１歯の状態にて確実に保持されることが望ましいため、相対的に長い時間に設定される。したがって、本実施形態は、Ｘｈ２≦Ｘｈ１≦Ｘｈ３に設定される。

時刻ｘ３にて、切替前準備処理が完了すると、切替前準備完了フラグがオンされ、正常な２相を用いたフィードバック制御でのレンジ切り替えが実施される。時刻ｘ４にて、目標到達判定範囲に到達すると、停止制御を行う。本実施形態の停止制御は、正常２相への固定相通電である。時刻ｘ５にて、停止制御開始から所定時間が経過すると、全てのスイッチング素子をオフにし、スタンバイモードに移行する。

本実施形態では、１相断線時において、正常２相への通電によりモータ１０を駆動する場合、駆動開始前の切替前準備処理として、１相通電、２相通電、１相通電を順に行う。これにより、切替開始時の通電相にロータ１０３の凸部１０４が対向した１相１歯の状態からモータ１０の駆動を開始することができる。

以上説明したように、ＥＣＵ４０は、３相のモータ巻線１１を有するモータの駆動を制御するものであって、駆動回路４１と、制御部５０と、を備える。駆動回路４１は、モータ巻線１１の各相への通電のオンオフを切り替えるスイッチング素子４１１～４１３を有する。制御部５０は、モータ１０の回転位置を検出するエンコーダ１３の検出値に基づくフィードバック制御によりスイッチング素子４１１～４１３のオンオフ作動を制御する駆動制御部５５、および、モータ巻線１１の断線故障を判定する異常判定部５２を有する。

駆動制御部５５は、３相のうちの１相に断線故障が生じており、正常な２相を用いてモータ１０を駆動する正常２相駆動を行う場合、正常２相駆動開始時の通電相である通電保持相への通電パターンとは異なるパターンでの通電を行った後に通電保持相に通電する切替前準備処理を行う。ここで、断線故障は、コイルに通電できない故障であって、ハーネスの断線や、スイッチング素子のオフ固着等が含まれる。

切替前準備処理を行うことで、正常２相駆動にてトルクが発生できるステータ１０１とロータ１０３との対向位置までロータ１０３を回転させることができる。これにより、１相断線時において、モータ１０を適切に駆動することができる。

駆動制御部５５は、通電前準備処理として、正常相の１相に通電する第１通電処理である通電ステータスＳＴ１、正常相の２相に通電する第２通電処理である通電ステータスＳＴ２、１相の通電保持相に通電する第３通電処理である通電ステータスＳＴ３の順で通電相を切り替える。これにより、ステータ１０１とロータ１０３との対向位置を所定の位置に適切に合わせることができる。

切替前準備処理における通電相は、断線相およびモータ１０の回転方向に応じて設定され、通電ステータスＳＴ１の通電相は、通電相の切替順序からみて、断線相の前に通電される相である。これにより、ステータ１０１とロータ１０３との対向位置を適切に合わせることができる。

（第２実施形態）
第２実施形態を図１３に示す。以下の実施形態では、主に切替前準備処理が上記実施形態と異なるため、この点を中心に説明する。本実施形態のレンジ切替処理を図１３のフローチャートに基づいて説明する。図１３は、Ｓ１０６とＳ１０７の間にＳ１２０が追加されている点が図１１と異なる。

通電ステータスＳＴ２の後に移行するＳ１２０では、制御部５０は、雰囲気温度Ｈに応じて通電ステータスＳＴ３の通電保持時間Ｘｈ３を設定する。詳細には、雰囲気温度Ｈが第１判定閾値Ｈｔｈ１未満場合、通電保持時間Ｘｐ、雰囲気温度Ｈが第１判定閾値Ｈｔｈ１以上、第２判定閾値Ｈｔｈ２未満場合、通電保持時間Ｘｑ、雰囲気温度Ｈが第２判定閾値Ｈｔｈ２以上の場合、通電保持時間Ｘｒとする。各値の大小関係は、Ｈｔｈ１＜Ｈｔｈ２、Ｘｐ＜Ｘｑ＜Ｘｒである。雰囲気温度Ｈは、モータ１０の環境温度であって、モータ１０そのものの温度であってもよいし、例えばトランスミッションの油温等、モータ１０の近傍に配置される他の部品の温度としてもよい。

通電ステータスＳＴ１３は、１相通電にて１相１歯の状態にて保持する。ここで、１相通電の場合、ロータ１０３が振動しやすい。また、雰囲気温度Ｈが低い場合、フリクションが大きく、ロータ１０３が揺れにくい。そこで、本実施形態では、雰囲気温度Ｈが低いほど、通電ステータスＳＴ３での通電保持時間Ｘｈ３を短くすることで応答性を向上可能である。なお、この例では、２つの判定閾値Ｈｔｈ１、Ｈｔｈ２を用いて通電保持時間Ｘｈ３を３段階に設定しているが、判定閾値は１以上であればよく、段階数は問わない。また、閾値判定に替えて、雰囲気温度Ｈに応じたマップや関数での演算により通電保持時間Ｘｈ３を設定してもよい。さらにまた、通電ステータスＳＴ３と同様、１相通電である通電ステータスＳＴ１の通電保持時間Ｘｈ１についても雰囲気温度Ｈに応じて可変としてもよい。

本実施形態では、切替前準備処理における通電時間は、モータ温度に応じて可変である。詳細には、モータ温度が低いほど、通電ステータスＳＴ３の通電時間が短くなるように設定される。これにより、モータ温度に応じて通電時間が適切に設定されるので、特に低温時の応答性向上に寄与する。また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１４および図１５に示す。本実施形態のレンジ切替処理を図１４のフローチャートに基づいて説明する。Ｓ２０１～Ｓ２０４の処理は、図１１中のＳ１０１～Ｓ１０４の処理と同様である。

通電ステータスＳＴ１での通電保持時間Ｘｈ１経過後に移行するＳ２０５では、制御部５０は、振幅Ａ１が振幅判定閾値Ａｔｈ１以下か否か判断する。振幅Ａ１は、例えば通電保持時間Ｘｈ１経過後からｎ個前のエンコーダカウント値の最大値と最小値の差分である。振幅Ａ１の演算詳細は問わない。振幅判定閾値Ａｔｈ１は、ロータ１０３が１相１歯の状態で保持されているとみなせる程度の値に設定される。後述の振幅Ａ３および振幅判定閾値Ａｔｈ３も同様である。振幅判定閾値Ａｔｈ１、Ａｔｈ３は、同じであってもよいし、異なっていてもよい。

振幅Ａ１が振幅判定閾値Ａｔｈ１以下であると判断された場合（Ｓ２０５：ＹＥＳ）、Ｓ２０７へ移行し、通電ステータスＳＴ２での通電を開始する。振幅Ａ１が振幅判定閾値Ａｔｈ１より大きいと判断された場合（Ｓ２０５：ＮＯ）、Ｓ２０６へ移行し、通電ステータスＳＴ１での通電を所定時間Ｘａ延長する。その後、Ｓ２０７へ移行し、通電ステータスＳＴ２での通電を開始する。Ｓ２０７～Ｓ２１０の処理は、Ｓ１０５～Ｓ１０８の処理と同様である。

通電ステータスＳＴ３での通電保持時間Ｘｈ３経過後に移行するＳ２１１では、制御部５０は、振幅Ａ３が振幅判定閾値Ａｔｈ３以下か否か判断する。振幅Ａ３が振幅判定閾値Ａｔｈ３以下であると判断された場合（Ｓ２１１：ＹＥＳ）、Ｓ２１３へ移行し、正常２相でのレンジ切り替えを実施する。振幅Ａ３が振幅判定閾値Ａｔｈ３より大きいと判断された場合（Ｓ２１１：ＮＯ）、Ｓ２１１へ移行し、通電ステータスＳＴ３での通電を所定時間Ｘｃ延長する。通電ステータスＳＴ１、ＳＴ３の延長時間は、同じであってもよいし、異なっていてもよい。Ｓ２１３～Ｓ２１５の処理は、図１１中のＳ１０９～Ｓ１１１の処理と同様である。

本実施形態のレンジ切替処理を図１５のタイムチャートに基づいて説明する。ここでは、振幅判定閾値Ａｔｈ１、Ａｔｈ３が等しいものとして説明する。また、説明のため、１相通電での振動成分を強調して記載している。時刻ｘ１０～ｘ１２の処理は、図１２の時刻ｘ０～ｘ２の処理と同様である。

時刻ｘ１２にて、通電ステータスＳＴ１での１相通電によりロータ１０３が振動するが、通電保持時間Ｘｈ１が経過した時刻ｘ１３での振幅Ａ１が振幅判定閾値Ａｔｈ１以下であるので、通電ステータスＳＴ１を延長せず、通電ステータスＳＴ２へ切り替える。通電ステータスＳＴ２では、２相通電のため、ロータ１０３の振動は比較的小さい。

通電ステータスＳＴ２の開始から通電保持時間Ｘｈ２が経過した時刻ｘ１４にて、通電ステータスＳＴ２から通電ステータスＳＴ３に切り替え、１相通電にすると、ロータ１０３が振動する。通電保持時間Ｘｈ３が経過した時刻ｘ１５での振幅Ａ３が振幅判定閾値Ａｔｈ３より大きいので、通電ステータスＳＴ３での通電を所定時間Ｘｃ延長する。この例では、通電ステータスＳＴ３を延長している間に振幅が振幅判定閾値Ａｔｈ３以下に収束している。通電ステータスＳＴ３を所定時間Ｘｃ延長した後、正常２相でのレンジ切り替えを行う。時刻ｘ１６以降の処理は、図１２中の時刻ｘ３以降の処理と同様である。

本実施形態では、通電ステータスＳＴ１および通電ステータスＳＴ３の少なくとも一方において、通電保持時間が経過したときのモータ回転角の振幅Ａ１、Ａ３が振幅判定閾値Ａｔｈ１、Ａｔｈ３より大きい場合、通電時間を延長する。これにより２相通電と比較してステータ１０１とロータ１０３との対向状態が不安定になりやすい１相通電において、対向位置保持精度を高めることができる。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１６～図１８に示す。図１６は、Ｓ２０６に替えてＳ２３１、２３２、Ｓ２１２に替えてＳ２３３、Ｓ２３４となっている点が図１４と異なっている。通電ステータスＳＴ１にて、通電保持時間Ｘｈ１経過後に移行するＳ２０５において、振幅Ａ１が振幅判定閾値Ａｔｈ１より大きいと判断された場合（Ｓ２０５：ＮＯ）に移行するＳ２３１では、通電ステータスＳＴ１を延長する。

Ｓ２３２では、制御部５０は、通電ステータスＳＴ１の延長開始からタイムアウト時間Ｘｏｕｔ１が経過したか否か判断する。タイムアウト時間が経過していないと判断された場合（Ｓ２３２：ＮＯ）、通電ステータスＳＴ１の延長を継続し、Ｓ２０５へ戻る。タイムアウト時間Ｘｏｕｔ１が経過したと判断された場合（Ｓ２３２：ＹＥＳ）、Ｓ２０７へ移行し、通電状態を通電ステータスＳＴ２に切り替える。

通電ステータスＳＴ３にて、通電保持時間Ｘｈ３経過後に移行するＳ２１１において、振幅Ａ３が振幅判定閾値Ａｔｈ３より大きいと判断された場合（Ｓ２１１：ＮＯ）に移行するＳ２３３では、通電ステータスＳＴ３を延長する。

Ｓ２３４では、制御部５０は、通電ステータスＳＴ３の延長開始からタイムアウト時間Ｘｏｕｔ３が経過したか否か判断する。タイムアウト時間Ｘｏｕｔ３が経過していないと判断された場合（Ｓ２３４：ＮＯ）、通電ステータスＳＴ３の延長を継続し、Ｓ２０５へ戻る。タイムアウト時間Ｘｏｕｔ３が経過したと判断された場合（Ｓ２３４：ＹＥＳ）、Ｓ２１３へ移行する。

本実施形態のレンジ切替処理を図１７および図１８のタイムチャートに基づいて説明する。図１７は、タイムアウト時間Ｘｏｕｔ３の前に振動が収束した場合を示している。時刻ｘ２０～時刻ｘ２５の処理は、図１５中の時刻ｘ１０～時刻ｘ１５の処理と同様である。時刻ｘ２５にて振幅Ａ３が振幅判定閾値Ａｔｈ３より大きいので、通電ステータスＳＴ３での通電を延長する。

通電ステータスＳＴ３の延長開始時刻である時刻ｘ２５からタイムアウト時間Ｘｏｕｔ３が経過する前の時刻ｘ２６にて、振幅Ａ３が振幅判定閾値Ａｔｈ３より小さくなっているので、切替前準備完了フラグをオンにし、正常２相でのレンジ切り替えを行う。時刻ｘ２６以降の処理は、上述の例と同様である。

図１８は、タイムアウト時間Ｘｏｕｔ３内に振動が収束しなかった場合を示している。時刻ｘ３０～時刻ｘ３５の処理は、図１５中の時刻ｘ１０～時刻ｘ１５の処理と同様である。時刻ｘ３５にて振幅Ａ３が振幅判定閾値Ａｔｈ３より大きいので、通電ステータスＳＴ３での通電を延長する。

通電ステータスＳＴ３の開始時刻である時刻ｘ３５からタイムアウト時間Ｘｏｕｔ３が経過した時刻ｘ３６にて、振幅Ａ３が振幅判定閾値Ａｔｈ３より大きい状態が継続しているが、タイムアウトとして切替前準備フラグをオンにし、正常２相でのレンジ切り替えを行う。時刻ｘ３６以降の処理は上述の例と同様である。

切替前準備完了直前の通電ステータスＳＴ３は１相通電であるので、ロータ１０３が振動しやすく、対向位置が定まりにくい。そこで、タイムアウト時間Ｘｏｕｔ３が経過した場合、振動が収束しなくとも、ロータ１０３が所定の対向位置への移動が完了しているとみなし、切替前準備完了とする。これにより、適切にレンジ切り替えを開始することができる。

本実施形態では、駆動制御部５５は、通電の延長開始からタイムアウト時間Ｘｏｕｔ１、Ｘｏｕｔ３が経過した場合、次の通電処理に移行する。詳細には、通電ステータスＳＴ１にてタイムアウト時間Ｘｏｕｔ１が経過した場合、通電ステータスＳＴ２へ移行し、通電ステータスＳＴ３にてタイムアウト時間Ｘｏｕｔ３が経過した場合、正常２相駆動でのレンジ切り替えを開始する。これにより、１相通電での振動が収まらない場合でも、適切に次の通電処理に切り替えることができる。また上記実施形態と同様の効果を奏する。

（第５実施形態）
第５実施形態を図１９～図２２に示す。本実施形態では、切替開始前準備中に、切替開始準備が適切になされなかった場合、リトライを行う。本実施形態のレンジ切替処理を図１９のフローチャートに基づいて説明する。

Ｓ３０１、Ｓ３０２の処理は、図１１中のＳ１０１、Ｓ１０２の処理と同様である。切替要求があると判断された場合（Ｓ３０２：ＹＥＳ）、Ｓ３０３へ移行し、後述のリトライフラグをオフにする。

Ｓ３０４～Ｓ３０６の処理は、図１４中のＳ２０３～Ｓ２０５の処理と同様である。振幅Ａ１が振幅判定閾値Ａｔｈ１以下であると判断された場合（Ｓ３０６：ＹＥＳ）、Ｓ３０８へ移行する。振幅Ａ１が振幅判定閾値Ａｔｈ１より大きいと判断された場合（Ｓ３０６：ＮＯ）、Ｓ３０７へ移行し、リトライフラグをオンにする。

Ｓ３０８～Ｓ３１２の処理は、図１４中のＳ２０７～Ｓ２１１の処理と同様である。振幅Ａ３が振幅判定閾値Ａｔｈ３より大きいと判断された場合（Ｓ３１２：ＮＯ）、Ｓ３１４へ移行し、リトライフラグをオンにする。すでにオンである場合は、その状態を維持する。振幅Ａ３が振幅判定閾値Ａｔｈ３以下であると判断された場合（Ｓ３１２：ＹＥＳ）、Ｓ３１３へ移行する。

Ｓ３１３では、制御部５０は、今回の通電ステータスＳＴ１での通電開始から、通電ステータスＳＴ３での通電が終了するまでの間に、モータ電圧Ｖｍが電圧判定閾値Ｖｔｈ未満となる電圧低下が生じたか否か判断する。電圧低下に替えて、モータ電流Ｉｍが電流判定閾値Ｉｔｈ未満となる電流低下の有無を判定してもよい。電圧低下が生じていないと判断された場合（Ｓ３１３：ＮＯ）、Ｓ３１５へ移行する。電圧低下が生じたと判断された場合（Ｓ３１３：ＹＥＳ）、Ｓ３１４へ移行し、リトライフラグをオンにする。なお、ここでは説明のため、通電ステータスＳＴ３終了後に電圧低下の有無を判定しているが、本処理とは別途に電圧監視を行い、電圧低下が生じたタイミングでリトライフラグをオンにするようにしてもよい。

Ｓ３１５では、制御部５０は、リトライフラグがオンか否か判断する。リトライフラグがオフであると判断された場合（Ｓ３１５：ＮＯ）、Ｓ３１９へ移行する。リトライフラグがオンであると判断された場合（Ｓ３１５：ＹＥＳ）、Ｓ３１６へ移行し、リトライカウンタＣｒをインクリメントする。

Ｓ３１７では、制御部５０は、リトライカウンタＣｒがカウント判定閾値Ｃｔｈより小さいか否か判断する。リトライカウンタＣｒがカウント判定閾値Ｃｔｈより小さいと判断された場合（Ｓ３１７：ＹＥＳ）、Ｓ３０３へ戻り、リトライフラグをオフし、切替前準備をリトライする。リトライカウンタＣｒがカウント判定閾値Ｃｔｈ以上であると判断された場合（Ｓ３１７：ＮＯ）、Ｓ３１８へ移行する。

Ｓ３１８では、制御部５０は、入力された切替要求が、ＰレンジからｎｏｔＰレンジへの切り替えか否か判断する。ＰレンジからｎｏｔＰレンジへの切り替えであると判断された場合（Ｓ３０３：ＹＥＳ）、Ｓ３１９以降の処理をスキップする。ｎｏｔＰレンジからＰレンジへの切り替えであると判断された場合（Ｓ３１８：ＮＯ）、Ｓ３１９へ移行し、リトライフラグをオフにし、切替前準備完了フラグをオンにする。Ｓ３２０、Ｓ３２１の処理は、図１１中のＳ１１０、Ｓ１１１の処理と同様である。

すなわち本実施形態では、所定回数の切替前準備処理のリトライを行っても、リトライフラグがセットされている場合、Ｐ入れ側については正常２相駆動でのレンジ切り替えを行い、Ｐ抜き側はレンジ切り替えを行わない。ここで、リトライフラグがセットされている状態は、リトライ条件が成立している状態、と捉えることができる。なお、Ｓ３１８を省略し、レンジ切り替え方向によらず、所定のリトライ回数後に、正常２相駆動を行うようにしてもよい。

本実施形態のレンジ切替処理を図２０～図２２のタイムチャートに基づいて説明する。図２０は、切替前準備処理中に電圧低下が生じた場合の例であって、共通時間軸を横軸とし、上段からモータ制御、１相断線検出状態、切替前準備完了フラグ、リトライフラグ、リトライカウンタ、モータ電圧、通電相を示している。図２２も同様である。

時刻ｘ４０～時刻ｘ４２の処理は、図１２中の時刻ｘ０～時刻ｘ２の処理と同様である。時刻ｘ４３にて、モータ電圧Ｖｍが電圧判定閾値Ｖｔｈを下回ると、リトライフラグがオンされる。

通電ステータスＳＴ３が終了した時刻４４にて、リトライフラグがオンであるので、切替前準備処理のリトライを行う。時刻ｘ４４では、リトライフラグをオフにし、リトライカウンタをインクリメントする。時刻ｘ４４から時刻ｘ４５にて、再度、通電ステータスＳＴ１～ＳＴ３での通電を行う。

時刻ｘ４５にて、リトライでの通電ステータスＳＴ３が終了したとき、今回のリトライ中の電圧低下が検出されず、リトライフラグがオフであるので、切替前準備完了フラグがオンされ、正常２相でのレンジ切り替えを行う。時刻ｘ４５以降の処理は、図１２中の時刻ｘ３以降の処理と略同様である。なお、リトライカウンタは、レンジ切替開始後の任意のタイミングでリセットされる。図２０では、切替前準備完了フラグをオフするタイミングにてリトライカウンタをリセットしているが、異なるタイミングであってもよい。

図２１は、通電ステータスＳＴ３での振動が収束しなかった場合の例であって、共通時間軸を横軸とし、上段から、モータ制御、１相断線検出状態、切替前準備完了フラグ、リトライフラグ、リトライカウンタ、回転角度センサ、通電相を示している。時刻ｘ５０～時刻ｘ５２の処理は、図１２中の時刻ｘ０～時刻ｘ２の処理と同様である。

時刻ｘ５３にて、通電ステータスＳＴ３が終了したとき、振幅Ａ３が振幅判定閾値Ａｔｈ３より大きいので、リトライフラグをオンにし、時刻ｘ５４にて、切替前準備処理のリトライを行う。時刻ｘ５４では、リトライフラグをオフにし、リトライカウンタをインクリメントする。なお、図２１では、説明のため、時刻ｘ５３を紙面左側にずらして記載した。この例では、通電ステータスＳＴ１終了後の振幅Ａ１が振幅判定閾値Ａｔｈ１以下であるが、振幅Ａ１が振幅判定閾値Ａｔｈ１より大きい場合は、通電ステータスＳＴ１終了時にリトライフラグをセットする。

時刻ｘ５５では、リトライでの通電ステータスＳＴ３が終了したとき、振幅Ａ１、Ａ３が振幅判定閾値Ａｔｈ１、Ａｔｈ３以下であって、リトライフラグがオンされないので、正常２相でのレンジ切替を行う。時刻ｘ５５以降の処理は、図１２中の時刻ｘ３以降の処理と同様である。

図２２は、リトライを行っても電圧低下が生じた場合の例である。図２２では、ｎｏｔＰレンジからＰレンジへの切り替えであるものとする。時刻ｘ６０～時刻ｘ６４の処理は、図２０中の時刻ｘ４０～時刻ｘ４４の処理と同様である。時刻ｘ６５にて、リトライ中にもモータ電圧Ｖｍが電圧判定閾値Ｖｔｈを下回ると、リトライフラグがオンされる。

時刻ｘ６６にて、リトライでの通電ステータスＳＴ３が終了したとき、リトライフラグがオンであるので、リトライフラグをオフにし、リトライカウンタをインクリメントする。ここで、カウント判定閾値Ｃｔｈが２である場合、２回目のリトライは行わず、切替前準備完了フラグをオンにし、正常２相でのレンジ切り替えを行う。時刻ｘ６６以降の処理は、図１２中の時刻ｘ３以降の処理と略同様である。

本実施形態では、切替前準備処理中の電圧低下により、切替前準備処理が失敗している虞がある場合、切替前準備処理のリトライを行う。また、通電ステータスＳＴ１にて、振動が収束しなかった場合、通電ステータスＳＴ２、ＳＴ３と切り替えたとき、例えば凹部対向になる等、２相２歯、１相１歯と対向状態が切り替わらない虞があるため、切替前準備のリトライを行う。さらにまた、切替前準備処理として通電ステータスＳＴ３の開始から通電保持時間Ｘｈ３が経過しても振幅Ａ３が振幅判定閾値Ａｔｈ３より大きく、ロータ１０３が所定の対向状態となっていない場合、切替前準備処理のリトライを行う。これにより、適切な対向状態から正常２相でのレンジ切り替えを開始することができる。

本実施形態では、切替前準備処理においてリトライ条件が成立した場合、切替前準備処理を再度行う。制御部５０は、通電ステータスＳＴ１および通電ステータスＳＴ３の少なくとも一方において、通電保持時間Ｘｈ１、Ｘｈ３が経過したときのモータ回転角の振幅Ａ１、Ａ３が振幅判定閾値Ａｔｈ１、Ａｔｈ３より大きい場合、リトライ条件が成立したと判定する。また、制御部５０は、始動前切替準備中にモータ電圧Ｖｍまたはモータ電流Ｉｍが判定閾値より小さくなった場合、リトライ条件が成立したと判定する。これにより、切替前準備処理の精度を向上することができる。

駆動制御部５５は、リトライ回数が判定回数以上となった場合、正常２相駆動を開始する。これにより、振動が大きい場合等においても、モータ１０の駆動を開始することができる。

ＥＣＵ４０は、シフトバイワイヤシステムに適用され、リトライ回数が判定回数以上、かつ、リトライ条件が成立している場合、正常２相駆動によるＰレンジ以外のレンジからＰレンジへの切り替えを許容し、ＰレンジからＰレンジ以外のレンジへの切り替えを禁止する。これにより、シフトレンジを適切に切り替えることができる。また上記実施形態と同様の効果を奏する。

（第６実施形態）
第６実施形態を図２３～図２７に示す。上記実施形態では、シフトレンジの切替要求があったときに、切替前準備処理を行う。本実施形態では、レンジ切替要求の前に、予め切替前準備処理を行う。

本実施形態の起動時処理を図２３のフローチャートに基づいて説明する。この処理は、イグニッションスイッチ等の車両の始動スイッチがオンされたときに実行される。Ｓ４０１では、制御部５０は、初期駆動が完了したか否か判断する。初期駆動処理は、エンコーダ１３とロータ１０３との相対位置を対応させるための通電処理である。初期駆動が完了していないと判断された場合（Ｓ４０１：ＮＯ）、この判断処理を繰り返す。初期駆動が完了したと判断された場合（Ｓ４０１：ＹＥＳ）、Ｓ４０２へ移行する。

Ｓ４０２の処理は、図１１のＳ１０１の処理と同様であり、１相断線が検出されていないと判断された場合（Ｓ４０２：ＮＯ）、以降の処理をスキップし、１相断線が検出されていると判断された場合（Ｓ４０２：ＹＥＳ）、Ｓ４０３へ移行する。

Ｓ４０３～Ｓ４０８は、図１１中のＳ１０３～Ｓ１０８と同様の切替前準備処理である。切替前準備処理が完了すると、制御部５０は、Ｓ４０９にて切替前準備完了フラグをオンにし、Ｓ４１０にてスタンバイモードに移行し、本処理を終了する。また、本実施形態では、切替前準備処理が完了したときのエンコーダカウント値を初期値ＥＮｉとして、図示しないＲＡＭ等の記憶部に保持しておく。

本実施形態のレンジ切替処理を図２４のフローチャートに基づいて説明する。Ｓ５０１、Ｓ５０２の処理は、図１１中のＳ１０１、Ｓ１０２の処理と同様である。切替要求があると判断された場合（Ｓ５０２：ＹＥＳ）、Ｓ５０５へ移行し、切替要求がないと判断された場合（Ｓ５０２：ＮＯ）、Ｓ５０３へ移行する。

Ｓ５０３では、制御部５０は、現在のエンコーダカウント値ＥＮと初期値ＥＮｉの差である回転量ΔＥＮが０か否か判断する。回転量ΔＥＮが０であると判断された場合（Ｓ５０３：ＹＥＳ）、すなわち切替前準備処理が完了してからロータ１０３が動いていない場合、以降の処理をスキップする。回転量ΔＥＮが０ではないと判断された場合（Ｓ５０３：ＮＯ）、すなわち切替準備完了からロータ１０３が動いている場合、Ｓ５０４へ移行し、切替前準備完了フラグをオフにする。

レンジ切替要求があると判断された場合（Ｓ５０２：ＹＥＳ）に移行するＳ５０５では、制御部５０は、切替前準備完了フラグがオンか否か判断する。切替前準備完了フラグがオンであると判断された場合（Ｓ５０５：ＹＥＳ）、Ｓ５１６へ移行する。切替前準備完了フラグがオフであると判断された場合（Ｓ５０５：ＮＯ）、Ｓ５０６へ移行する。

Ｓ５０６では、制御部５０は、回転量ΔＥＮが回転量判定閾値ＥＮｔｈより小さいか否か判断する。回転量判定閾値ＥＮｔｈは、通電相が１つ切り替わったときの回転量に対応する値であって、例えばエンコーダカウント値の２カウント分とする。回転量ΔＥＮが回転量判定閾値ＥＮｔｈより小さいと判断された場合（Ｓ５０７：ＹＥＳ）、Ｓ５０７へ移行する。回転量ΔＥＮが回転量判定閾値ＥＮｔｈ以上であると判断された場合（Ｓ５０７：ＮＯ）、Ｓ５０９へ移行する。

Ｓ５０８、Ｓ５０９の処理は、図１１中のＳ１０７、Ｓ１０８の処理と同様であって、通電保持時間Ｘｈ３に亘り通電ステータスＳＴ３での通電を行う。通電ステータスＳＴ３にて、通電保持時間Ｘｈ３が経過したと判断された場合（Ｓ５０８：ＹＥＳ）、Ｓ５１５へ移行する。

Ｓ５０９～Ｓ５１４の処理は、図１１中のＳ１０３～Ｓ１０８の処理と同様であって、回転量ΔＥＮが回転量判定閾値ＥＮｔｈ以上の場合、通電ステータスＳＴ１、ＳＴ２、ＳＴ３と切り替えることで、切替前準備処理を行う。通電ステータスＳＴ３にて、通電保持時間Ｘｈ３が経過したと判断された場合（Ｓ５１４：ＹＥＳ）、Ｓ５１５へ移行する。

Ｓ５１５～Ｓ５１７の処理は、図１１中のＳ１０９～Ｓ１１１の処理と同様であって、正常２相でのレンジ切り替えを行う。レンジ切替が完了したと判断された場合（Ｓ５１７：ＹＥＳ）、Ｓ５１８へ移行し、切替前準備処理を行う。Ｓ５１８では、Ｓ５０９～Ｓ５１５と同様、通電ステータスＳＴ１、ＳＴ２、ＳＴ３と切り替えることで、切替前準備処理を行う。通電ステータスＳＴ３にて通電保持時間Ｘｈ３が経過した後、切替前準備完了フラグをオンにし、Ｓ５１９にてスタンバイモードとする。また、切替前準備完了時のエンコーダカウント値ＥＮを初期値ＥＮｉとして保持する。

本実施形態のレンジ切替処理を図２５～図２７のタイムチャートに基づいて説明する。図２５に示すように、時刻ｘ７０にてＩＧオンされ、初期診断等により１相断線が検出されると、初期駆動が終了した時刻ｘ７２から切替前準備処理として、通電ステータスＳＴ１、ＳＴ２、ＳＴ３の順に通電相を切り替える。切替前準備処理が完了した時刻ｘ７３にて、切替前準備完了フラグをオンにし、スタンバイモードとする。

図２５の例では、スタンバイ中にロータ１０３が動いておらず、切替前準備完了フラグがオンの状態が継続される。時刻ｘ７４にてシフトレンジ切替要求が入力されたとき、切替前準備完了フラグがオンされているので、この状態から正常２相を用いたフィードバック制御でのレンジ切り替えが実施される。

時刻ｘ７５にて、目標到達判定範囲に到達すると、停止制御を行う。時刻ｘ７６にて停止制御が終了すると、次のレンジ切り替えに備えて切替前準備処理を行う。次回のレンジ切り替えは、回転方向が逆転方向となるので、Ｕ相断線の場合、Ｖ相→ＶＷ相→Ｗ相の順で通電する。切替前準備処理が終了した時刻ｘ７７にて、切替前準備完了フラグをオンに、スタンバイモードへ移行する。

図２６では、時刻ｘ８０～時刻Ｘ８３の処理は、図２５中の時刻ｘ７０～時刻ｘ７３の処理と同様である。時刻ｘ８４にて、例えば振動等により、切替前準備完了時の停止位置からロータ１０３が動くと、切替前準備完了フラグがオフされる。

時刻ｘ８５にて、シフトレンジ切替要求が入力されたとき、切替前準備完了フラグがオフであるので、再度切替前準備処理を行う。図２６の例では、切替前準備完了からの回転量ΔＥＮが回転量判定閾値ＥＮｔｈより小さいので、切替前準備処理として、通電ステータスＳＴ３のみ、すなわちＵ相断線での正転であればＶ相通電を行う。

時刻ｘ８６にて、切替前準備処理が完了すると、切替前準備完了フラグがオンされ、正常２相を用いたフィードバック制御でのレンジ切り替えが実施される。時刻ｘ８６以降の処理は、図２５中の時刻ｘ７４以降の処理と同様である。

図２７では、時刻ｘ９０～時刻ｘ９３の処理は、図２５中のｘ７０～ｘ７３の処理と同様である。時刻ｘ９４にて、振動等により切替前準備完了時の停止位置からロータ１０３が動くと、切替前準備完了フラグがオフされる。

時刻ｘ９５にて、シフトレンジ切替要求が入力されたとき、切替前準備完了フラグがオフであるので、再度切替前準備処理を行う。図２７の例では、切替前準備完了からの回転量ΔＥＮが回転量判定閾値ＥＮｔｈ以上であるので、時刻ｘ９２～時刻ｘ９３等の切替前準備処理と同様、通電ステータスＳＴ１、ＳＴ２、ＳＴ３の順に通電相を切り替える。

時刻ｘ９６にて、切替前準備処理が完了すると、切替前準備完了フラグがオンされ、正常２相を用いたフィードバック制御でのレンジ切り替えが実施される。時刻ｘ９６以降の処理は、図２５中の時刻ｘ７４以降の処理と同様である。

本実施形態では、初期駆動完了後、および、レンジ切替完了時に切替前準備処理を行っておくことで、シフト要求後に切替前準備処理を行う場合と比較し、レンジ切り替えに要する時間を短縮することができる。

また、事前に切替前準備処理を行う場合、シフトレンジ切替要求が入力されるまでの間に、振動等によりロータ１０３が動き、ステータ１０１とロータ１０３との対向状態が変わってしまう虞がある。そのため、切替前準備処理完了後にロータ１０３が動いた場合には、レンジ切替前に、再度切替前準備処理を行う。

切替前準備完了後からのロータ１０３の回転量が小さく、通電ステータスＳＴ３で切替前準備完了時の対向状態に戻せる場合は、切替前準備処理を通電ステータスＳＴ３のみとすることで、通電ステータスＳＴ１からの通電を行う場合と比較し、切替前準備処理に要する時間を短縮することができる。また、ロータ１０３の回転量ΔＥＮが回転量判定閾値ＥＮｔｈ以上の場合は、通電ステータスＳＴ１～ＳＴ３の通電を行うことで、所定の対向状態からレンジ切り替えを開始することができる。

ここで、シフトレンジ切替要求入力から停止制御開始までの時間を応答時間とし、切替前準備完了からシフトレンジ切替要求の入力までにロータ１０３が動かなかった場合の応答時間をＸｒ１、シフトレンジ切替要求入力までの回転量ΔＥＮが回転量判定閾値ＥＮｔｈより小さい場合の応答時間をＸｒ２、シフトレンジ切替要求入力までの回転量ΔＥＮが回転量判定閾値ＥＮｔｈ以上の場合の応答時間Ｘｒ３とすると、Ｘｒ１＜Ｘｒ２＜Ｘｒ３である。

本実施形態では、駆動制御部５５は、３相のうちの１相に断線故障が生じており、正常な２相を用いてモータを駆動する正常２相駆動を行う場合、システム起動時、および、モータ１０の停止制御後の少なくとも一方において、正常２相駆動開始時の通電保持相への通電とは異なる通電パターンでの通電を行った後に、通電保持相に通電する切替前準備処理を行う。これにより、モータ１０の始動開始時に切替前準備処理を行う場合よりも、応答性を向上することができる。

切替前準備処理が完了した後、モータ１０の駆動を開始するまでの間にモータ１０が回転した場合、再度、切替前準備処理を行った後、正常２相駆動を行う。これにより、切替前準備処理完了からモータの駆動開始までに、振動等によりロータ１０３が動いた場合、再度切替前準備処理を行うことで、適切な対向状態から正常２相駆動を開始することができる。

また、切替前準備処理が完了してからモータ１０の駆動を開始するまでのモータ１０の回転量ΔＥＮが回転量判定閾値ＥＮｔｈより小さい場合、モータ駆動開始前の切替前準備処理において、通電保持相以外への通電を省略する。これにより、モータ駆動開始前の切替前準備処理時間を短縮することができる。また上記実施形態と同様の効果を奏する。

実施形態では、エンコーダ１３が「回転位置センサ」、エンコーダカウント値が「回転位置センサの検出値」、ＥＣＵ４０が「モータ制御装置」に対応する。また、切替前準備処理が「始動前準備処理」、通電ステータスＳＴ１が「第１通電処理」、通電ステータスＳＴ２が「第２通電処理」、通電ステータスＳＴ３が「第３通電処理」に対応し、通電ステータスＳＴ３での通電相が「通電保持相」に対応する。

（他の実施形態）
第１実施形態～第６実施形態は、例えば、切替前準備処理の実施タイミングによらず、雰囲気温度に応じて通電保持時間を可変する、リトライを行う前に通電ステータスの延長を行う、タイムアウトした場合、Ｐ入れを許容し、Ｐ抜きを禁止する、といった具合に、各実施形態の処理は適宜組み合わせて実施可能である。

上記実施形態では、通電前準備処理として、通電ステータスＳＴ１、ＳＴ２、ＳＴ３の順で通電相を切り替える。他の実施形態では、通電ステータスＳＴ１、ＳＴ２の一方を省略してもよい。

上記実施形態では、回転検出部はエンコーダである。他の実施形態では、例えばレゾルバ等のエンコーダ以外の回転位置を検出可能なセンサ等を用いてもよい。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、モータは、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。また、モータ巻線の相数は、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つの谷部が設けられる。他の実施形態では、谷部の数は２つに限らず、例えば、Ｐ、Ｒ、Ｎ、Ｄの各レンジに対応する４つの谷部が形成されていてもよい。また、ディテント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、モータ制御装置は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、モータ制御装置をシフトバイワイヤ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。

本発明の特徴は、「前記制御部は、前記始動前準備処理中に電圧または電流が判定閾値より小さくなった場合、前記リトライ条件が成立したと判定する請求項１～４のいずれか一項に記載のモータ制御装置。」、「前記駆動制御部は、リトライ回数が判定回数以上となった場合、前記正常２相駆動を開始する請求項１～５のいずれか一項に記載のモータ制御装置。」としてもよい。

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
１１・・・モータ巻線
４０・・・ＥＣＵ（モータ制御装置）
４１・・・駆動回路
４１１～４１３・・・スイッチング素子
５０・・・制御部
５２・・・異常判定部
５５・・・駆動制御部

Claims (7)

1. ３相のモータ巻線（１１）を有するモータ（１０）の駆動を制御するモータ制御装置であって、
   前記モータ巻線の各相への通電のオンオフを切り替えるスイッチング素子（４１１～４１３）を有する駆動回路（４１）と、
   前記モータの回転位置を検出する回転位置センサ（１３）の検出値に基づくフィードバック制御により前記スイッチング素子のオンオフ作動を制御する駆動制御部（５５）、および、前記モータ巻線の断線故障を判定する異常判定部（５２）を有する制御部（５０）と、
   を備え、
   前記駆動制御部は、３相のうちの１相に断線故障が生じており、正常な２相を用いて前記モータを駆動する正常２相駆動を行う場合、前記正常２相駆動開始時の通電相である通電保持相への通電パターンとは異なるパターンでの通電を行った後に前記通電保持相に通電する始動前準備処理を行い、
   前記始動前準備処理においてリトライ条件が成立した場合、前記始動前準備処理を再度行うモータ制御装置。
2. 前記駆動制御部は、前記始動前準備処理として、正常相の１相に通電する第１通電処理、正常相の２相に通電する第２通電処理、１相の前記通電保持相に通電する第３通電処理の順で通電相を切り替える請求項１に記載のモータ制御装置。
3. 前記始動前準備処理における通電相は、断線相および前記モータの回転方向に応じて設定され、
   前記第１通電処理の通電相は、通電相の切替順序からみて、断線相の前に通電される相である請求項２に記載のモータ制御装置。
4. 前記制御部は、前記第１通電処理および前記第３通電処理の少なくとも一方において、通電保持時間が経過したときのモータ回転角の振幅が振幅判定閾値より大きい場合、前記リトライ条件が成立したと判定する請求項２または３に記載のモータ制御装置。
5. 前記制御部は、前記始動前準備処理中に電圧または電流が判定閾値より小さくなった場合、前記リトライ条件が成立したと判定する請求項１または２に記載のモータ制御装置。
6. 前記駆動制御部は、リトライ回数が判定回数以上となった場合、前記正常２相駆動を開始する請求項１または２に記載のモータ制御装置。
7. シフトバイワイヤシステム（１）に適用され、
   前記リトライ回数が前記判定回数以上、かつ、前記リトライ条件が成立している場合、前記正常２相駆動によるＰレンジ以外のレンジからＰレンジへの切り替えを許容し、ＰレンジからＰレンジ以外のレンジへの切り替えを禁止する請求項６に記載のモータ制御装置。

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