(57)【要約】  【課題】  モータ駆動システムのエンコーダの異常と出力軸センサの異常とその他の異常を区別して診断できるようにする。  【解決手段】  レンジ切換機構１１の駆動源となるモータ１３は、エンコーダ３１と減速機構１４を備え、この減速機構１４の出力軸１５の回転角を検出する出力軸センサ１６が設けられている。ＥＣＵ３３は、エンコーダ３１の検出値θ1 （モータ回転角）が出力軸センサ１６の検出値θ2 （出力軸１５の回転角）と不一致である場合、エンコーダ３１の検出値θ1 が目標回転角と一致しているか否かで出力軸センサ１６の異常とエンコーダ３１の異常とを区別して診断する。また、エンコーダ３１の検出値θ1 が出力軸センサ１６の検出値θ2 に対応している場合は、エンコーダ３１の検出値θ1 が目標回転角と不一致であるか否かで、その他の異常の有無を診断する。  【選択図】  図２
2005185068.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
モータの回転軸に減速機構等の回転伝達系を介して出力軸を連結し、この出力軸によって制御対象を駆動すると共に、前記モータの回転角を検出するモータ回転角検出手段と、前記出力軸の回転角を検出する出力軸回転角検出手段とを備えたモータ制御系によって前記モータの回転角を目標回転角に制御するモータ駆動システムの異常診断装置において、  前記モータ回転角検出手段の検出値又はその変化量を前記出力軸回転角検出手段の検出値又はその変化量と比較する第１の比較手段と、
前記モータの停止中に前記モータ回転角検出手段の検出値を前記目標回転角と比較する第２の比較手段と、
前記第１の比較手段の比較結果と前記第２の比較手段の比較結果とに基づいて前記モータ回転角検出手段の異常と前記出力軸回転角検出手段の異常とその他の異常を区別して診断する異常診断手段と
を備えていることを特徴とするモータ駆動システムの異常診断装置。
【請求項２】
前記異常診断手段は、
前記第１の比較手段により前記モータ回転角検出手段の検出値又はその変化量が前記出力軸回転角検出手段の検出値又はその変化量に対応していないと判定された場合は、前記第２の比較手段により前記モータ回転角検出手段の検出値が前記目標回転角と一致していると判定されたか否かで、前記出力軸回転角検出手段の異常と前記モータ回転角検出手段の異常とを区別して診断し、
前記第１の比較手段により前記モータ回転角検出手段の検出値又はその変化量が前記出力軸回転角検出手段の検出値又はその変化量に対応していると判定された場合は、前記第２の比較手段により前記モータ回転角検出手段の検出値が前記目標回転角と不一致であると判定されたか否かで、前記その他の異常の有無を診断することを特徴とする請求項１に記載のモータ駆動システムの異常診断装置。
【請求項３】
前記異常診断手段は、
(1) 前記出力軸回転角検出手段の異常と診断した場合は、その異常情報を記憶手段に記憶すると共に、所定の警告表示を行い、且つ、前記モータ回転角検出手段の検出値に基づいて前記モータの回転角を目標回転角に制御するフィードバック制御を続行し、
(2) 前記モータ回転角検出手段の異常と診断した場合は、その異常情報を前記記憶手段に記憶すると共に、所定の警告表示を行い、且つ、前記フィードバック制御からオープンループ制御に切り換えて前記モータを駆動し、
(3) 前記その他の異常と診断した場合は、その異常情報を記憶手段に記憶すると共に、所定の警告表示を行い、且つ、前記モータの駆動を禁止することを特徴とする請求項１又は２に記載のモータ駆動システムの異常診断装置。
【請求項４】
前記制御対象は、車両の自動変速機のレンジを切り換えるレンジ切換機構であることを特徴とする請求項１乃至３のいずれかに記載のモータ駆動システムの異常診断装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、モータの回転軸に減速機構等の回転伝達系を介して出力軸を連結し、この出力軸によって制御対象を駆動するモータ駆動システムの異常診断装置に関する発明である。
【背景技術】
【０００２】
近年、自動車においても、省スペース化、組立性向上、制御性向上等の要求を満たすために、機械的な駆動システムを、モータによって電気的に駆動するシステムに変更する事例が増加する傾向にある。その一例として、特許文献１（特開２００２−３２３１２７号公報）に示すように、車両の自動変速機のレンジ切換機構をモータで駆動するようにしたものがある。このものは、モータの回転軸に減速機構を介して出力軸を連結し、この出力軸によってレンジ切換機構を駆動して自動変速機のレンジを切り換えるようにしている。この場合、モータには、回転角を検出するエンコーダを搭載し、レンジ切換時には、この回転角を検出するエンコーダの出力パルスのカウント値に基づいてモータを目標のレンジに相当する目標回転角（目標カウント値）まで回転させることで、レンジ切換機構を目標のレンジに切り換えるようにしている。
【特許文献１】特開２００２−３２３１２７号公報（第３頁〜第４頁等）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
ところで、モータの回転量（回転角）は、減速機構等の回転伝達系を介して出力軸の回転量（レンジ切換機構の操作量）に変換されるが、回転伝達系を構成する部品間には、遊び（ガタ）が存在する。例えば、減速機構の歯車間に遊び（バックラッシ）があり、また、減速機構の回転軸の先端部に形成した断面非円形（角形、Ｄカット形状等）の連結部を出力軸の嵌合穴に嵌め込んで連結する構成では、両者の嵌め込み作業を容易にするためのクリアランスが必要となる。このように、モータの回転量を制御対象の操作量に変換する回転伝達系には、遊び（ガタ）が存在するため、仮に、回転角センサの検出値に基づいてモータの回転角を正確に制御できたとしても、出力軸の回転角（レンジ切換機構の操作量）には回転伝達系の遊び（ガタ）分の誤差が生じてしまい、レンジ切換機構の操作量を精度良く制御することができない。
【０００４】
そこで、本発明者らは、特願２００２−１７７７３９号の明細書及び図面に示すように、出力軸の回転角を検出する出力軸センサを設け、この出力軸センサの検出値によって出力軸の回転角（レンジ切換機構の操作量）を確認できるシステムを提案している。
【０００５】
しかし、このシステムでは、出力軸センサの出力が故障等により異常になると、出力軸の回転角（レンジ切換機構の操作量）が誤検出されるため、レンジ切換機構が間違ったレンジに切り換えられたり、レンジが切り換え不能になったり、モータのフィードバック制御システムの異常を検出できなくなる等の問題が発生する。
【０００６】
また、モータの回転角を検出するエンコーダの出力が異常になると、モータを目標回転角（目標カウント値）まで回転させることができなくなり、レンジ切換機構が間違ったレンジに切り換えられたり、レンジが切り換え不能になる等の問題が発生する。
【０００７】
また、出力軸センサやエンコーダが正常であっても、回転系の回転抵抗力の異常増大や機械的なロック等の不具合が発生した場合も、モータを正常に回転させることができなくなり、レンジ切換機構が間違ったレンジに切り換えられたり、レンジが切り換え不能になる等の問題が発生する。
【０００８】
本発明はこのような事情を考慮してなされたものであり、従ってその目的は、エンコーダ（モータ回転角検出手段）の異常と、出力軸センサ（出力軸回転角検出手段）の異常と、その他の異常を区別して診断することができるモータ駆動システムの異常診断装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
上記目的を達成するために、請求項１に係る発明は、モータの回転軸に減速機構等の回転伝達系を介して出力軸を連結し、この出力軸によって制御対象を駆動すると共に、前記モータの回転角を検出するモータ回転角検出手段と、前記出力軸の回転角を検出する出力軸回転角検出手段とを備えたモータ制御系によって前記モータの回転角を目標回転角に制御するモータ駆動システムの異常診断装置において、第１の比較手段により前記モータ回転角検出手段の検出値（又はその変化量）を前記出力軸回転角検出手段の検出値（又はその変化量）と比較すると共に、第２の比較手段によりモータの停止中に前記モータ回転角検出手段の検出値を前記目標回転角と比較し、異常診断手段により前記第１の比較手段の比較結果と前記第２の比較手段の比較結果とに基づいて前記モータ回転角検出手段の異常と前記出力軸回転角検出手段の異常とその他の異常を区別して診断するようにしたものである。
【００１０】
つまり、第１の比較手段は、モータ回転角検出手段の検出値（又はその変化量）を出力軸回転角検出手段の検出値（又はその変化量）と比較することで、モータ回転角検出手段の検出値が出力軸回転角検出手段の検出値に対応している（つまり回転伝達系の遊び分の誤差等を含む許容検出誤差の範囲内で一致する）か否かを判定し、両者が対応していなければ、モータ回転角検出手段と出力軸回転角検出手段のいずれかが異常である可能性がある。
【００１１】
また、第２の比較手段は、モータの停止中にモータ回転角検出手段の検出値を目標回転角と比較して、モータ回転角検出手段の検出値が目標回転角と一致していないと判定すれば、モータ回転角検出手段が異常であるか或はモータ自体が機械的なロック等によって回転しなくなっている可能性がある。
【００１２】
従って、第１の比較手段の比較結果と第２の比較手段の比較結果とを組み合わせれば、モータ回転角検出手段の異常と出力軸回転角検出手段の異常とその他の異常（モータのロック等）を区別して診断することができる。
【００１３】
具体的には、請求項２のように、モータ回転角検出手段の検出値又はその変化量が前記出力軸回転角検出手段の検出値又はその変化量に対応していないと判定された場合は、モータ回転角検出手段と出力軸回転角検出手段のいずれかが異常である可能性があるため、モータ回転角検出手段の検出値が目標回転角と一致しているか否かで、前記出力軸回転角検出手段の異常とモータ回転角検出手段の異常とを区別して診断すれば良い。また、モータ回転角検出手段の検出値又はその変化量が出力軸回転角検出手段の検出値又はその変化量に対応していると判定された場合は、モータ回転角検出手段と出力軸回転角検出手段は両方とも正常であると推定できるため、モータ回転角検出手段の検出値が目標回転角と不一致であるか否かで、その他の異常（モータの機械的なロック等）の有無を診断すれば良い。
【００１４】
また、請求項３のように、(1) 出力軸回転角検出手段の異常と診断した場合は、その異常情報を記憶手段に記憶すると共に、所定の警告表示を行い、且つ、モータ回転角検出手段の検出値に基づいてモータの回転角を目標回転角に制御するフィードバック制御を続行すれば良い。これは、出力軸回転角検出手段が異常になっても、モータ回転角検出手段が正常であれば、フィードバック制御はそのまま続行することができるためである。
【００１５】
また、(2) モータ回転角検出手段の異常と診断した場合は、その異常情報を記憶手段に記憶すると共に、所定の警告表示を行い、且つ、前記フィードバック制御からオープンループ制御に切り換えてモータを駆動するようにすれば良い。要するに、モータ回転角検出手段が異常になると、正常なフィードバック制御を実行できなくなるが、オープンループ制御に切り換えれば、モータを目標回転角まで駆動できる可能性がある。
【００１６】
また、(3) その他の異常と診断した場合は、その異常情報を記憶手段に記憶すると共に、所定の警告表示を行い、且つ、モータの駆動を禁止すれば良い。モータの機械的なロック等の異常が発生した場合は、オープンループ制御に切り換えても、モータを正常に駆動できる可能性がないためである。
【００１７】
このように、本発明は、異常の発生原因を特定できるため、異常の発生原因に応じた適切なフェールセーフ処理を行うことができる。
【００１８】
尚、本発明は、モータを駆動源とする各種の位置切換装置に適用することができ、例えば、請求項４のように、車両の自動変速機のレンジを切り換えるレンジ切換機構をモータで駆動するシステムに適用しても良い。このようにすれば、モータ回転角検出手段と出力軸回転角検出手段のいずれが異常になった場合でも、それを区別して検出して、その異常に対応した適切なフェールセーフ処理を行って退避走行を行うように制御することが可能となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１９】
以下、本発明を実施するための最良の形態を具体化した実施例１，２を説明する。
【実施例１】
【００２０】
本発明をレンジ切換機構のモータ駆動システムに適用した実施例１を図１乃至図３に基づいて説明する。まず、図１及び図２に基づいてレンジ切換機構１１の構成を説明する。レンジ切換機構１１は、自動変速機１２のレンジを、パーキングレンジ（Ｐ）、リバースレンジ（Ｒ）、ニュートラルレンジ（Ｎ）、ドライブレンジ（Ｄ）に切り換えるためのものである。このレンジ切換機構１１の駆動源となるモータ１３は、例えばスイッチトリラクタンスモータ（ＳＲモータ）等の同期モータにより構成され、減速機構１４（図２参照）を内蔵し、この減速機構１４の回転軸に嵌合連結された出力軸１５の回転角を検出する出力軸センサ１６（出力軸回転角検出手段）が設けられている。
【００２１】
この出力軸１５には、自動変速機１２の油圧回路のマニュアルバルブ１７を切り換えるためのディテントレバー１８が固定されている。このディテントレバー１８にはＬ字形のパーキングロッド１９が固定され、このパーキングロッド１９の先端部に設けられた円錐体２０がロックレバー２１に当接している。このロックレバー２１は、円錐体２０の位置に応じて軸２２を中心にして上下動してパーキングギヤ２３をロック／ロック解除するようになっている。このパーキングギヤ２３は、自動変速機１２の出力軸に設けられ、このパーキングギヤ２３がロックレバー２１によってロックされると、車両の駆動輪が回り止めされた状態（パーキング状態）に保持される。
【００２２】
また、ディテントレバー１８には、マニュアルバルブ１７のスプール弁２４が連結され、モータ１３によって出力軸１５と一体にディテントレバー１８を回動させることで、マニュアルバルブ１７のスプール弁２４の位置を切り換えて、自動変速機１２のレンジを、Ｐレンジ、Ｒレンジ、Ｎレンジ、Ｄレンジのいずれかに切り換える。ディテントレバー１８には、スプール弁２４を上記各レンジに対応する位置に保持するための４個の凹部２５が形成されている。
【００２３】
一方、ディテントレバー１８を各レンジに対応する位置に保持するためのディテントバネ２６がマニュアルバルブ１７に固定され、このディテントバネ２６の先端に設けられた係合部２７がディテントレバー１８の目標レンジの凹部２５に嵌まり込むことで、ディテントレバー１５が目標レンジの回転角で保持されて、マニュアルバルブ１７のスプール弁２４の位置が目標レンジの位置で保持されるようになっている。
【００２４】
Ｐレンジでは、パーキングロッド１９がロックレバー２１に接近する方向に移動して、円錐体２０の太い部分がロックレバー２１を押し上げてロックレバー２１の凸部２１ａがパーキングギヤ２３に嵌まり込んでパーキングギヤ２３をロックした状態となり、それによって、自動変速機１２の出力軸（駆動輪）がロックされた状態（パーキング状態）に保持される。
【００２５】
一方、Ｐレンジ以外のレンジでは、パーキングロッド１９がロックレバー２１から離れる方向に移動して、円錐体２０の太い部分がロックレバー２１から抜け出てロックレバー２１が下降し、それによって、ロックレバー２１の凸部２１ａがパーキングギヤ２０から外れてパーキングギヤ２０のロックが解除され、自動変速機１２の出力軸が回転可能な状態（走行可能な状態）に保持される。
【００２６】
本実施例１では、出力軸センサ１６は、モータ１３の減速機構１４の出力軸１５の回転角に応じて出力電圧がリニアに変化する回転角センサ（例えばポテンショメータ）によって構成され、その出力電圧によって現在の出力軸１５の回転角、ひいては現在のレンジがＰレンジ、Ｒレンジ、Ｎレンジ、Ｄレンジのいずれであるかを確認できるようになっている。
【００２７】
モータ１３には、ロータの回転角を検出するためのエンコーダ３１（モータ回転角検出手段）が設けられている。このエンコーダ３１は、例えば磁気式のロータリエンコーダにより構成されており、モータ１３のロータの回転に同期してＡ相、Ｂ相、Ｚ相のパルス信号をレンジ切換制御装置３２に出力するように構成されている。レンジ切換制御装置３２のＥＣＵ３３（制御部）は、エンコーダ３１から出力されるＡ相信号とＢ相信号の立ち上がり／立ち下がりの両方のエッジをカウントして、そのエンコーダカウント値に応じてモータドライバ３４，３５によってモータ１３の通電相を所定の順序で切り換えることでモータ１３を回転駆動する。
【００２８】
この際、Ａ相信号とＢ相信号の発生順序によってロータ３２の回転方向を判定し、正回転（Ｐレンジ→Ｄレンジの回転方向）ではエンコーダカウント値をカウントアップし、逆回転（Ｄレンジ→Ｐレンジの回転方向）ではエンコーダカウント値をカウントダウンする。これにより、モータ１３が正回転／逆回転のいずれの方向に回転しても、エンコーダカウント値とモータ１３の回転角との対応関係が維持されるため、正回転／逆回転のいずれの回転方向でも、エンコーダカウント値によってモータ１３の回転角を検出して、その回転角に対応した相の巻線に通電してモータ１３を回転駆動する。尚、エンコーダ３１のＺ相信号は、ロータの基準回転角を検出するのに用いられる。
【００２９】
運転者が自動変速機１２のシフトレバーを操作すると、ＥＣＵ３３は、シフトレバーの操作で選択されたレンジに対応する目標回転角（エンコーダカウント値の目標値）を設定して、モータ１３への通電を開始し、エンコーダカウント値が目標値と一致する位置で停止するようにモータ１３をフィードバック制御する。更に、ＥＣＵ３３は、出力軸センサ１６の出力電圧を読み込んで、その出力電圧に基づいて現在の出力軸１５の回転角（マニュアルバルブ１７の操作量）、ひいては現在のレンジがＰレンジ、Ｒレンジ、Ｎレンジ、Ｄレンジのいずれであるかを判定して、レンジの切り換えが正常に行われたか否かを確認する。或は、出力軸センサ１６の出力電圧に基づいてモータ１３のレンジ切換時の目標回転角を補正することで、モータ１３と出力軸１６との間の回転伝達系の遊び（ガタ）分の誤差を補正するようにしても良い。
【００３０】
このようなシステムでは、出力軸センサ１６の出力電圧が故障等により異常になると、出力軸１５の回転角（マニュアルバルブ１７の操作量）ひいては現在のレンジが誤検出されるため、間違ったレンジに切り換えられたり、レンジが切り換え不能になったり、モータ１３のフィードバック制御システムの異常を検出できなくなる等の問題が発生する。
【００３１】
また、モータ１３の回転角を検出するエンコーダ３１の出力が異常になると、モータ１３を目標回転角（目標カウント値）まで回転させることができなくなり、レンジ切換機構１１が間違ったレンジに切り換えられたり、レンジが切り換え不能になる等の問題が発生する。
【００３２】
また、出力軸センサ１６やエンコーダ３１が正常であっても、回転系の回転抵抗力の異常増大や機械的なロック等の異常が発生した場合も、モータ１３を正常に回転させることができなくなり、レンジ切換機構１１が間違ったレンジに切り換えられたり、レンジが切り換え不能になる等の問題が発生する。
【００３３】
そこで、本実施例１では、ＥＣＵ３３は、図３に示す出力軸センサ異常診断プログラムを実行することで、次のような方法で、エンコーダ３１の異常と、出力軸センサ１６の異常と、その他の異常とを区別して診断する。
【００３４】
エンコーダ３１の検出値θ1 （θ1 はエンコーダカウント値から求められた検出回転角）を出力軸センサ１６の検出値θ2 と比較することで、エンコーダ３１の検出値θ1 が出力軸センサ１６の検出値θ2 に対応している（つまり回転伝達系の遊び分の誤差等を含む許容検出誤差の範囲内で一致する）か否かを判定し、両者が対応していなければ、エンコーダ３１と出力軸センサ１６のいずれかが異常である可能性があると判定する。また、モータ１３の停止中にエンコーダ３１の検出値θ1 を目標回転角と比較して、エンコーダ３１の検出値θ1 が目標回転角と一致していなければ、エンコーダ３１が異常であるか或はモータ１３自体が機械的なロック等によって回転しなくなっている可能性があると判定する。
【００３５】
従って、これらの判定結果を組み合わせれば、エンコーダ３１の異常と出力軸センサ１６の異常とその他の異常を区別して診断することができる。
【００３６】
具体的には、(1) エンコーダ３１の検出値θ1 が出力軸センサ１６の検出値θ2 に対応していないと判定され、且つ、エンコーダ３１の検出値θ1 が目標回転角と一致していると判定された場合は、エンコーダ３１が正常であるため、出力軸センサ１６の異常と診断すれば良い。
【００３７】
また、(2) エンコーダ３１の検出値θ1 が出力軸センサ１６の検出値θ2 に対応していないと判定され、且つ、エンコーダ３１のカウント値が目標カウント値と一致していないと判定された場合は、エンコーダ３１の異常と診断すれば良い。
【００３８】
また、(3) エンコーダ３１の検出値θ1 が出力軸センサ１６の検出値θ2 に対応していると判定され、且つ、エンコーダ３１の検出値θ1 が目標回転角と一致していないと判定された場合は、エンコーダ３１と出力軸センサ１６の両方が正常であるにも拘らず、モータ１３が正常に駆動されなかったことを意味するため、回転系の回転抵抗力の異常増大や機械的なロック等の異常が発生しているものと思われる。従って、この場合は、その他の異常と診断すれば良い。
【００３９】
以上説明した異常診断処理は、図３の異常診断プログラムによって次のように実行される。本プログラムは、イグニッションスイッチのオン中（ＥＣＵ３３の電源オン中）に所定周期で実行され、特許請求の範囲でいう異常診断手段としての役割を果たす。本プログラムが起動されると、まずステップ１０１で、モータ１３の停止中であるか否かを判定し、モータ１３の停止中でない場合（駆動中）は、以降の処理を行うことなく、本プログラムを終了する。モータ１３の駆動中は、まだエンコーダ３１の検出値θ1 が目標回転角に一致した状態になっていないためである。
【００４０】
一方、上記ステップ１０１で、モータ１３の停止中であると判定されれば、ステップ１０２に進み、エンコーダ３１の検出値θ1 （θ1 はエンコーダカウント値から求められたモータ回転角）を出力軸１６の回転角に換算した値θ1 ／Ｋｇ（Ｋｇは減速機構１４のギア比）を、出力軸センサ１６の検出値θ2 （回転軸回転角）と比較し、両者の差（絶対値）が回転伝達系の遊び分の誤差等を含む許容検出誤差の範囲内であるか否かを判定する。
｜θ1 ／Ｋｇ−θ2 ｜≦許容検出誤差（出力軸回転角換算値）
【００４１】
尚、出力軸センサ１６の検出値θ2 をモータ１３の回転角に換算した値θ2 ・Ｋｇを、エンコーダ３１の検出値θ1 と比較し、両者の差（絶対値）が回転伝達系の遊び分の誤差等を含む許容検出誤差の範囲内であるか否かを判定するようにしても良い。
｜θ1 −θ2 ・Ｋｇ｜≦許容検出誤差（モータ回転角換算値）
【００４２】
上記ステップ１０２で、｜θ1 ／Ｋｇ−θ2 ｜＞許容検出誤差と判定されれば、エンコーダ３１と出力軸センサ１６のいずれかが異常である可能性がある。この場合は、ステップ１０３に進み、エンコーダ３１の検出値θ1 が目標回転角と一致しているか否かを判定し、その判定結果によって、エンコーダ３１と出力軸センサ１６のいずれかが異常であるかを特定する。すなわち、エンコーダ３１の検出値θ1 が目標回転角と一致していない場合は、ステップ１０５に進み、エンコーダ３１が異常であると診断して、警告ランプ（図示せず）を点灯又は点滅したり、或は、インストルメントパネル（図示せず）の表示部に警告表示して運転者に警告すると共に、エンコーダ３１の異常情報をＥＣＵ３３のＳＲＡＭ３６（書き換え可能な不揮発性メモリ）に記憶し、更に、モータ１３の制御モードをフィードバック制御（Ｆ／Ｂ制御）からオープンループ制御に切り換えて、本プログラムを終了する。
【００４３】
オープンループ制御でモータ１３を駆動する場合は、ＥＣＵ３３は、エンコーダ３１のカウント値の情報をフィードバックせずにモータドライバ３４，３５に駆動信号を出力してモータ１３の通電相を順次切り換えてモータ１３を駆動すると共に、上記駆動信号をカウントしてそのカウント値に基づいてモータ１３を目標回転角まで回転駆動する。
【００４４】
一方、ステップ１０２で、｜θ1 ／Ｋｇ−θ2 ｜＞許容検出誤差と判定され（エンコーダ３１と出力軸センサ１６のいずれかが異常と判定され）、且つ、ステップ１０３で、エンコーダ３１の検出値θ1 が目標回転角と一致していると判定されれば、エンコーダ３１が正常であると判断して、ステップ１０６に進み、出力軸センサ１６が異常であると診断して、警告ランプ（図示せず）を点灯又は点滅したり、或は、インストルメントパネル（図示せず）の表示部に警告表示して運転者に警告すると共に、出力軸センサ１６の異常情報をＳＲＡＭ３６に記憶し、更に、モータ１３の制御モードを通常のフィードバック制御に維持して、本プログラムを終了する。出力軸センサ１６が異常であっても、フィードバック制御自体はそのまま継続できるためである。
【００４５】
また、ステップ１０２で、｜θ1 ／Ｋｇ−θ2 ｜≦許容検出誤差と判定されれば、エンコーダ３１と出力軸センサ１６は両方とも正常であると推定できる。この場合は、ステップ１０４に進み、エンコーダ３１の検出値θ1 が目標回転角と一致しているか否かを判定し、その判定結果によって、その他の異常（回転系の回転抵抗力の異常増大や機械的なロック等）か正常かを特定する。すなわち、エンコーダ３１の検出値θ1 が目標回転角と一致していない場合は、ステップ１０７に進み、その他の異常（回転系の回転抵抗力の異常増大や機械的なロック等）であると診断して、警告ランプ（図示せず）を点灯又は点滅したり、或は、インストルメントパネル（図示せず）の表示部に警告表示して運転者に警告すると共に、異常情報をＳＲＡＭ３６に記憶し、更に、モータ１３の駆動を禁止して、本プログラムを終了する。回転系の回転抵抗力の異常増大や機械的なロック等の異常が発生した場合は、オープンループ制御に切り換えても、モータ１３を正常に駆動できる可能性がないためである。
【００４６】
また、ステップ１０２で、｜θ1 ／Ｋｇ−θ2 ｜≦許容検出誤差と判定され、且つ、ステップ１０４で、エンコーダ３１の検出値θ1 が目標回転角と一致していると判定されれば、ステップ１０８に進み、モータ駆動システムが正常であると判断して、モータ１３の制御モードを通常のフィードバック制御に維持して、本プログラムを終了する。
【００４７】
尚、ステップ１０２の処理が特許請求の範囲でいう第１の比較手段としての役割を果たし、ステップ１０３、１０４の処理が特許請求の範囲でいう第２の比較手段としての役割を果たす。
【００４８】
以上説明した本実施例１では、エンコーダ３１の異常と出力軸センサ１６の異常とその他の異常を区別して診断することができるため、エンコーダ３１と出力軸センサ１６のいずれが異常になった場合でも、それを区別して検出して、その異常に対応した適切なフェールセーフ処理を行って退避走行を行うように制御することができる。
【００４９】
尚、本実施例１では、エンコーダ３１の検出値θ1 （実際にはθ1 ／Ｋｇ）と出力軸センサ１６の検出値θ2 とを比較するようにしたが、エンコーダ３１の検出値θ1 の変化量（実際にはθ1 ／Ｋｇの変化量）と出力軸センサ１６の検出値θ2 とを比較するようにしても良い。
【実施例２】
【００５０】
上記実施例１では、出力軸センサ１６は、出力軸１５の回転角に応じて出力電圧がリニアに変化するポテンショメータ等により構成したが、本発明の実施例２では、図４及び図５に示すように、出力軸センサは、Ｐ，Ｒ，Ｎ，Ｄの各レンジに対応する回転角範囲でＯＮ（オン）する４個のスイッチ部ＰSW，ＲSW，ＮSW，ＤSWにより構成している。その他の構成は、前記実施例１と同じである。
【００５１】
本実施例２では、図６に示す異常診断プログラムを実行することで、前記実施例１と同様の方法で異常診断を実行する。本プログラムは、図３のステップ１０１とステップ１０２との間にステップ１０１ａの処理を追加しただけであり、それ以外の各ステップの処理は、図３の各ステップの処理と同じである。
【００５２】
本プログラムは、イグニッションスイッチのオン中（ＥＣＵ３３の電源オン中）に所定周期で実行され、ステップ１０１で、モータ１３の停止中であると判定されれば、ステップ１０１ａに進み、出力軸センサのスイッチ部ＰSW，ＲSW，ＮSW，ＤSWの出力（ＯＮ／ＯＦＦ）を読み込んで、出力軸回転角θ2 を検出する。
【００５３】
例えば、スイッチ部ＰSWがＯＮの場合は、出力軸回転角θ2 ＝０°と判定し、
スイッチ部ＲSWがＯＮの場合は、出力軸回転角θ2 ＝１０°と判定し、
スイッチ部ＮSWがＯＮの場合は、出力軸回転角θ2 ＝２０°と判定し、
スイッチ部ＤSWがＯＮの場合は、出力軸回転角θ2 ＝３５°と判定する。
【００５４】
この後、ステップ１０２に進み、｜θ1 ／Ｋｇ−θ2 ｜≦許容検出誤差であるか否かによってエンコーダ３１と出力軸センサ１６が両方とも正常であるか否かを判定する。この場合、図４及び図５に示すように、出力軸センサのスイッチ部ＰSW，ＲSW，ＮSW，ＤSWがＯＮする領域に幅があることを考慮して、許容検出誤差は、スイッチ部ＰSW，ＲSW，ＮSW，ＤSWのＯＮ領域分だけ実施例１よりも大きな値に設定されている。以降の処理は、実施例１と同じである。
【００５５】
以上説明した本実施例２においても、実施例１と同様の効果を得ることができる。
尚、上記実施例１，２のレンジ切換装置は、Ｐ，Ｒ，Ｎ，Ｄの各レンジに切り換えるようにしたが、これに加えて、セカンドレンジ（２）やローレンジ（Ｌ）を追加しても良く、或は、ＰレンジとＮｏｔＰレンジの２つのレンジのみを切り換えるレンジ切換装置にも本発明を適用して実施できる。
【００５６】
その他、本発明は、レンジ切換装置に限定されず、ＳＲモータ等の同期モータを駆動源とする各種の装置に適用して実施できることは言うまでもない。
【図面の簡単な説明】
【００５７】
【図１】実施例１のレンジ切換装置を示す斜視図である。
【図２】レンジ切換装置の制御システム全体の構成を概略的に示す図である。
【図３】実施例１の異常診断プログラムの処理の流れを示すフローチャートである。
【図４】実施例２の出力軸センサの出力（ＰSW，ＲSW，ＮSW，ＤSW）と出力軸回転角（各レンジ）との関係を説明する図である。
【図５】実施例２の出力軸センサの出力（ＰSW，ＲSW，ＮSW，ＤSW）のＯＮ領域を説明する図である。
【図６】実施例２の異常診断プログラムの処理の流れを示すフローチャートである。
【符号の説明】
【００５８】
１１…レンジ切換機構、１２…自動変速機、１３…モータ、１４…減速機構、１５…出力軸、１６…出力軸センサ（出力軸回転角検出手段）、１７…マニュアルバルブ、１８…ディテントレバー、１９…パーキングロッド、２１…ロックレバー、２３…パーキングギヤ、２６…ディテントバネ、３１…エンコーダ（モータ回転角検出手段）、３３…ＥＣＵ（第１の比較手段，第２の比較手段，異常診断手段）、３６…ＳＲＡＭ（記憶手段）
【図１】
2005185068.tif 000003
【図２】
2005185068.tif 000004
【図３】
2005185068.tif 000005
【図４】
2005185068.tif 000006
【図５】
2005185068.tif 000007
【図６】
2005185068.tif 000008