JP7310538B2 - シフトレンジ装置 - Google Patents

Description

本開示は、シフトレンジ装置に関する。

車両には、ドライブ、バック、ニュートラル、パーキングなどのシフトのポジションを切り替えるシフトレンジ制御装置が備えられている（例えば特許文献１、２）。こうしたシフトレンジ装置では、運転者からのシフトレンジ切り替え要求を受けると、モータを駆動して、シフトレンジを切り替える。特許文献１のシフトレンジ制御装置では、マイコンの暴走による誤切り替えを抑止するため、シフトレンジ制御装置と別に設けた監視回路でシフトレンジ制御装置が正常に動作しているか否かを監視し、正常に動作していないと判断した場合には、シフトレンジ制御装置の駆動を停止する。特許文献２のシフトレンジ制御装置は、モータを駆動して、エンコーダとロータ位置関係を学習する励磁相学習を実行する。

特開２０１４－２３８１６１号公報 特開２０１９－７１７２６号公報

特許文献１のシフトレンジ制御装置では、ドライバからのシフト切り替え要求がされた場合には、監視を解除してモータを駆動する。しかし、ドライバからのシフト切り替え要求なしにモータを駆動したい場合には、監視されるため、通電レジスタの変化回数がカウントされ、誤検出されてしまうという問題があった。すなわち、励磁相学習のようなドライバからのシフト切り替え要求なしにモータを極低速で駆動させる場合において、誤検出が発生するという問題があった。

本開示の一形態によれば、シフトポジションの切り替えを行なうシフトレンジ装置（１）が提供される。このシフトレンジ装置は、シフトポジションの切り替えの動力源となるモータ（１０）と、前記モータへの通電を行なう通電部（４１）と、前記モータのロータの回転を開始させない磁界、または、前記ロータに生じた回転を停止させる保持磁界のいずれかが得られない状態となる異常状態を監視する監視部（７２）と、を備え、前記監視部は、監視によって前記異常状態が生じていると判断した場合には、前記通電部に対し、前記モータへの通電を停止させる。この形態によれば、監視部は、モータのロータの回転を開始させない磁界、または、ロータに生じた回転を停止させる保持磁界のいずれかが得られない状態となる異常状態を監視し、異常状態が生じていると判断した場合には、前記通電部に対し、前記モータへの通電を停止させる。その結果、励磁相学習のような極低速なモータ駆動時に、モータの動作が異常か否かを判断できる。

シフトレンジ装置を示す斜視図である。 シフトレンジ装置の制御部であるＥＣＵの示す概略構成図である。 監視期間を示す説明図である。 第１実施形態におけるモータの動作の異常判定フローチャートである。 モータの動作が異常でない場合のタイムチャートの例である。 モータの動作が異常である場合のタイムチャートの例である。 第２実施形態におけるモータの動作の異常判定フローチャートである。 モータの動作が異常でない場合のタイムチャートの例である。 モータの動作が異常である場合のタイムチャートの例である。

・第１実施形態：
図１および図２に示すように、シフトレンジ装置１は、モータ１０、減速機１４、出力軸１５、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、車両に搭載される図示しないバッテリから電力が供給されることで駆動され、シフトレンジ切替機構２０の動力源として機能する。本実施形態のモータ１０は、例えば、ＳＲモータである。

減速機１４は、モータ１０のモータ軸と出力軸１５との間に設けられ、モータ１０の回転を減速して出力軸１５に出力する。これにより、モータ１０の回転がシフトレンジ切替機構２０に伝達される。

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の駆動により、出力軸１５と一体に回転する略扇型の部材である。ディテントプレート２１は、略扇型の弧の部分に４つの谷部２２を備える。減速機１４により減速されて回転される回転駆動力は、マニュアルバルブ２８、および、パーキングロック機構３０へ伝達され、これらを以下のように作動させる。

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と接続されている。ディテントプレート２１がモータ１０によって駆動されると、ディテントプレート２１とともにピン２４が出力軸回りに回転し、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。

ディテントスプリング２５は、弾性変形可能な板状部材であり、先端に係合部材としてのディテントローラ２６が設けられる。ディテントローラ２６は、ディテントプレート２１に形成された４つの谷部２２のいずれかに嵌まり込む。本実施形態では、ディテントプレート２１に形成される谷部２２は４つであるので、ディテントローラ２６が係合する係合ポジション数は、４である。

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の回動中心側に押さえつける。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４つの谷部２２を順次移動していく。ディテントローラ２６が４つの谷部２２のいずれかに嵌まり込むことで、ディテントプレート２１が出力軸回りに揺動することが規制され、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。

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字形状を有しており、一端３１１がディテントプレート２１に固定されている。パーキングロッド３１の他端３１２には、円錐体３２が設けられている。円錐体３２は、他端３１２の先端側にいくほど縮径するように形成されている。ディテントプレート２１が図１の逆回転方向に揺動すると、パーキングロッド３１とともに円錐体３２が矢印Ｐの方向に移動する。

パーキングロックポール３３は、円錐体３２の円錐面と当接し、軸部３４を中心に揺動可能に設けられている。パーキングロックポール３３のパーキングギア３５側には、パーキングギア３５と噛み合い可能な凸部３３１が設けられている。ディテントプレート２１が逆回転方向に回転し、円錐体３２が矢印Ｐ方向に移動すると、パーキングロックポール３３がパーキングギア３５に近づくように押し上げられ、凸部３３１とパーキングギア３５とが噛み合う。一方、ディテントプレート２１が正回転方向に回転し、円錐体３２が矢印ＮｏｔＰ方向に移動すると、パーキングロックポール３３がパーキングギア３５から離間するように移動し、凸部３３１とパーキングギア３５との噛み合いが解除される。

パーキングギア３５は、図示しない車軸に設けられ、パーキングロックポール３３の凸部３３１と噛み合い可能に設けられている。パーキングギア３５と凸部３３１とが噛み合うことで、車軸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）への通電する通電部として機能する。モータドライバ４１とバッテリからの電源ライン＋Ｂ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ＩＧがオンされているときにリレー制御部４７によりオンされ、モータ１０側へ電力の供給を可能にする。また、モータリレー４６は、始動スイッチＩＧがオフされているときにリレー制御部４７によりオフされ、モータ１０側への電力の供給を遮断する。

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

ＥＣＵ５０は、ドライバ要求シフトレンジ、ブレーキスイッチからの信号および車速等に基づいてモータ１０の駆動を制御することで、シフトレンジの切り替えを制御する。また、ＥＣＵ５０は、車速、アクセル開度、および、ドライバ要求シフトレンジ等に基づき、自動変速機５に設けられた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、励磁相学習部５１、目標角度設定部５５、駆動制御部５６、異常判定部５８、報知部５９、通電レジスタ７１、通電レジスタ監視部７２、シフトレンジ変化監視部７３等を有する。

図２に示すように、モータ１０には、回転角センサとしてのエンコーダ１３が設けられている。エンコーダ１３は、モータ１０の図示しないロータの回転位置を検出する。エンコーダ１３は、例えば磁気式のロータリーエンコーダであって、ロータと一体に回転する磁石と、磁気検出用のホールＩＣ等により構成される。エンコーダ１３は、ロータの回転に同期して、所定角度ごとにＡ相のパルス信号ＳｇＡおよびＢ相のパルス信号ＳｇＢを出力する。

励磁相学習部５１は、エンコーダ１３からのパルス信号ＳｇＡ、ＳｇＢのカウント値と、通電相との関係を学習する励磁学習を実行する。励磁相学習部５１は、励磁学習するときに、駆動制御部５６に対して、例えば、ＵＶ相通電→Ｕ相通電→ＷＵ相通電→Ｗ相通電→ＶＷ相通電→Ｖ相通電→ＵＶ相通電の順に通電するように指示する。 励磁相学習部５１は、同時にエンコーダ１３から出力されるパルス信号ＳｇＡ、ＳｇＢを取得し、通電させている相と、エンコーダ１３のパルス信号ＳｇＡ、ＳｇＢとの関係を学習し、初期値θ０を生成する。ロータの角度の初期値θ０は、目標角度設定部５５に出力される。

目標角度設定部５５は、車両に設けられたセンサ群、例えばシフトスイッチ等に基づくドライバ要求シフトレンジ７４や、車速センサ、および、ブレーキスイッチセンサ、パーキングブレーキセンサ７５からの信号等に基づき、目標シフトレンジを設定する。また、目標角度設定部５５は、初期値θ０と目標シフトレンジに応じ、モータ１０を回転させる目標角度であるモータ角度目標値に対応した目標カウント値θｃｍｄを設定する。目標カウント値θｃｍｄは、モータ１０を初期値θ０からどれだけ回転させるか、の目標値である。

駆動制御部５６は、モータ１０が目標カウント値θｃｍｄとなる回転位置にて停止するように、フィードバック制御等により、モータ１０の駆動を制御する。例えば、駆動制御部５６が、目標カウント値θｃｍｄに基づいて通電レジスタ７１にモータドライバ４１の駆動パターン、すなわち通電する相を順次設定すると、モータドライバ４１は、駆動パターンに基づいてモータ１０を駆動する。

通電レジスタ７１は、駆動制御部５６から設定された相を示す信号を格納するレジスタである。通電レジスタ監視部７２は、第１監視カウンタＣ１を有している。通電レジスタ監視部７２は、通電レジスタ７１に格納されている相を示す信号を監視し、通電される相に変化が有った場合には、第１監視カウンタＣ１のカウント値をカウントアップする。通電レジスタ監視部７２は、第１監視カウンタＣ１のカウント値から、励磁学習において異常が生じたと判断した場合には、異常判定部５８に通知する。この異常判断の詳細については、後述する。

異常判定部５８は、通電レジスタ監視部７２が監視した通電レジスタ７１の変化からモータ１０の駆動に異常が生じたか否かを判定する。報知部５９は、異常判定部５８からモータ１０の駆動に異常の通知を受けた場合には、ドライバに報知する。報知は、音、インストルメントパネルへの表示などにより行われる。報知部５９は、リレー制御部４７に対し、モータ１０側への電力の供給を遮断するように指示してもよい。

シフトレンジ変化監視部７３は、ドライバ要求シフトレンジ７４を監視することで、ドライバによるシフト操作の有無を監視する。ドライバによるシフト操作があった場合には、シフトレンジ変化監視部７３は、通電レジスタ監視部７２に対して、一定時間、例えば５秒間、通電レジスタ７１を監視しなくても良い監視不要の指示をする。

本実施形態では、ＥＣＵ５０は、シフト切り替え要求発生時に通電レジスタ７１の監視を解除し、通電を許可してモータ１０の駆動を可能にしている。ＥＣＵ５０は、これに加えて、ドライバが車両を始動し、シフトポジションを切り替える前に励磁学習を行うことにし、以下に説明するように、通電レジスタ７１の監視を解除する。

本実施形態では、図３に示すように、ＥＣＵ５０は、始動後、ドライバのシフトの切り替え要求があってからの比較的長い期間、異常判定のための通電レジスタ７１の監視を行わない監視不要条件が成立した非監視期間とし、他の期間、例えば始動スイッチＩＧがオンにされてから通常駆動までの初期駆動の期間について、励磁学習期間を除き通電レジスタ７１の監視を行う監視期間とする。通常駆動は、始動スイッチＩＧがオンにされてから一定期間の初期駆動時間とドライバのシフトの切り替え要求があってからの非監視期間との間の期間であり、この通常駆動の間は、シフトポジションやフットブレーキ等の動作状態により、監視期間、非監視期間のいずれにもなり得る。判別部であるシフトレンジ変化監視部７３は、監視不要条件が成立したか否かを判断する。監視不要条件が成立していないとシフトレンジ変化監視部７３が判別した場合には、通電レジスタ監視部７２は、モータ１０への通電が、異常状態として予め定めた状態となるかを、通電レジスタ７１を監視することで判断する。一方、監視不要条件が成立しているとシフトレンジ変化監視部７３が判別した場合には、通電レジスタ監視部７２は、通電レジスタ７１の監視を行なわない。

シフトレンジ変化監視部７３は、（ａ）ドライバへ通知可能であることを検出できるシフト操作や、（ｂ）ブレーキオン状態、または、（ｃ）ドライバ介在に関わらず車両保持力を維持できるパーキングブレーキオン状態、のうちの少なくとも１つが成立している場合には、監視不要条件が成立していると判断する。

図４を用いて、ＥＣＵ５０が行うシフトレンジ装置１の異常判定について説明する。ＥＣＵ５０は、ステップＳｓｔからステップＳｓｔｐの間を１つのループとして、始動スイッチＩＧのオンからオフの間、予め定められた時間毎に実行する。なお、ＥＣＵ５０は、最初にこのループに入るときに、第１監視カウンタＣ１や２相通電タイマＴ１をリセットする。

ステップＳ１００では、ＥＣＵ５０のシフトレンジ変化監視部７３は、監視不要条件を満たしているか否かを判断する。監視不要条件を満たしていなければ、ＥＣＵ５０は、処理をステップＳ１１０に移行する。一方、監視不要条件を満たしていなければ、ＥＣＵ５０は、処理をステップＳ２１０に移行する。ＥＣＵ５０のシフトレンジ変化監視部７３は、上記（ａ）から（ｃ）のいずれかが成立している場合に、監視不要条件を満たしていると判断する。

ステップＳ１１０では、ＥＣＵ５０は、励磁相学習部５１に励磁学習させる。このとき、ＥＣＵ５０の通電レジスタ監視部７２は、通電レジスタ７１における通電される相の変化があったか否かを判断する。相の変化とは、通電状態から非通電状態になった、あるいは、非通電状態から通電状態になった、ことを意味する。相の変化があった場合には、ステップＳ１２０に移行し、相の変化が無かった場合には、ステップＳ１４０に移行する。

ステップＳ１２０では、ＥＣＵ５０は、第１監視カウンタＣ１の値に、変化した相の数を加え、ステップＳ１３０に移行する。第１監視カウンタＣ１は、モータ１０における相の切り替え回数をカウントするカウンタである。

ステップＳ１３０では、ＥＣＵ５０は、第１監視カウンタＣ１の値が第１閾値Ｃ１ｔｈ未満か否かを判断する。第１監視カウンタＣ１の値が第１閾値Ｃ１ｔｈ未満の場合には、ＥＣＵ５０は、今回のループを終了し、次回のループに移行する。一方、第１監視カウンタＣ１の値が第１閾値Ｃ１ｔｈ以上の場合には、ＥＣＵ５０は、処理をステップＳ２００に移行し、モータリレー４６をオフにする。これにより、モータ１０への電力供給を停止する。処理がステップＳ２００に移行した場合には、ＥＣＵ５０は、エンドに抜けて処理を一旦終了する。

通電レジスタの相の変化が無かった場合（ステップＳ１１０：Ｎｏ）には、ＥＣＵ５０は、ステップＳ１４０で、通電レジスタ監視部７２に２相通電が継続しているか否かを判断させる。２相通電とは、Ｕ相、Ｖ相、Ｗ相のうち２つの相で通電が行われている状態である。２相通電が継続している場合には、ＥＣＵ５０は、処理をステップＳ１５０に移行し、継続していない場合には、処理をステップＳ１４５に移行する。

ステップＳ１４５では、２相通電タイマＴ１をリセットする。２相通電タイマＴ１は、２相通電の継続時間をカウントするタイマであり、後述するように、２相通電されている間、漸増する。ステップＳ１５０では、ＥＣＵ５０は、２相通電タイマＴ１の値が第２閾値Ｔ１ｔｈを越えているか否かを判断する。２相通電タイマＴ１の値が第２閾値Ｔ１ｔｈを越えている場合には、ＥＣＵ５０は、処理をステップＳ１６０に移行し、越えていない場合には、処理をステップＳ１８５に移行する。

ステップＳ１６０では、ＥＣＵ５０は、第１監視カウンタＣ１の値をリセットしステップＳ１８５に移行する。ステップＳ１８５では、ＥＣＵ５０は、２相通電タイマＴ１を漸増させる。その後、ＥＣＵ５０は、次回のループに移行する。本実施形態では、便宜上、２相通電タイマＴ１の漸増（ステップＳ１８５）をフローチャート中で記載しているが、時間経過により漸増するする独自のタイマとして構成されていてもよい。

ステップＳ１００で監視不要条件を満たしていない場合、ＣＵ５０は、ステップＳ２１０で、Ｅ通電レジスタ監視部７２による通電レジスタ７１の監視を解除する。続くステップＳ２２０では、第１監視カウンタＣ１をリセットする。その後、ＥＣＵ５０は、今回のループを終了し、次回のループに移行する。

図５に、異常が発生しない場合の通電レジスタ７１の各相の値と、第１監視カウンタＣ１の値と、２相通電タイマＴ１の値を示す。時刻ｔ１でＵ相とＶ相がオフからオンに変化する（図４のステップＳ１１０、以下、括弧内に図４のどのステップに対応した処理かを記載する）。そのため、時刻ｔ１で、第１監視カウンタＣ１の値は、０から２に変化する（ステップＳ１２０）。また、２相通電タイマＴ１が漸増する（ステップＳ１５５）。

時刻ｔ２で２相通電タイマＴ１が第２閾値Ｔ１ｔｈに達する（ステップＳ１５０、Ｙｅｓ）と、ＥＣＵ５０は、第１監視カウンタＣ１の値を０にリセットする（ステップＳ１６０）。時刻ｔ２では、Ｕ相とＶ相の通電が継続しているため、２相通電タイマＴ１は、さらに漸増する（ステップＳ１８５）。

時刻ｔ３でＶ相の通電がオフになると（ステップＳ１１０）、第１監視カウンタＣ１の値は、０から１に変化する（ステップＳ１２０）。また、２相通電でなくなるので、ＥＣＵ５０は、２相通電タイマＴ１を０にリセットする（ステップＳ１４５）。

時刻ｔ４で、Ｗ相の通電がオンになると（ステップＳ１１０）、第１監視カウンタＣ１の値は、１から２に変化する（ステップＳ１２０）。また、２相通電が始まるので（ステップＳ１４０、Ｙｅｓ）、２相通電タイマＴ１が漸増していく（ステップＳ１８５）。

時刻ｔ５で２相通電タイマＴ１が第２閾値Ｔ１ｔｈに達する（ステップＳ１５０、Ｙｅｓ）と、ＥＣＵ５０は、第１監視カウンタＣ１の値を０にリセットする（ステップＳ１６０）。時刻ｔ２では、Ｕ相とＷ相の通電が継続しているため、２相通電タイマＴ１は、さらに漸増する（ステップＳ１８５）。以下、時刻ｔ６からｔ９では、通電される相、通電されない相が異なるが、時刻ｔ２からｔ５と同様の動作となるので、説明を省略する。

時刻ｔ１０において、ドライバによるシフト操作が行われると、ＥＣＵ５０は、通電レジスタ監視部７２による通電レジスタ７１の監視を解除し、第１監視カウンタＣ１を０にリセットする（ステップＳ２１０、Ｓ２２０）。

図５から分かるように、正常な場合には、第１監視カウンタＣ１の値は、第１閾値Ｃ１ｔｈ以上とはならない。

図６に、異常が発生する場合の通電レジスタ７１の各相の値と、第１監視カウンタＣ１の値と、２相通電タイマＴ１の値を示す。時刻ｔ１でＵ相とＶ相がオフからオンに変化する（ステップＳ１１０）。そのため、時刻ｔ１で、第１監視カウンタＣ１の値は、０から２に変化する（ステップＳ１２０）。また、２相通電タイマＴ１が漸増する（ステップＳ１８５）。ここまでは、図５と同様である。

時刻ｔ１１において、Ｖ相の通電がオフになると（ステップＳ１１０）、第１監視カウンタＣ１の値は、２から３に変化する（ステップＳ１２０）。また、時刻ｔ１１において、Ｕ相のみの通電となるため、２相通電タイマＴ１は、第２閾値Ｔ１ｔｈに達する前にリセットされる（ステップＳ１４５）。第１監視カウンタＣ１のリセット（ステップＳ１６０）は、２相通電タイマＴ１が、第２閾値Ｔ１ｔｈに達しないと実行されないので（ステップＳ１５０でＮｏ）、第１監視カウンタＣ１の値は、リセットされない。

時刻ｔ１２において、Ｗ相の通電がオンになると（ステップＳ１１０）、第１監視カウンタＣ１の値は、３から４に変化する（ステップＳ１２０）。また、時刻ｔ１２において、Ｕ相とＷ相の２相通電となるため（ステップＳ１４０、Ｙｅｓ）、２相通電タイマＴ１は、再び漸増する（ステップＳ１８５）。

時刻ｔ１３において、Ｕ相の通電がオフになると（ステップＳ１１０）、第１監視カウンタＣ１の値は、４から５に変化する（ステップＳ１２０）。また、時刻ｔ１３において、Ｗ相のみの通電となるため、２相通電タイマＴ１は、判定第２閾値Ｔ１ｔｈに達する前にリセットされる（ステップＳ１４５）。時刻ｔ１１のときと同様に、第１監視カウンタＣ１の値は、リセットされない。

時刻ｔ１４において、Ｖ相の通電がオンになると（ステップＳ１１０）、第１監視カウンタＣ１の値は、５から６に変化する（ステップＳ１２０）。また、時刻ｔ１４において、Ｖ相とＷ相の２相通電となるため（ステップＳ１４０、Ｙｅｓ）、２相通電タイマＴ１は、再び漸増する（ステップＳ１８５）。以下、同様の処理が繰り返される。

第１閾値Ｃ１ｔｈを６とした場合、時刻ｔ１４において、第１監視カウンタＣ１の値は、第１閾値Ｃ１ｔｈ以上となる（ステップＳ１３０、Ｎｏ）。すなわち、ＥＣＵ５０は、モータドライバ４１による通電の結果、モータ１０のロータの回転を開始させない磁界またはロータに生じた回転を停止させる保持磁界のいずれかが得られない状態、すなわちモータ１０の動作が異常状態となったと判断できる。したがって、ＥＣＵ５０は、ステップＳ２００に移行し、モータリレー４６をオフする。なお、図６では、第１監視カウンタＣ１の値が上昇していくことを示すために、異常の発生後もモータリレー４６をオフせず、通電を継続した状態を示している。

以上、第１実施形態によれば、ＥＣＵ５０は、監視不要条件が成立しているか否かを判断し、監視不要条件が成立していないと判別した場合には、モータ１０への通電が、異常状態として予め定めた状態となるかを監視し、監視不要条件が成立していると判別した場合には、監視を行なわない。その結果、励磁相学習のような極低速なモータ１０の駆動時に、モータ１０の動作が異常か否かを判断できる。

第１実施形態によれば、ＥＣＵ５０は、監視不要条件が成立していない監視期間において、予め定められた期間における第１監視カウンタＣ１のカウント回数が第１閾値Ｃ１ｔｈ未満の場合に、モータ１０の動作が正常状態である判断する。ＥＣＵ５０は、監視期間において、予め定められた期間における第１監視カウンタＣ１のカウント回数が第１閾値Ｃ１ｔｈ以上の場合に、モータ１０の動作が異常状態であると判断して、モータリレー４６をオフにできる。

・第２実施形態：
図７に第２実施形態におけるＥＣＵ５０が行うモータ１０の異常判定について説明する。図４との違いは、ステップＳ１６０の後に、ステップＳ１７０、Ｓ１８０が追加され、ステップＳ２２０の後に、Ｓ２２５が追加されている点である。以下図４のフローチャートと異なる点について説明する。

ステップＳ１６０の次に実行されるステップＳ１７０では、ＥＣＵ５０は、第１監視カウンタＣ１をリセットしたときに、第２監視カウンタＣ２をカウントアップする。第２監視カウンタＣ２は、２相通電タイマＴ１が判定第２閾値Ｔ１ｔｈに達したことにより第１監視カウンタＣ１をリセットした回数をカウントするカウンタである。

ステップＳ１７０の次に実行されるステップＳ１８０では、ＥＣＵ５０は、第２監視カウンタＣ２の値が、第３閾値Ｃ２ｔｈ未満か否かを判断する。第２監視カウンタＣ２の値が、第３閾値Ｃ２ｔｈ未満の場合には、ＥＣＵ５０は、ステップＳ１８５を実行して、２相通電タイマＴ１を漸増した後、今回のループを終了し、次回のループに移行する。第２監視カウンタＣ２の値が、第３閾値Ｃ２ｔｈ以上の場合には、ＥＣＵ５０は、処理をステップＳ２００に移行し、モータリレー４６をオフにする。これにより、モータ１０への電力供給を停止する。第３閾値Ｃ２ｔｈは、モータ１０におけるロータの保持時間より定められている。ステップＳ２２０の次に実行されるステップＳ２２５では、ＥＣＵ５０は、第２監視カウンタＣ２をリセットする。

図８に、異常が発生しない場合の例を示す。図５との違いは、第２監視カウンタＣ２の値とシフト変化タイマが図示されている点である。シフト変化タイマは、シフト操作が行われると、所定の値に設定され、その後時間の経過とともにカウントダウンしていくタイマである。シフト変化タイマがゼロでない場合、非監視状態となる。設定される図８では、時刻ｔ２、ｔ５、ｔ８で、２相通電から１相通電に変わるため、第１監視カウンタＣ１がリセットされる。そのため、時刻ｔ２、ｔ５、ｔ８で、第２監視カウンタＣ２が、カウントアップされている。監視期間が終わる時刻ｔ９までに、第２監視カウンタＣ２は、第３閾値Ｃ２ｔｈに達しない。そのため、ＥＣＵ５０は、モータ１０の動作が異常状態であると判断しない。

時刻ｔ２０で、ドライバによるシフト操作が行われると、シフトレンジ変化監視部７３（図２）がドライバによるシフト操作を検知し、ＥＣＵ５０は、第１監視カウンタＣ１をリセットし（ステップＳ２２０）、第２監視カウンタＣ２をリセットしてもよい（ステップＳ２２５）。このとき、ＥＣＵ５０は、ドライバによるシフト操作が行われてから一定期間、第１監視カウンタＣ１のカウント回数の監視を行わない非監視期間としてもよい。

図９に、第２監視カウンタＣ２を用いて異常の発生が検知される例を示す。この例では、図５、図８に示したのと同様に、２相通電中の時刻ｔ２２、ｔ２５、ｔ２８、ｔ３１、ｔ３４、ｔ３７、ｔ４０で、２相通電タイマＴ１が第２閾値Ｔ１ｔｈに達するので、第１監視カウンタＣ１の値が０にリセットされる。そのため、時刻ｔ２２、ｔ２５、ｔ２８、ｔ３１、ｔ３４、ｔ３７、ｔ４０で、第２監視カウンタＣ２のカウント値がカウントアップされる。図９に示す例では、時刻ｔ４０において、第２監視カウンタＣ２は、第３閾値Ｃ２ｔｈに達する。そのため、ＥＣＵ５０は、モータ１０の動作が異常状態であると判断できる。なお、第１監視カウンタＣ１は、第１閾値Ｃ１ｔｈに達することがない。なお、図９でも、第２監視カウンタＣ２の値が上昇していくことを示すために、図６と同様に、異常の発生後もモータリレー４６をオフせず、通電を継続した状態を示している。

以上、図８、図９で説明したように、ＥＣＵ５０は、第２監視カウンタＣ２の値を用いて、モータ１０の動作が異常であるか否かを判断し、異常の場合には、モータリレー４６をオフにできる。

以上、第２実施形態によっても、ＥＣＵ５０は、監視不要条件が成立しているか否かを判断し、監視不要条件が成立していないと判別した場合には、モータ１０への通電が、異常状態として予め定めた状態となるかを監視し、監視不要条件が成立していると判別した場合には、監視を行なわない。その結果、励磁相学習のような極低速なモータ１０の駆動時に、モータ１０の動作が異常か否かを判断できる。

第２実施形態によれば、２相通電タイマＴ１が第２閾値Ｔ１ｔｈに達する前にＵ相、Ｖ相、Ｗ相の通電が切り換わる場合においても、モータ１０の動作が異常か否かを判断できる。

また、第２実施形態によれば、シフトレンジ変化監視部７３（図２）がドライバによるシフト操作を検知し、ＥＣＵ５０は、第１監視カウンタＣ１、第２監視カウンタＣ２をリセットし、ＥＣＵ５０は、ドライバによるシフト操作が行われてから一定期間、第１監視カウンタＣ１のカウント回数の監視を行わない非監視期間としているが、ＥＣＵ５０は、第１実施形態においても同様の処理を行っても良い。

本開示は、上述の実施形態に限られるものではなく、その趣旨を逸脱しない範囲において種々の構成で実現することができる。例えば、発明の概要の欄に記載した各形態中の技術的特徴に対応する実施形態の技術的特徴は、上述の課題の一部又は全部を解決するために、あるいは、上述の効果の一部又は全部を達成するために、適宜、差し替えや、組み合わせを行うことが可能である。また、その技術的特徴が本明細書中に必須なものとして説明されていなければ、適宜、削除することが可能である。

１…シフトレンジ装置、５…自動変速機、６…変速用油圧制御ソレノイド、１０…モータ、１３…エンコーダ、１４…減速機、１５…出力軸、２０…シフトレンジ切替機構、２１…ディテントプレート、２２…谷部、２４…ピン、２５…ディテントスプリング、２６…ディテントローラ、２８…マニュアルバルブ、２９…バルブボディ、３０…パーキングロック機構、３１…パーキングロッド、３２…円錐体、３３…パーキングロックポール、３４…軸部、３５…パーキングギア、４０…シフトレンジ制御装置、４１…モータドライバ、４６…モータリレー、４７…リレー制御部、５１…励磁相学習部、５５…目標角度設定部、５６…駆動制御部、５８…異常判定部、５９…報知部、７１…通電レジスタ、７２…通電レジスタ監視部、７３…シフトレンジ変化監視部、７４…ドライバ要求シフトレンジ、７５…パーキングブレーキセンサ、３１１…一端、３１２…他端、３３１…凸部

Claims (8)

1. シフトポジションの切り替えを行なうシフトレンジ装置（１）であって、
   シフトポジションの切り替えの動力源となるモータ（１０）と、
   前記モータへの通電を行なう通電部（４１）と、
   前記モータのロータの回転を開始させない磁界、または、前記ロータに生じた回転を停止させる保持磁界のいずれかが得られない状態となる異常状態を監視する監視部（７２）と、
   前記モータにおける相の切り替え回数をカウントする第１監視カウンタ（Ｃ１）と、
   を備え、
   前記監視部は、
   予め定められた期間における前記第１監視カウンタのカウント回数が第１閾値（Ｃ１ｔｈ）未満の場合に、前記モータの動作が正常状態である判断し、
   予め定められた期間における前記第１監視カウンタのカウント回数が前記第１閾値以上の場合に、前記モータの動作が前記異常状態であると判断し、
   監視によって前記異常状態が生じていると判断した場合には、前記通電部に対し、前記モータへの通電を停止させる、シフトレンジ装置。
2. 請求項１に記載のシフトレンジ装置であって、
   前記モータに２相以上の通電が行われている２相通電の時間をカウントし、前記モータに２相以上の通電が行われていないときに、２相通電の時間のカウントをリセットする２相通電タイマ（Ｔ１）と、
   を備え、
   前記２相通電タイマのカウント値が予め定められた第２閾値（Ｔ１ｔｈ）以上となったときに、前記監視部は、前記第１監視カウンタのカウント値をリセットさせる、シフトレンジ装置。
3. 請求項２に記載のシフトレンジ装置であって、
   前記監視部は、前記第１監視カウンタのカウント値をリセットした回数をカウントする第２監視カウンタ（Ｃ２）を備え、
   前記第２監視カウンタのカウント値が第３閾値（Ｃ２ｔｈ）以上となったときに、前記モータの動作が前記異常状態であると判断する、シフトレンジ装置。
4. 請求項２または請求項３に記載のシフトレンジ装置であって、
   前記第２閾値は、前記モータにおける前記ロータの保持時間より定められている、シフトレンジ装置。
5. 請求項１から請求項４のいずれか一項に記載のシフトレンジ装置であって、さらに、
   前記モータに対する監視不要条件が成立したかを判別する判別部（７３）を備え、
   前記監視部は、監視不要条件が成立していないと判別した場合には、前記モータへの通電が、前記異常状態として予め定めた状態となるかを監視し、監視不要条件が成立していると判別した場合には、監視を行なわない、シフトレンジ装置。
6. 請求項１から請求項５のいずれか一項に記載のシフトレンジ装置であって、
   前記監視部は、ドライバによるシフト操作が行われた場合には、前記第１監視カウンタをリセットし、第２監視カウンタを備える場合には、前記第２監視カウンタのカウント値をリセットする、シフトレンジ装置。
7. 請求項６に記載のシフトレンジ装置であって、
   前記監視部は、ドライバによるシフト操作が行われてから一定期間は、前記第１監視カウンタのカウント回数の監視を行わず、その後、前記第１監視カウンタのカウント回数の監視を行う、シフトレンジ装置。
8. 請求項１から請求項７のいずれか一項に記載のシフトレンジ装置であって、
   前記監視部は、ドライバへ通知可能であることを検出できるシフト操作や、ブレーキオン状態、または、ドライバ介在に関わらず車両保持力を維持できるパーキングブレーキオン状態、のうちの少なくとも１つが成立している場合には、監視を行なわない、シフトレンジ装置。

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