JP7035990B2 - シフトバイワイヤシステム - Google Patents

Description

本開示は、車両のシフトレンジ切替えを制御するシフトバイワイヤシステムに関する。

特許文献１には、ドライバに選択されているシフトレンジを示す信号などに基づいて駆動させたモータにより、変速機におけるシフトレンジの切替機構を作動させるシフトバイワイヤシステムが開示されている。特許文献１のシフトバイワイヤシステムは、回転角センサと、制御部と、駆動回路とを備える。回転角センサは、切替機構を作動させるモータの回転角を逐次検出する。制御部は、選択されているシフトレンジおよび検出されている回転角の現在値などに基づいて、モータの通電パターンを逐次決定する。制御部は、決定した通電パターンに対応する駆動信号を駆動回路に逐次出力する。駆動回路は、シフト制御装置からの駆動信号の切り替わりに従ってモータの通電パターンを逐次切替えることにより、モータを駆動する。制御部は、駆動回路に駆動されているモータや切替機構を回転角センサなどにより監視することによりフィードバック制御を行う。

特開２０１８－１１２２３８号公報

シフトバイワイヤシステムにおいて、回転角センサ、制御部、および駆動回路を含む一連の制御系統を、モータに対して二系統設ける構成が検討されている。こうした構成により、一方の制御系統において回転角センサの異常などによりモータの駆動を中断する場合においても、他方の制御系統による駆動により、モータの作動を継続させうる。

しかし、制御系統に生じる異常のパターンには、駆動回路における異常として、駆動信号の切り替えに従わず、モータへの通電パターンを固定する異常が含まれる。こうした異常は、いずれの制御系統に生じた場合においても、他方の系統によるモータの駆動を抑制する。この結果、一方の制御系統に通電パターンを固定させる異常が生じた場合に、他方の制御系統においても回転角センサを用いて算出される回転速度の異常として制御部にフィードバックされる。故に、回転角センサによる監視では、駆動回路に異常の生じた駆動回路を有する制御系統の特定が困難となりえた。

本開示は、モータを駆動する複数の駆動回路のうち、異常の生じた駆動回路を有する制御系統を特定可能なシフトバイワイヤシステムの提供を目的とする。

上記目的は独立請求項に記載の特徴の組み合わせにより達成され、また、下位請求項は、本開示の更なる有利な具体例を規定する。特許請求の範囲に記載した括弧内の符号は、一つの態様として後述する実施形態に記載の具体的手段との対応関係を示すものであって、本開示の技術的範囲を限定するものではない。

上記目的を達成するための本開示の一つのシフトバイワイヤシステムは、車両のドライバの選択したシフトレンジを示すレンジ信号に基づいて駆動したモータ（３１）により、変速機（２０）のシフトレンジを切替えるシフトバイワイヤシステムであって、モータに対する通電パターンの切替えによりモータを駆動する駆動回路（１０２）と、モータの回転角を逐次検出する回転角検出部（１２１）と、回転角検出部で検出された回転角に基づいて駆動回路による通電パターンの切替えを制御する駆動制御部（１２２）と、をそれぞれ有する二つの制御系統（１００）と、各制御系統における駆動制御部の両方がレンジ信号に基づいてモータを駆動している場合に、モータの回転速度の低下に基づいて、各制御系統のいずれかにおける駆動回路の通電パターンの切替えの異常を検出する異常検出部（１３１）と、各制御系統の一方を維持系統、他方を変動系統とし、維持系統における駆動回路による通電量を維持させるとともに、変動系統における駆動回路による通電量を変動させる変動部（１３２）と、モータの回転速度の変動が変動部による通電量の変動を追従した場合、維持系統を駆動回路に異常の発生した異常系統として特定する異常特定部（１３３）と、を備える。

以上の構成によれば、異常検出部によりいずれかの駆動回路に通電パターン固定の異常が生じている場合において、異常の発生した駆動回路は、通電量に従う大きさの力でモータの回転を抑制する。また、異常の発生していない駆動回路は、通電量に従う大きさの力でモータの回転を促進する。故にモータの回転速度は、変動部による変動系統の通電量の変動時に、維持系統側に異常を生じている場合においては通電量の変動を追従して変動し、変動系統側に異常を生じている場合においては通電量の変動に反して変動する。この結果、異常特定部は、回転角検出部を用いて算出した回転速度が変動部による通電量の変動を追従するか否かに基づいて、いずれの制御系統が異常系統であるかを判断可能となる。従ってシフトバイワイヤシステムは、異常の生じた駆動回路を有する制御回路を特定可能となる。

本開示の他の一つのシフトバイワイヤシステムは、車両のドライバの選択したシフトレンジを示すレンジ信号に基づいて駆動したモータ（３１）により、変速機（２０）のシフトレンジを切替えるシフトバイワイヤシステムであって、モータに対する通電パターンの切替えによりモータを駆動する駆動回路（１０２）と、モータの回転角を逐次検出する回転角検出部（１２１）と、回転角検出部で検出された回転角に基づいて駆動回路による通電パターンの切替えを制御する駆動制御部（１２２）と、をそれぞれ有する二つの制御系統（１００）と、各制御系統がレンジ信号に基づいてモータへの通電を停止させている場合において、各制御系統の一方を維持系統、他方を変動系統とし、維持系統の駆動回路による通電の停止を維持させるとともに、変動系統の駆動回路による通電および通電パターンの切替えを、変速機のシフトレンジを維持する範囲で実施させる変動部（１３２）と、変更部による通電および通電パターンの切替えに反してモータが停止している場合に、変動系統を駆動回路に異常の発生した異常系統と特定する異常特定部（１３３）と、を備える。

以上の構成によれば、異常検出部によりいずれかの駆動回路に通電パターン固定の異常が生じている場合において、異常の発生した駆動回路は、通電量に従う大きさの力でモータの回転を抑制する。また、異常の発生していない駆動回路は、通電量に従う大きさの力でモータの回転を促進する。故にモータの回転速度は、変動部による変動系統の通電時に、変動系統側に異常を生じている場合においては、通電に反して回転を停止させる。この結果、異常特定部は、回転角検出部を用いて算出した回転速度が変動部による通電を追従して増加するか否かに基づいて、変動系統が異常系統であるかを判断可能となる。従ってシフトバイワイヤシステムは、異常の生じた駆動回路を有する制御回路を特定可能となる。

シフトバイワイヤシステムの構成を示す図である。 レンジ切替機構の構成を示す図である。 一方の制御装置１１０における処理の例を示すフローチャートである。 他方の制御装置１１０における処理の例を示すフローチャートである。 第二実施形態における一方の制御装置１１０における処理の例を示すフローチャートである。 第二実施形態における他方の制御装置１１０における処理の例を示すフローチャートである。 第三実施形態における制御装置１１０における処理の例を示すフローチャートである。

以下、本開示の複数の実施形態を図面に基づいて説明する。なお、各実施形態の説明において、対応する構成要素には同一番号の符号を付して重複する説明を省略する場合がある。構成の一部のみを説明している場合、構成の他の部分については先に説明した実施形態を適用できる。また、各実施形態の説明において明示している構成の組み合わせばかりでなく、特に組み合わせに支障が生じなければ、明示していなくても部分的に構成を組み合わせることも可能である。

＜第一実施形態＞
本開示の第一実施形態によるシフトバイワイヤシステム１は、図１に示すように、車両において、セレクタ装置１０に対するドライバの操作により選択されているシフトレンジに応じて、変速機２０のシフトレンジを変更させるシステムである。シフトバイワイヤシステム１は、セレクタ装置１０、変速機２０に加えて、アクチュエータ３０、および二つの制御系統１００を備えている。

セレクタ装置１０は、ドライバによるシフトレンジの選択操作を受け付け、選択されたシフトレンジを示すレンジ信号を出力する装置である。例えば本実施形態では、セレクタ装置１０からのレンジ信号は、パーキングレンジ、リバースレンジ、ニュートラルレンジ、ドライブレンジの四つのシフトレンジのうちのいずれがドライバにより選択されているかを示している。セレクタ装置１０は、セレクタレバー１１と、検出ユニット１２と含む。セレクタレバー１１は、選択操作に従い各シフトレンジに対応した位置に移動する。検出ユニット１２は、例えば磁気センサなどによりセレクタレバー１１の現在位置を検出し、現在位置に対応するシフトレンジを示すレンジ信号を出力する。

変速機２０は、走行駆動源から車軸へ伝達される回転駆動力について、変速比などを自動で変更する自動変速機である。変速機２０は、内部に設けられた各種のバルブにより作動油の流路や油圧を制御することにより、クラッチなどを自動で駆動して変速比などを変更する。変速機２０は、レンジ切替機構２１を有する。

レンジ切替機構２１は、変速機２０における作動油の流路を、選択されているシフトレンジに対応する流路に切り替えるための機構である。レンジ切替機構２１は、図２に示すようにシャフト２２、ディテントプレート２３、ディテントスプリング２４、およびレンジ切替バルブ２５を含む。

シャフト２２は、アクチュエータ３０の出力軸に接続されている円柱状の部材である。シャフト２２は、アクチュエータ３０により駆動されて中心軸線周りに回転する。

ディテントプレート２３は、シャフト２２に接続され、シャフト２２と共に回転する平板状の部材である。ディテントプレート２３は、両面をシャフト２２の中心軸線に沿った方向に向ける姿勢で、シャフト２２から外周方向に広がるように配置されている。ディテントプレート２３は、回転に伴う姿勢の変動に応じて、レンジ切替バルブ２５やパーキングロック機構２をシフトレンジに対応した配置に直線的に移動させる。ディテントプレート２３の外周縁部には、シャフト２２の中心軸線に向けて凹む切欠きが複数形成されている。ディテントプレート２３には、四つのシフトレンジに対応する四つの切欠きが形成されている。ディテントプレート２３は、各シフトレンジに対応した姿勢の範囲である係合角度範囲において、そのシフトレンジに対応する切欠きをディテントスプリング２４に係合させる。

ディテントスプリング２４は、シャフト２２の中心軸線に向かう付勢力によりディテントプレート２３の切欠きと係合する部材である。ディテントスプリング２４は、アクチュエータ３０の作動によるディテントプレート２３の姿勢変更が行われていない場合に、切欠きとの係合によりディテントプレート２３の姿勢を保持する。姿勢の保持、すなわち回転の規制により、レンジ切替バルブ２５などの位置が保持される。ディテントスプリング２４は、アクチュエータ３０の作動により姿勢変更が行われている場合、ディテントスプリング２４は切欠きとの係合を一時的に解除し、ディテントプレート２３の回転を可能とする。具体的には、ディテントプレート２３が係合角度範囲から外れる姿勢まで回転された場合に、ディテントプレート２３によりシャフト２２から離れる方向に押し出されて弾性変形する。押し出されたディテントスプリング２４は、ディテントプレート２３がいずれかの切欠きの係合角度範囲の姿勢となるまで、切欠きとの係合を一時的に解除する。

レンジ切替バルブ２５は、柱状に形成され、延伸する方向に沿って移動可能ないわゆるスプール弁である。レンジ切替バルブ２５は、ディテントプレート２３の姿勢の変動に伴い、各シフトレンジに対応する配置に移動する。レンジ切替バルブ２５は、位置に応じて作動油の流路を切り替えることにより、変速機２０のシフトレンジを切り替える。

アクチュエータ３０は、シャフト２２を回転駆動することにより、レンジ切替バルブ２５などをレンジ信号の示すシフトレンジに対応する配置に移動させる装置である。アクチュエータ３０は、モータ３１と、減速機３２とを有する。

モータ３１は、例えば三相のスイッチトリラクタンスモータなどの同期モータが用いられている。モータ３１は、通電パターン、すなわち電流を流される相と、その切替えとに従って発生するロータに対する吸引力により回転する。吸引力は、ロータの回転角で示されるロータの各突極の現在位置と、通電パターンとの関係に従った方向に発生する。モータ３１は、吸引力の方向を同じ回転方向とするように、回転角の変動に従って通電パターンを切替えられることにより、回転を継続する。モータ３１は、発生する吸引力による加減速で追従可能な範囲において、通電パターンの切り替わりに従った速度で回転する。

モータ３１には、三相のコイルのセットが、互いに各相の電気角を実質的に一致させる配置で二セット設けられている。モータ３１は、二セットの両方に対し、通電パターンおよびその切り替わりを同期させて通電されることにより、両方の吸引力を合計した吸引力でロータを回転させる。モータ３１は、二セットのうちの一方のみに通電して通電パターンを切替える場合においても駆動可能である。モータ３１は、一方のみ通電の場合、両方に通電の場合と比較して、吸引力の低下に伴いトルクや最大速度を制限される。

二セットのコイルのうち一方の通電パターンが固定された場合、固定された側のコイルは、一部の回転角において、回転方向と逆方向に通電量に応じた大きさで吸引力を発生させる。この結果、一方のコイルの通電パターンが固定された場合、他方のコイルで通電パターンを切替えてロータを回転させる吸引力を発生させていても、回転の停止または失速が生じる。

減速機３２は、複数のギヤなどを含んで構成され、モータ３１の回転を所定の減速比で減速してシャフト２２およびディテントプレート２３に伝達する。減速機３２は、例えばモータ３１において数回転程度の回転角を、ディテントプレート２３において一度程度の姿勢変化となるように減速して伝達する。

制御系統１００は、レンジ信号に基づいてモータ３１の駆動を制御するための一連の部品のセットである。二つの制御系統１００の各々は、それぞれモータ３１に設けられた二セットのコイルの一方と個別に対応している。制御系統１００は、対応する一セットのコイルに対する通電および通電パターンの切替えを行う。各制御系統１００は、図１に示すように、回転角センサ１０１、駆動回路１０２、通電変更部１０３、および制御装置１１０をそれぞれ含んでいる。

回転角センサ１０１は、モータ３１におけるロータの回転角を検出するためのセンサである。回転角センサ１０１は、例えばホール素子などの磁気センサにより提供され、ロータと共に回転する磁性部材による磁界の周期的な変動を検出する。具体的には、回転角センサ１０１は、円板状の磁性部材の外周に所定の角度間隔で形成された凹凸または磁極と対向する配置である。回転角センサ１０１は、ロータおよび磁性部材の回転に伴う凹凸または磁極の通過を、磁界の変動に基づいて検出する。回転角センサ１０１で検出される磁界の変動により、制御装置１１０はロータの回転角などを検出可能となる。

また回転角センサ１０１は、磁性部材の周りにおいて、凹凸または磁極の間隔よりも小さい所定の角度間隔となるように複数個をセットとして配置されている。セット内における変動の検出順により、制御装置１１０はロータの回転方向を特定可能となる。

駆動回路１０２は、車両の電源３から供給される電力をモータ３１のコイルに提供することにより、モータ３１を駆動する回路である。駆動回路１０２は、複数の半導体スイッチなどを含んでいる。駆動回路１０２は、モータ３１のコイルのうち、自身を含む制御系統１００に対応した一セットのコイルに対する通電を担う。駆動回路１０２は、制御装置１１０からの駆動信号に従う半導体スイッチのスイッチングにより、コイルに対する通電パターンの切替えを行う。

通電変更部１０３は、例えばリレーなどを含み、モータ３１への通電量、すなわちモータ３１に流される電流量を変更するための回路である。本実施形態の通電変更部１０３は、同じ制御系統１００内の駆動回路１０２と、車両の電源３との間に設けられたリレーである。通電変更部１０３は、制御装置１１０からの開閉信号に従って開閉することにより、電源３から駆動回路１０２への電力を遮断している状態と供給している状態とを切り替える。通電変更部１０３は、駆動回路１０２への電力の供給と遮断の切替えにより、モータ３１に流される電流量を、電源３からの印加電圧に従う大きさと、ゼロとの間で変更させる。

制御装置１１０は、例えばソフトウェアを非一時的に記録した非遷移的かつ実体的な記憶媒体としてのメモリ１１１と、ソフトウェアを実行するプロセッサコア１１２とを含む電子制御装置である。制御装置１１０は、プロセッサコア１１２でのソフトウェアの実行により、回転角検出部１２１、および駆動制御部１２２としての機能を発揮する。

回転角検出部１２１は、モータ３１におけるロータの回転角などを検出する。回転角検出部１２１は、同じ制御系統１００内の回転角センサ１０１で検出された磁界の変動に基づき、回転角を逐次検出する。また回転角検出部１２１は、検出した回転角の時間的な変動に基づいて、モータ３１の回転数のカウントや、単位時間あたりの回転角の変化量、すなわち回転速度の算出を行う。回転角検出部１２１は、他方の制御系統１００の制御装置１１０における回転角検出部１２１と相互に通信し、各々の特定した回転角などを相互にチェックする。

駆動制御部１２２は、同じ制御系統１００内の駆動回路１０２に対して逐次駆動信号を出力することにより、駆動回路１０２からモータ３１への通電パターンを制御する。駆動制御部１２２は、セレクタ装置１０からのレンジ信号と、回転角検出部１２１で検出された回転角とに基づいて通電パターンの切替えを制御する。より具体的には、駆動制御部１２２は、レンジ信号によりドライバの選択するシフトレンジの変更がセレクタ装置１０から伝達されると、新たなシフトレンジに対応するディテントプレート２３の姿勢を目標姿勢として設定する。

駆動制御部１２２は、現在のディテントプレート２３の姿勢から、目標姿勢まで変更するためのモータ３１の回転方向、および必要回転数を算出する。駆動制御部１２２は、モータ３１に回転を開始させ、必要回転数の回転を完了して停止させるまでの回転速度の遷移を目標回転速度として設定する。目標回転速度は、モータ３１の発生する吸引力で可能な加減速および最高速度の範囲で遷移するように設定される。従って、例えば他方の制御系統１００による駆動が停止した場合には、自身を含む制御系統１００のみで可能な加減速および最高速度の範囲内で目標回転速度を設定または更新する。駆動制御部１２２は、目標回転速度に沿ってモータ３１を駆動するように、回転角検出部１２１からの回転角などのフィードバックを受けつつ逐次駆動信号を生成および出力する。

シフトバイワイヤシステム１は、各制御系統１００からモータ３１への通電パターンの固着の検出、および固着した制御系統１００の特定のために、異常検出部１３１、変動部１３２、および異常特定部１３３としての機能を発揮するように構成されている。本実施形態におけるこれらの機能は、各制御装置１１０において、メモリ１１１に記録されたソフトウェアを実行したプロセッサコア１１２により、回転角検出部１２１、および駆動制御部１２２としての機能に加えて発揮されている。なお、これらの機能を含めた制御装置１１０の発揮する機能の一部または全部は、ＡＳＩＣ等のロジック回路アレイによるプロセッサを用いてハードウェア的に実現されていてもよい。

異常検出部１３１は、各制御系統１００のいずれかにおける異常として、駆動回路１０２における通電パターン切替えの異常である通電パターン固定を検出する。通電パターン固定は、駆動制御部１２２の機能により制御装置１１０から出力される駆動信号の切り替わりに反して、駆動回路１０２からモータ３１に対する通電パターンの固定される異常である。異常検出部１３１は、回転角検出部１２１で算出された現在の回転速度に基づいて、通電パターン固定を検出する。異常検出部１３１は、両方の制御系統１００の駆動制御部１２２が駆動回路１０２にモータ３１を駆動させている場合に、回転速度の低下に基づいて通電パターン固定を検出する。

異常検出部１３１は、目標回転速度として設定された各時刻における速度に対して回転速度が低下した状態となっている場合に、通電パターン固定が発生したと判断する。異常検出部１３１は、目標回転速度に対する回転速度の差が所定の速度差閾値以上の場合に、回転速度の低下した状態であると見なして通電パターン固定が発生したと判断する。すなわち、駆動制御部１２２によるモータ３１の加速または速度維持の実施にも関わらず、停止した状態の継続または失速が生じた場合に、回転速度の低下した状態が発生していると見なされる。

変動部１３２は、異常検出部１３１で通電パターン固定の異常が検出された場合に、一方の制御系統１００からモータ３１への通電量を変動させる。具体的には、変動部１３２は、二つの制御系統１００のうち、一方を維持系統とし、他方を変動系統として設定する。変動部１３２は、維持系統の駆動回路１０２からモータ３１に対する通電量を維持させる。すなわち変動部１３２は、各相のコイルに対して流される電流の量を維持しつつ、通電パターンの切替えを継続させる。変動部１３２は、変動系統の駆動回路１０２からモータ３１に対する通電量を一時的に変更させる。

本実施形態の変動部１３２は、変動系統からの通電量を、一時的にゼロに減少させる。変動部１３２は、通電変更部１０３のリレーを一時的に開放して駆動回路１０２への電力供給を遮断させることにより、通電量をゼロに減少させる。なお、変動部１３２は、通電量をゼロに変更している期間においても、駆動制御部１２２による駆動信号の生成を継続させる。

異常特定部１３３は、変動部１３２による通電量の変動が実施された場合に、回転速度の変動に基づいて、駆動回路１０２に異常の発生した制御系統である異常系統を特定する。異常特定部１３３は、回転速度の変動が、通電量の変動を追従するか否かに基づいて、維持系統と変動系統のうちいずれが異常系統に相当するかを判断する。本実施形態の異常特定部１３３は、通電量を減少させた後においても回転速度の低下が継続した場合には、回転速度の変動が通電量の変動を追従していると見なし、維持系統を異常系統として特定する。異常特定部１３３は、通電量を減少させた後において回転速度が回復した場合には、回転速度の変動が通電量の変動を追従していないと見なし、変動系統を異常系統として特定する。

ただし、本実施形態における回転速度の低下が継続した状態とは、通電量の減少開始から所定の回復時間経過した時点における回転速度が、減少開始した時点の回転速度以下である状態を示す。また回転速度が回復した状態とは、回復時間経過した時点の回転速度が、減少開始した時点の回転速度よりも大きくなっている状態を示す。回復時間は、実際の回転速度が減少開始以降に上昇した場合に、回復時間経過した時点において算出される回転速度を、減少開始した時点において算出される回転速度よりも大きくするように設定される。例えば、回転角検出部１２１で回転速度を直近の所定時間内における回転角の変動量に基づいて算出している場合、回復時間はその所定時間以上の長さに設定される。

異常特定部１３３は、異常系統として特定した制御系統１００によるモータ３１に対する通電を停止させる。例えば異常特定部１３３は、異常系統の制御装置１１０を停止させると共に、通電変更部１０３のリレーを開放させることにより、異常系統からの通電を停止させる。すなわち異常特定部１３３は、維持系統が異常系統として特定された場合には、維持系統による通電を停止させ、変動系統による通電および通電パターンの切替えを再開させる。また異常特定部１３３は、変動系統が異常系統として特定された場合には、維持系統には引き続き通電および通電パターンの切替えを実施させ、変動系統の制御装置１１０を停止させる。

［制御装置１１０の作動］
制御装置１１０の作動を、図３および図４のフローチャートに沿って説明する。各制御装置１１０は、シフトレンジ切替えの要求を受けた場合、設定した目標回転速度に沿った駆動の完了まで、図３および図４に示す処理の一方を周期的に実行する。すなわち、一方の制御装置１１０は図３に示す処理をＳ１０１から順に周期的に実行し、他方の制御装置１１０は図４に示す処理をＳ２０１から順に周期的に実行する。

まず、図３の処理を説明する。Ｓ１０１では、回転速度の低下が生じた状態であるか否かを判断する。回転速度の低下が生じていない場合にはＳ１０２に進む。回転速度の低下が生じている場合にはＳ１０３に進む。Ｓ１０２では、通常の通電および通電パターン切替えによる駆動制御を実施し、図３の処理を終了する。

Ｓ１０３では、通電変更部１０３のリレーを開放することにより、自身を含む制御系統１００からのモータ３１に対する通電を一時的に停止させる。すなわち、自身を含む制御系統１００を変動系統、他方の制御系統１００を維持系統と設定し、変動系統からの通電量を変動させる。

Ｓ１０４では、自身を含む制御系統１００からの通電を停止した旨を他方の制御系統１００の制御装置１１０に通知する。

Ｓ１０５では、通電停止時点から回復時間経過した時点における回転速度に基づき、回転速度が回復しているか否かを判断する。回転速度が回復している場合にはＳ１０６に進み、回復していない場合にはＳ１０８に進む。

Ｓ１０６では、自身を含む制御系統１００が異常系統であると見なして、自身を含む制御系統１００からの通電を終了する。Ｓ１０７では、他方の制御装置１１０や、車両に設けられた表示装置などに対して、自身を含む制御系統１００に異常が生じている旨を通知し、図３に示す処理を終了する。

Ｓ１０８では、自身を含む制御系統１００は異常系統ではなく、他方の制御系統１００が異常系統であると見なして、自身を含む制御系統１００からの通電を再開する。

次に、図４の処理を説明する。Ｓ２０１では、回転速度の低下が生じた状態であるか否かを判断する。回転速度の低下が生じていない場合はＳ２０２に進む。回転速度の低下が生じている場合はＳ２０３に進む。Ｓ２０２では、通常の通電および通電パターン切替による駆動制御を実施し、図３の処理を終了する。

Ｓ２０３では、他方の制御装置１１０から通電を停止した旨の通知を受信したことに基づき、回転速度が回復したか否かの判断を実施する状況であるか否かを判断する。すなわち、通知の受信から回復時間経過しているか否かを判断する。まだ受信していない、または受信から回復時間を経過していない場合には、回復したか否かの判断を実施する状況ではないとしてＳ２０２に進み、通常の通電制御を継続する。通知の受信から回復時間を経過した場合には、回復したか否かの判断を実施する状況であるとしてＳ２０４に進む。

Ｓ２０４では、回転速度が回復しているか否かを判断する。回復している場合には、自身を含む制御系統１００は異常系統ではないとしてＳ２０２に進み、通常の通電制御を継続する。回復していない場合には、Ｓ２０５へ進む。

Ｓ２０５では、自身を含む制御系統１００は異常系統であるとして、自身を含む制御系統１００からの通電を終了する。Ｓ２０６では、他方の制御装置１１０や表示装置などに自身を含む制御系統１００に異常が生じている旨を通知し、図４に示す処理を終了する。

［第一実施形態のまとめ］
以上、説明した第一実施形態によれば、異常検出部１３１によりいずれかの駆動回路１０２に通電パターン固定の異常が生じている場合において、異常の発生した駆動回路１０２は、通電量に従う大きさの力でモータ３１の回転を抑制する。また、異常の発生していない駆動回路１０２は、通電量の変動に従う大きさの力でモータ３１の回転を促進する。故にモータ３１の回転速度は、変動部１３２による変動系統の通電量の変動時に、維持系統側に異常を生じている場合においては通電量の変動に追従して変動し、変動系統側に異常を生じている場合においては通電量の変動に反して変動する。

この結果、異常特定部１３３は、回転角検出部１２１を用いて算出した回転速度が、変動部１３２による通電量の変動を追従するか否かに基づいて、いずれの制御系統１００が異常系統であるかを判断可能となる。従ってシフトバイワイヤシステム１は、異常の生じた駆動回路１０２を有する制御系統１００を特定可能となる。

また、本実施形態の変動部１３２は、変動系統の駆動回路１０２からモータ３１に対する通電を停止させる。故に、変動系統側が異常系統である場合には、異常特定部１３３による異常系統の特定以前に、異常系統による回転の抑制を停止させうる。故に、変動系統側が異常系統である場合において、異常検出部１３１による通電パターン固定の検出から、モータ３１の回転速度の回復までの時間を短縮しうる。

＜第二実施形態＞
第二実施形態は、第一実施形態の変形例である。第二実施形態におけるシフトバイワイヤシステム１では、第一実施形態と比較して通電変更部１０３（図１参照）の構成が変更されており、これに伴い変動部１３２および異常特定部１３３の機能も第一実施形態と部分的に異なっている。

第二実施形態における通電変更部１０３は、駆動回路１０２からモータ３１に対する通電量を、ゼロ以外に設定された複数の電流レベルを切替え可能に構成されている。例えば通電変更部１０３は、駆動回路１０２に対する給電経路として、抵抗器などを介して電源３と接続させるバイパス回路と、直接的に電源３と接続させる直通回路とを有している。通電変更部１０３は、リレーなどを用いて、駆動回路１０２に対する電力の供給状態を、給電しない状態と、直通回路を通じて給電する状態と、バイパス回路を通じて給電する状態とを切替え可能に構成されている。通電変更部１０３は、通常時においては、直通回路を通じて駆動回路１０２に電力を供給する。

第二実施形態における変動部１３２は、異常検出部１３１で通電パターン固定が検出された場合、変動系統の駆動回路１０２によるモータ３１への通電量を一時的に減少させる。変動部１３２は、変動系統側に含まれる通電変更部１０３に対して、一時的にバイパス回路を通じて駆動回路１０２に給電するように要求することにより、通電量を一時的に減少させる。

第二実施形態における異常特定部１３３は、回転速度の時間変化量に基づいて、回転速度が通電量の変動を追従したか否かを判断する。具体的には、回転速度の単位時間あたりの低下量が、通電量減少の直前に対して増大した場合に追従したと判断し、減少した場合には追従していないと判断する。換言すれば、異常特定部１３３は、回転速度の減速率が通電量の減少率を追従しているか否かを判断することにより、異常系統を特定する。ただし、回転速度が上昇または変動なしとなっている場合は、低下量がマイナスまたはゼロの値、すなわち追従していないとして、変動系統を異常系統として特定する。異常特定部１３３は、特定した結果を相互にチェックし、一致した結果となった場合にその判断結果を確定させる。

［制御装置１１０の作動］
第二実施形態における各制御装置１１０の作動を、図５および図６のフローチャートに沿って説明する。図５および図６に示す処理は、第一実施形態における図３および図４の処理に代わって実行される処理である。すなわち、シフトレンジ切替要求を受けた二つの制御装置１１０のうち、一方の制御装置１１０は図５に示す処理をＳ３０１から順に周期的に実行し、他方が図６に示す処理をＳ４０１から順に周期的に実行する。

まず、図５の処理を説明する。Ｓ３０１およびＳ３０２は、Ｓ１０１およびＳ１０２（図３参照）と同一の処理である。Ｓ３０３は、Ｓ１０３に相当する処理であり、通電変更部１０３の給電経路を一時的にバイパス回路に変更させ、モータ３１への通電量を減少させる。

Ｓ３０４は、Ｓ１０４に相当する処理であり、自身を含む制御系統１００からの通電量を減少させた旨を他方の制御系統１００の制御装置１１０に通知する。

Ｓ３０５は、Ｓ１０５に相当する処理であり、回転速度の低下量に基づいて、いずれの制御系統１００が異常系統に相当しているかを判断する処理である。低下量が減少した、すなわち減速ペースの緩和された状態、または加速に転じた状態となった場合には、自身を含む制御系統１００が異常系統であるとしてＳ３０７に進む。低下量が増大した場合には、他方の制御系統が異常系統であるとしてＳ３０６に進む。

Ｓ３０６では、Ｓ３０５における判断の結果、すなわち他方の制御系統が異常系統であると判断している旨を、他方の制御装置１１０に送信する。Ｓ３０７では、Ｓ３０５における判断の結果、すなわち自身を含む制御系統１００が異常系統であると判断している旨を、他方の制御装置１１０に送信する。

Ｓ３０８では、Ｓ３０５における判断の結果と、他方の制御装置１１０から送信された判断の結果とが一致しているか否かを判断する。一致している場合はＳ３０９に進み、一致していない場合はＳ３０５に戻って再び異常系統の判断を行う。

Ｓ３０９では、判断結果の一致により確定した異常系統が、自身を含む制御系統１００であるか否かを判断する。自身を含む制御系統１００である場合はＳ３１０に進み、他方の制御系統である場合はＳ３１２に進む。

Ｓ３１０およびＳ３１１は、Ｓ１０６およびＳ１０７と同一の処理である。また、Ｓ３１２は、Ｓ１０８と同一の処理である。

次に、図６の処理を説明する。Ｓ４０１、Ｓ４０２、およびＳ４０３は、Ｓ２０１、Ｓ２０２、およびＳ２０３と同一の処理である。Ｓ４０４は、Ｓ２０４に相当する処理であり、回転速度の低下量に基づいて異常系統を判断する処理である。低下量が減少した、すなわち減速ペースの緩和された状態、または加速に転じた状態となった場合には、他方の制御系統が異常系統であるとしてＳ４０５に進む。低下量が増大した場合には、自身を含む制御系統１００が異常系統であるとしてＳ４０６に進む。

Ｓ４０５では、Ｓ４０４における判断の結果、すなわち他方の制御系統が異常系統であると判断している旨を、他方の制御装置１１０に送信する。Ｓ４０６では、Ｓ４０４における判断の結果、すなわち自身を含む制御系統１００が異常系統であると判断している旨を、他方の制御装置１１０に送信する。

Ｓ４０７では、Ｓ４０４における判断の結果と、他方の制御装置１１０から送信された判断の結果とが一致しているか否かを判断する。一致している場合はＳ４０８に進み、一致していない場合はＳ４０４に戻って再び異常系統の判断を行う。

Ｓ４０８では、判断結果の一致により確定した異常系統が、自身を含む制御系統１００であるか否かを判断する。自身を含む制御系統１００である場合はＳ４０９に進み、他方の制御系統である場合はＳ４０２に進んで通常の通電制御を継続する。Ｓ４０９およびＳ４１０は、Ｓ２０５およびＳ２０６と同一の処理である。

［第二実施形態のまとめ］
以上、説明した第二実施形態によれば、第一実施形態と同様に、通電パターン固定の生じた制御系統１００である異常系統を特定可能となる。

また本実施形態では、変動部１３２は変動系統からの通電量を減少させるにあたり、ゼロでない値に減少させている。故に、いずれの制御系統１００が異常系統であった場合においても、回転方向に向かう吸引力をゼロにすることなく異常系統を特定しうる。故にシフトバイワイヤシステム１は、異常系統の特定にあたり、異常系統となっている側に拘わらず回転速度の低下を抑制しうる。

＜第三実施形態＞
第三実施形態は、第一実施形態の別の変形例である。第三実施形態におけるシフトバイワイヤシステム１では、制御装置１１０の発揮する機能の一部が第一実施形態における機能と異なっている。具体的には、変動部１３２および異常特定部１３３の機能が第一実施形態と異なっている。

第三実施形態の変動部１３２は、異常検出部１３１による通電パターン固定の検出が発生していない場合においても、変動系統の通電量を一時的に変動させる。具体的には、変動部１３２は、レンジ信号によりシフトレンジの切替えを要求されていない状態、すなわち回転を必要としない状態において、いずれか一方を変動系統に設定し、変動系統に対して一時的に通電および通電パターンの切替えを実施させる。

変動部１３２は、変動系統に対して、モータ３１を駆動させるように通電および通電パターンの切替えを実施させる。変動部１３２は、シフトレンジの維持される範囲で、すなわちシフトレンジの切り替わらない範囲で通電および通電パターンの切替えを実施させる。変動部１３２は、その時点でのシフトレンジに対応した係合角度範囲から外れない範囲で、モータ３１を回転させるように通電および通電パターンの切替えを実施させる。変動部１３２は、その時点でのシフトレンジに対応した係合角度範囲内に目標姿勢を設定させてモータ３１の駆動を実施させる。

変動部１３２は、シフトレンジ切替えの要求を受けにくい状況、例えばドライブレンジとなっている場合に、変動系統として設定する制御系統１００を交互に切替えつつ、所定の時間間隔で通電を実施させる。変動部１３２は、シフトレンジの維持される範囲であれば、回転方向は問わず、複数回通電を実施しても良い。また、通電を実施させるたびに回転方向を変更させ、係合角度範囲内を往復するようにモータ３１を駆動させても良い。

第三実施形態の異常特定部１３３は、変動部１３２により変動系統の一時的な通電および通電パターンの切替えが実施された場合に、モータ３１が回転しているか否かに基づいて、変動系統が異常系統であるか否かを判断する。具体的には、一時的な通電および通電パターンの切替えが実施されたにもかかわらずモータ３１が停止している場合に、変動系統が異常系統であると判断する。なお、モータ３１が停止しているとは、モータ３１の回転が所定回転角未満など、通電パターン切替えの１サイクルで回転する回転角程度で停止している状態を示す。

［制御装置１１０の作動］
第三実施形態における各制御装置１１０の作動を、図７のフローチャートに沿って説明する。二つの制御装置１１０は、イグニッションスイッチがオンとなっている状態において、それぞれ図７に示す処理をＳ５０１から順に周期的に実行する。

Ｓ５０１では、シフトレンジの切替え要求を受けているか否かを判断する。受けていない場合はＳ５０２に進み、受けている場合にはＳ５１０に進む。

Ｓ５０２では、自身を含む制御系統１００の診断を実施した結果を示すフラグに基づいて、診断を実施済みであるか否かを判断する。フラグが設定されており、診断を実施済みであると判断した場合には図７の処理を終了する。フラグがクリアされた状態となっており、診断を未実施であると判断した場合にはＳ５０３に進む。

Ｓ５０３では、現在のシフトレンジがドライブレンジであるか否かを判断する。ドライブレンジである場合にはＳ５０４に進み、ドライブレンジでない場合には図７の処理を終了する。

Ｓ５０４では、自身を含む制御系統１００が変動系統に設定されていることにより、診断を実施する順序となっているか否かを判断する。診断を実施する順番となっている場合にはＳ５０５に進み、順番となっていない場合には図７の処理を終了する。

Ｓ５０５では、通電および通電パターンの切替えを実施させる。Ｓ５０６では、Ｓ５０５で実施させた通電および通電パターンの切替えに伴い、モータ３１が回転したか否かを判断する。モータ３１が回転した場合にはＳ５０７に進み、回転していない場合にはＳ５０８に進む。

Ｓ５０７では、診断を実施済みであり、かつ診断の結果として自身を含む制御系統１００が異常系統ではなく正常であった旨を示すフラグを設定する。Ｓ５０８では、診断を実施済みであり、かつ診断の結果として自身を含む制御系統１００が異常系統であった旨を示すフラグを設定する。Ｓ５０９では、自身を含む制御系統１００が異常系統である旨を他方の制御装置１１０などに通知する。

Ｓ５１０では、自身を含む制御系統１００が異常系統と診断されているか否かを判断する。異常系統であると診断されている場合には、他方の制御系統１００にのみ通電を実施させ、自身は通電を実施せずに図７に示す処理を終了する。

Ｓ５１１では、通常の通電制御を実施する。Ｓ５１２では、正常であった旨を示すフラグをクリアし、次にドライブレンジとなった場合に再び診断が実行されるように設定する。

［第三実施形態のまとめ］
以上、説明した第三実施形態によれば、第一実施形態と同様に、通電パターン固定の生じた制御系統１００である異常系統を特定可能となる。

また本実施形態では、シフトレンジの切替えを要求されていない状態において変動部１３２により実施された一時的な通電量の変動に従ってモータ３１が回転するか否かに基づいて、異常特定部１３３は、異常系統を特定しうる。故にシフトバイワイヤシステム１は、シフトレンジの切替えを要求された場合に、あらかじめ特定された異常系統を用いることなくモータ３１を駆動しうる。従って、シフトバイワイヤシステム１は、シフトレンジの切替えを要求された場合に、通電パターン固定による駆動の抑制を生じにくい。

＜他の実施形態＞
以上、本開示の実施形態を説明したが、本開示は上述の実施形態に限定されるものではなく、次の変形例も本開示の技術的範囲に含まれ、さらに、下記以外にも要旨を逸脱しない範囲内で種々変更して実施できる。なお、以下の説明において、それまでに使用した符号と同一番号の符号を有する要素は、特に言及する場合を除き、それ以前の実施形態における同一符号の要素と同一である。また、構成の一部のみを説明している場合、構成の他の部分については先に説明した実施形態を適用できる。

上述の実施形態においては、異常検出部１３１、変動部１３２および異常特定部１３３としての機能は、二つの制御装置１１０のそれぞれにおいて発揮され、協働して異常系統の特定を行っていた。しかし、上述の各機能は、一方の制御装置１１０のみで発揮され、他方の制御装置１１０も含めて制御する構成でもよい。また、上述の各機能は、各制御装置１１０とは別体の電子制御装置において発揮される構成であってもよい。こうした場合においても、各機能はＣＰＵなどのプロセッサコア１１２におけるソフトウェアの実行で実現されてもよいし、ＡＳＩＣなどによりハードウェア的に実現されていてもよい。また、それらの組み合わせで実現されていてもよい。

上述の第一実施形態および第二実施形態において、変動部１３２は、変動系統側からの通電量の変動として、通電量ゼロまで減少させることを含めて通電量を減少させる変動を実施していた。しかし、変動系統側の駆動回路１０２からモータ３１への印加電圧を一時的に昇圧するなどし、通電量を増大させる変動を行ってもよい。この場合、異常特定部１３３は、通電量の増大に伴って回転速度が上昇したときに、変動を追従したとして維持系統を異常系統と特定すればよい。また、駆動回路１０２にスイッチのオンデューティを変動させることにより実効的な通電量を変動させるなど、通電量を変動させる方法についても適宜変更可能である。

上述の実施形態においては、異常検出部１３１は、回転速度の目標回転速度に対する差に基づいて通電パターン固定を検出していた。しかし、回転速度の減速率に基づいて検出するなど、検出条件は適宜変更可能である。

１ シフトバイワイヤシステム、 ２０ 変速機、 ３１ モータ、 １００ 制御系統、 １０２ 駆動回路、 １２１ 回転角検出部、 １２２ 駆動制御部、 １３１ 異常検出部、 １３２ 変動部、 １３３ 異常特定部

Claims (4)

1. 車両のドライバの選択したシフトレンジを示すレンジ信号に基づいて駆動したモータ（３１）により、変速機（２０）のシフトレンジを切替えるシフトバイワイヤシステムであって、
   前記モータに対する通電パターンの切替えにより前記モータを駆動する駆動回路（１０２）と、前記モータの回転角を逐次検出する回転角検出部（１２１）と、前記回転角検出部で検出された回転角に基づいて前記駆動回路による通電パターンの切替えを制御する駆動制御部（１２２）と、をそれぞれ有する二つの制御系統（１００）と、
   各前記制御系統における前記駆動制御部の両方が前記レンジ信号に基づいて前記モータを駆動している場合に、前記モータの回転速度の低下に基づいて、各前記制御系統のいずれかにおける前記駆動回路の通電パターンの切替えの異常を検出する異常検出部（１３１）と、
   各前記制御系統の一方を維持系統、他方を変動系統とし、前記維持系統における前記駆動回路による通電量を維持させるとともに、前記変動系統における前記駆動回路による通電量を変動させる変動部（１３２）と、
   前記モータの回転速度の変動が前記変動部による通電量の変動を追従した場合、前記維持系統を前記駆動回路に異常の発生した異常系統として特定する異常特定部（１３３）と、を備えるシフトバイワイヤシステム。
2. 前記変動部は、前記異常検出部が異常を検出した場合に、前記変動系統の前記駆動回路による前記モータに対する通電を停止させ、
   前記異常特定部は、前記変動系統による通電を停止させた後に前記回転速度の低下が継続した場合に、前記維持系統を前記異常系統として特定する請求項１に記載のシフトバイワイヤシステム。
3. 前記変動部は、前記異常検出部が異常を検出した場合に、前記変動系統の前記駆動回路による前記モータに対する通電量を減少させ、
   前記異常特定部は、前記変動系統による通電量を減少させた後に前記回転速度の低下が増大した場合に、前記維持系統を前記異常系統として特定する請求項１に記載のシフトバイワイヤシステム。
4. 車両のドライバの選択したシフトレンジを示すレンジ信号に基づいて駆動したモータ（３１）により、変速機（２０）のシフトレンジを切替えるシフトバイワイヤシステムであって、
   前記モータに対する通電パターンの切替えにより前記モータを駆動する駆動回路（１０２）と、前記モータの回転角を逐次検出する回転角検出部（１２１）と、前記回転角検出部で検出された回転角に基づいて前記駆動回路による通電パターンの切替えを制御する駆動制御部（１２２）と、をそれぞれ有する二つの制御系統（１００）と、
   各前記制御系統が前記レンジ信号に基づいて前記モータへの通電を停止させている場合において、各前記制御系統の一方を維持系統、他方を変動系統とし、前記維持系統の前記駆動回路による通電の停止を維持させるとともに、前記変動系統の前記駆動回路による通電および通電パターンの切替えを、前記変速機のシフトレンジを維持する範囲で実施させる変動部（１３２）と、
   前記変動部による通電および通電パターンの切替えに反して前記モータが停止している場合に、前記変動系統を前記駆動回路に異常の発生した異常系統と特定する異常特定部（１３３）と、を備えるシフトバイワイヤシステム。

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