特許 7188347 シフトレンジ制御装置

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】

(24)【登録日】2022-12-05

(45)【発行日】2022-12-13

(54)【発明の名称】シフトレンジ制御装置

(51)【国際特許分類】

   F16H 61/32 20060101AFI20221206BHJP

【ＦＩ】

F16H61/32

【請求項の数】 6

(21)【出願番号】P 2019181710

(22)【出願日】2019-10-01

(65)【公開番号】P2021055805

(43)【公開日】2021-04-08

【審査請求日】2021-09-15

(73)【特許権者】

【識別番号】000004260

【氏名又は名称】株式会社デンソー

(74)【代理人】

【識別番号】100093779

【弁理士】

【氏名又は名称】服部 雅紀

(72)【発明者】

【氏名】宮野 遥

(72)【発明者】

【氏名】坂口 浩二

(72)【発明者】

【氏名】山田 純

(72)【発明者】

【氏名】中山 誠二

【審査官】藤村 聖子

(56)【参考文献】

【文献】特開２０１７－２２７３０７（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２００４－１２０８１０（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１８－１３５９１９（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ｆ１６Ｈ ６１／３２

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

モータ（１０）の駆動を制御することでシフトレンジを切り替えるシフトレンジ制御装置であって、
前記モータの回転を検出する回転位置検出部（１３）の検出値に基づいて実回転位置を演算するモータ位置演算部（５１）と、
要求レンジに応じた目標レンジ、および、前記目標レンジに応じた目標回転位置を設定する目標設定部（５２）と、
前記実回転位置が前記目標回転位置となるように前記モータの駆動を制御し、前記実回転位置が前記目標回転位置を含む制御範囲内に到達すると、前記モータを停止させる停止制御を行う駆動制御部（５４）と、
前記モータの反転を検出する反転判定部（５５）と、
前記停止制御中に前記モータの反転が検出された場合、前記要求レンジに応じたシフトレンジが確定したと判定するレンジ確定判定部（５６）と、
を備えるシフトレンジ制御装置。

【請求項2】

前記レンジ確定判定部は、前記停止制御中において、前記実回転位置が停滞している状態が、前記停止制御を継続する停止制御継続時間より短い時間に設定される停滞判定時間に亘って継続した場合、前記要求レンジに応じたシフトレンジが確定したと判定する請求項１に記載のシフトレンジ制御装置。

【請求項3】

前記停止制御中において前記要求レンジと前記目標レンジとが不一致の場合、前記目標レンジを再設定して前記モータを再駆動し、前記要求レンジと前記目標レンジとを一致させた状態にてレンジ確定判定を行う請求項１または２に記載のシフトレンジ制御装置。

【請求項4】

前記停止制御中において前記目標レンジと現在レンジとが不一致の場合、前記モータを再駆動し、前記目標レンジと前記現在レンジとを一致させた状態にてレンジ確定判定を行う請求項１または２に記載のシフトレンジ制御装置。

【請求項5】

前記停止制御中において前記目標回転位置と前記実回転位置との偏差が再駆動判定値より大きい場合、前記モータを再駆動し、前記偏差が前記再駆動判定値以下の状態にてレンジ確定判定を行う請求項１または２に記載のシフトレンジ制御装置。

【請求項6】

前記要求レンジに応じたシフトレンジが確定したと判定された場合、シフトレンジが確定した旨の情報を他の制御部（６０）に通知する請求項１～５のいずれか一項に記載のシフトレンジ制御装置。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、シフトレンジ制御装置に関する。

【背景技術】

【0002】

従来、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シフトレンジ制御装置が知られている。例えば特許文献１では、角度偏差が角度判定閾値より小さくなると、急ブレーキ制御に切り替える。また、モータの反転が検出されると、固定相通電制御に切り替える。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0003】

【文献】特開２０１８－１３５９１９号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0004】

特許文献１では、固定相通電時間に亘って固定相通電制御を継続した後、通電をオフにする。ここで、固定相通電が終了したときにレンジ確定判定をすることで、モータが確実に停止している状態での判定が可能であるものの、例えばレンジ確定判定後にトランスミッションの油圧制御を開始する場合、レンジ確定判定が早いほうがフィーリングの面で好ましい。一方、モータが駆動している状態にてレンジ確定が判定されてトランスミッションの油圧制御が開始されると、例えば電源瞬断等によりモータがオーバーシュートすると、トランスミッションが故障する虞がある。

【0005】

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、適切にレンジ確定を判定可能なシフトレンジ制御装置を提供することにある。

【課題を解決するための手段】

【0006】

本発明のシフトレンジ制御装置は、モータ（１０）の駆動を制御することでシフトレンジを切り替えるものであって、モータ位置演算部（５１）と、目標設定部（５２）と、駆動制御部（５４）と、反転判定部（５５）と、レンジ確定判定部（５６）と、を備える。

【0007】

モータ位置演算部は、モータの回転を検出する回転位置検出部（１３）の検出値に基づいて実回転位置を演算する。目標設定部は、要求レンジに応じた目標レンジ、および、目標レンジに応じた目標回転位置を設定する。駆動制御部は、実回転位置が目標回転位置となるようにモータの駆動を制御し、実回転位置が目標回転位置を含む制御範囲内に到達すると、モータを停止させる停止制御を行う。

【0008】

反転判定部は、モータの反転を検出する。レンジ確定判定部は、停止制御中にモータの反転が検出された場合、要求レンジに応じたシフトレンジが確定したと判定する。これにより、適切にシフトレンジの確定を判定することができる。

【図面の簡単な説明】

【0009】

【図1】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。

【図2】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。

【図3】第１実施形態による駆動モード選択処理を説明するフローチャートである。

【図4】第１実施形態による反転検出処理を説明するフローチャートである。

【図5】第１実施形態による制御選択処理を説明するフローチャートである。

【図6】第１実施形態によるモータ制御処理を説明するタイムチャート、および、ディテントローラが移動する状態を説明する模式図である。

【図7】第１実施形態によるモータ制御処理を説明するタイムチャートである。

【図8】第１実施形態によるモータ制御処理を説明するタイムチャートである。

【図9】第１実施形態によるモータ制御処理を説明するタイムチャートである。

【図10】第１実施形態によるモータ制御処理を説明するタイムチャートである。

【図11】第２実施形態による駆動モード選択処理を説明するフローチャートである。

【発明を実施するための形態】

【0010】

（第１実施形態）
以下、本発明によるシフトレンジ制御装置を図面に基づいて説明する。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。

【0011】

本実施形態のシフトレンジ制御装置を図１～図１０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。

【0012】

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、３相のスイッチトリラクタンスモータであって、図示しないステータに巻回されるＵ相、Ｖ相およびＷ相のモータ巻線を有する。

【0013】

図２に示すように、回転位置検出部であるエンコーダ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、所定の角度ごとにパルス信号であるエンコーダ信号を出力する。

【0014】

減速機１４は、モータ１０のモータ軸１０５（図６参照）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。

【0015】

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、ディテントスプリング２５、および、ディテントローラ２６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。

【0016】

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。

【0017】

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、Ｐ（パーキング）、Ｒ（リバース）、Ｎ（ニュートラル）、Ｄ（ドライブ）の各レンジに対応する４つの谷部２２が形成される。ディテントローラ２６は、モータ１０の駆動に伴い、谷部２２を移動する。

【0018】

モータ軸１０５と出力軸１５との間には、遊びが形成されている。図６では、減速機１４と出力軸１５とが一体となっており、モータ軸１０５と減速機１４との間に「遊び」が形成されているが、モータ軸１０５と減速機１４とが一体となっており、減速機１４と出力軸１５との間に「遊び」が形成されていてもよい。「遊び」とはモータ軸１０５と出力軸１５との間に存在する遊びやガタ等の合計と捉えることができる。

【0019】

ディテントスプリング２５は、弾性変形可能な板状の付勢部材であり、先端にディテントローラ２６が設けられる。ディテントローラ２６は、谷部２２のいずれかに嵌まり込む。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２２を移動する。ディテントローラ２６が谷部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。

【0020】

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。ディテントローラ２６がＰレンジに対応する谷部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。

【0021】

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、パーキングロックポール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。

【0022】

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。

【0023】

図２に示すように、シフトレンジ制御装置４０は、駆動回路４１、および、ＥＣＵ５０等を備える。駆動回路４１は、モータ巻線の通電を切り替える３相インバータであって、図示しないスイッチング素子を有し、モータ１０の各相への通電を切り替える。駆動回路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をオフすることで、モータ１０側への電力の供給が遮断される。

【0024】

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。後述の上位ＥＣＵ６０も同様である。

【0025】

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。本実施形態では、ＥＣＵ５０は、ブレーキ信号、車速および要求レンジ等の情報を上位ＥＣＵ６０から取得する。ＥＣＵ５０は、モータ位置演算部５１、目標設定部５２、モード選択部５３、駆動制御部５４、反転判定部５５、および、レンジ確定判定部５６等を有する。

【0026】

モータ位置演算部５１は、エンコーダ１３から出力されるエンコーダ信号の各相のパルスエッジをカウントし、エンコーダカウント値θｅｎを演算する。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、「実回転位置」に対応する。本実施形態では、ＰレンジからＤレンジへ切り替えるときのモータ１０の回転方向を正回転、ＤレンジからＰレンジへ切り替えるときのモータ１０の回転方向を逆回転とし、エンコーダカウント値θｅｎは、正回転時にカウントアップされ、逆回転時にカウントダウンされるものとする。

【0027】

目標設定部５２は、上位ＥＣＵ６０から取得される要求レンジに応じた目標レンジを設定する。また、目標レンジに応じ、モータ１０を停止させる位置である目標カウント値θｃｍｄを設定する。モード選択部５３は、駆動モードを選択する。

【0028】

駆動制御部５４は、選択された駆動モードに応じ、ディテントローラ２６が目標シフトレンジに応じた谷部２２に嵌まり合うように、モータ１０の駆動を制御する。駆動制御部５４は、目標レンジが変更されると、フィードバック制御により、モータ１０を駆動する。図中等フィードバックを「Ｆ／Ｂ」を記載する。具体的には、エンコーダカウント値θｅｎに応じた通電相に通電し、エンコーダカウント値θｅｎに応じて通電相を切り替えていくことでモータ１０を回転させる。

【0029】

エンコーダカウント値θｅｎが目標カウント値θｃｍｄを含む制御範囲内となると、駆動モードをフィードバック制御から停止制御に切り替え、モータ１０を停止させる。本実施形態の停止制御は、同一相への通電を継続する固定相通電制御である。本実施形態では、停止制御を停止制御継続時間ＴＨ１に亘って行った後、駆動モードをスタンバイモードとし、モータ１０の駆動制御を終了する。停止制御継続時間ＴＨ１は、モータ１０を停止させるのに要する時間に応じて設定される。以下、エンコーダカウント値θｅｎが目標カウント値θｃｍｄを含む制御範囲内（例えばθｃｍｄ±２カウント）となることを、「目標に到達した」とする。

【0030】

反転判定部５５は、エンコーダカウント値θｅｎに基づき、モータ１０のロータの反転を判定する。以下、モータ１０のロータの反転を、単に「モータ反転」とする。本実施形態では、モータ１０の回転方向が、フィードバック制御時と反対方向になることを、「モータ反転」とする。レンジ確定判定部５６は、シフトバイワイヤシステム１におけるレンジ確定を判定し、レンジ確定が判定された場合、レンジが確定した旨の情報であるレンジ確定フラグＦｌｇＣを上位ＥＣＵ６０に送信する。

【0031】

上位ＥＣＵ６０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。本実施形態では、ドライバ要求シフトレンジが変化し、ＥＣＵ５０からのレンジ確定フラグＦｌｇＣがオンになると、変速用油圧制御ソレノイド６の駆動を開始する。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。また、上位ＥＣＵ６０は、レンジ確定フラグＦｌｇＣがオンになると、例えばインスツルメントパネルの表示を変更することで、確定したレンジをユーザに通知する。

【0032】

ところで、要求シフトレンジが変更されてから、自動変速機５の油圧制御開始までの時間が短い方がフィーリングの面で好ましい。その反面、モータ１０の駆動中に油圧制御を開始すると、例えば電源瞬断等によりモータ１０がオーバーシュートやアンダーシュートした場合、自動変速機５に異常が生じる虞がある。

【0033】

ここで、ディテントローラ２６が要求レンジに応じた谷部２２に位置している状態にて、モータ１０の反転を検出すれば、オーバーシュートが生じず、ディテントローラ２６を要求レンジに応じた谷部２２に保持可能である。そこで本実施形態では、停止制御中におけるモータ１０の反転判定に基づいてレンジを確定させることで、自動変速機５の油圧制御開始のタイミングを可及的早くなるようにしている。

【0034】

本実施形態の駆動モード選択処理を図３のフローチャートに基づいて説明する。この処理は、ＥＣＵ５０の例えばモード選択部５３にて所定の周期（例えば１［ｍｓ］）で実行される。なお、処理の一部は、ＥＣＵ５０の別の演算部にて実行されてもよい。他の制御処理についても同様である。また、演算周期は処理毎に同じでもよいし、異なっていてもよい。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。

【0035】

Ｓ１０１では、モード選択部５３は、現在の駆動モードを判定する。駆動モードがスタンバイモードの場合はＳ１０２、フィードバックモードの場合はＳ１０４、停止モードの場合はＳ１０６へ移行する。

【0036】

Ｓ１０２では、モード選択部５３は、目標レンジが切り替わったか否か判断する。目標レンジが切り替わっていないと判断された場合（Ｓ１０２：ＮＯ）、スタンバイモードを継続する。目標レンジが切り替わったと判断された場合（Ｓ１０２：ＹＥＳ）、Ｓ１０３へ移行し、駆動モードをフィードバックモードに切り替える。

【0037】

駆動モードがフィードバックモードである場合に移行するＳ１０４では、モード選択部５３は、エンコーダカウント値θｅｎおよび目標カウント値θｃｍｄに基づき、エンコーダカウント値θｅｎが目標に到達したか否か判断する。目標に到達していないと判断された場合（Ｓ１０４：ＮＯ）、フィードバックモードを継続する。目標に到達したと判断された場合（Ｓ１０４：ＹＥＳ）、Ｓ１０５へ移行し、駆動モードを停止モードに切り替える。

【0038】

駆動モードが停止モードである場合に移行するＳ１０６では、モード選択部５３は、停止モードに切り替わってから、停止制御継続時間ＴＨ１が経過したか否か判断する。停止制御継続時間ＴＨ１が経過していないと判断された場合（Ｓ１０６：ＮＯ）、停止モードを継続する。停止制御継続時間ＴＨ１が経過したと判断された場合（Ｓ１０６：ＹＥＳ）、Ｓ１０７へ移行する。

【0039】

Ｓ１０７では、モード選択部５３は、後述する再フィードバックフラグＦｌｇＡ、または、目標再設定フラグＦｌｇＢがオンか否か判断する。再フィードバックフラグＦｌｇＡまたは目標再設定フラグＦｌｇＢがオンであると判断された場合（Ｓ１０７：ＹＥＳ）、Ｓ１０２へ戻り、駆動モードをフィードバックモードに切り替える。目標再設定フラグＦｌｇＢがオンである場合、要求レンジに応じた目標レンジおよび目標カウント値θｃｍｄを再設定する。再フィードバックフラグＦｌｇＡおよび目標再設定フラグＦｌｇＢが共にオフであると判断された場合（Ｓ１０７：ＮＯ）、Ｓ１０８へ移行し、駆動モードをスタンバイモードとする。

【0040】

反転検出処理を図４のフローチャートに基づいて説明する。この処理は、ＥＣＵ５０の例えば反転判定部５５にて所定の周期（例えば１［ｍｓ］）で実行される。Ｓ２０１では、反転判定部５５は、駆動モードが停止モードか否か判断する。駆動モードが停止モードではないと判断された場合（Ｓ２０１：ＮＯ）、Ｓ２０２へ移行し、反転フラグＦｌｇＲをオフにする。駆動モードが停止モードであると判断された場合（Ｓ２０１：ＹＥＳ）、Ｓ２０３へ移行する。

【0041】

Ｓ２０３では、反転判定部５５は、エンコーダカウント値θｅｎの今回値から前回値を引いた値が０か否か判断する。ここでは、エンコーダカウント値θｅｎの今回値が前回値と等しい場合、肯定判断される。図中、添え字の（ｎ）が今回値、（ｎ－１）が前回値を意味する。エンコーダカウント値θｅｎの今回値から前回値を引いた値が０であると判断された場合（Ｓ２０３：ＹＥＳ）、Ｓ２０４へ移行し、エンコーダ停滞時間Ｔ２を計時する停滞タイマをカウントアップする。エンコーダカウント値θｅｎの今回値から前回値を引いた値が０ではないと判断された場合（Ｓ２０３：ＮＯ）、Ｓ２０５へ移行する。

【0042】

Ｓ２０５では、反転判定部５５は、停止モードに入る前のフィードバックモードにおけるモータ１０の回転方向が正回転方向であったか否か判断する。モータ１０の回転方向が正回転方向であったと判断された場合（Ｓ２０５：ＹＥＳ）、Ｓ２０６へ移行し、逆回転方向であったと判断された場合（Ｓ２０５：ＮＯ）、Ｓ２０７へ移行する。

【0043】

Ｓ２０６では、反転判定部５５は、エンコーダカウント値θｅｎの今回値から前回値を引いた値が負の値か否か判断する。ここでは、エンコーダカウント値θｅｎの今回値が前回値より小さい場合、肯定判断される。エンコーダカウント値θｅｎの今回値から前回値を引いた値が０より大きいと判断された場合（Ｓ２０６：ＮＯ）、モータ１０は反転していないので、Ｓ２０８の処理を行わず、本ルーチンを終了する。エンコーダカウント値θｅｎの今回値から前回値を引いた値が負の値であると判断された場合（Ｓ２０６：ＹＥＳ）、Ｓ２０８へ移行し、反転フラグＦｌｇＲをオンにする。

【0044】

Ｓ２０７では、反転判定部５５は、エンコーダカウント値θｅｎの今回値から前回値を引いた値が正の値か否か判断する。ここでは、エンコーダカウント値θｅｎの今回値が前回値より大きい場合、肯定判断される。エンコーダカウント値θｅｎの今回値から前回値を引いた値が０より小さいと判断された場合（Ｓ２０７：ＮＯ）、モータ１０は反転していないので、Ｓ２０８の処理を行わず、本ルーチンを終了する。エンコーダカウント値θｅｎの今回値から前回値を引いた値が正の値であると判断された場合（Ｓ２０７：ＮＯ）、Ｓ２０８へ移行し、反転フラグＦｌｇＲをオンにする。

【0045】

制御選択処理を図５のフローチャートに基づいて説明する。この処理は、例えばＥＣＵ５０のレンジ確定判定部５６にて所定の周期（例えば１［ｍｓ］）で実行される。Ｓ３０１では、レンジ確定判定部５６は、駆動モードが停止モードか否か判断する。駆動モードが停止モードではないと判断された場合（Ｓ３０１：ＮＯ）、Ｓ３０２へ移行し、再フィードバックフラグＦｌｇＡ、目標再設定フラグＦｌｇＢおよびレンジ確定フラグＦｌｇＣをオフにする。駆動モードが停止モードであると判断された場合（Ｓ３０１：ＹＥＳ）、Ｓ３０３へ移行する。

【0046】

Ｓ３０３では、レンジ確定判定部５６は、目標レンジと要求レンジとが一致しているか否か判断する。目標レンジと要求レンジとが一致していないと判断された場合（Ｓ３０３：ＮＯ）、Ｓ３０４へ移行し、目標レンジを要求レンジと一致するように再設定し、Ｓ３０５にて目標再設定フラグＦｌｇＢをオンにする。目標レンジと要求レンジとが一致していると判断された場合（Ｓ３０３：ＹＥＳ）、Ｓ３０６へ移行する。

【0047】

Ｓ３０６では、レンジ確定判定部５６は、目標カウント値θｃｍｄとエンコーダカウント値θｅｎとの差の絶対値であるカウント偏差ΔＣＰが、再駆動判定値ＣＰｅｒｒ以下か否か判断する。再駆動判定値ＣＰｅｒｒは、再度、モータ１０を駆動する必要がある位置に応じて設定される。カウント偏差ΔＣＰが再駆動判定値ＣＰｅｒｒより大きいと判断された場合（Ｓ３０６：ＮＯ）、Ｓ３０８へ移行し、再フィードバックフラグＦｌｇＡをオンにする。カウント偏差ΔＣＰが再駆動判定値ＣＰｅｒｒ以下であると判断された場合（Ｓ３０６：ＹＥＳ）、Ｓ３０７へ移行する。

【0048】

Ｓ３０７では、レンジ確定判定部５６は、目標レンジと現在レンジとが一致しているか否か判断する。目標レンジと現在レンジとが一致していないと判断された場合（Ｓ３０７：ＮＯ）、Ｓ３０８へ移行し、再フィードバックフラグＦｌｇＡをオンにする。目標レンジと現在レンジとが一致していると判断された場合（Ｓ３０７：ＹＥＳ）、Ｓ３０９へ移行する。

【0049】

Ｓ３０９では、レンジ確定判定部５６は、反転フラグＦｌｇＲがオンか否か判断する。反転フラグＦｌｇＲがオンであると判断された場合（Ｓ３０９：ＹＥＳ）、Ｓ３１１へ移行する。反転フラグＦｌｇＲがオフであると判断された場合（Ｓ３０８：ＮＯ）、Ｓ３１０へ移行する。

【0050】

Ｓ３１０では、レンジ確定判定部５６は、エンコーダカウント値θｅｎが停滞してから、停滞判定時間ＴＨ２が経過したか否か判断する。停滞判定時間ＴＨ２は、停止制御継続時間ＴＨ１より短い時間に設定される。エンコーダカウント値θｅｎが停滞してから停滞判定時間ＴＨ２が経過していないと判断された場合（Ｓ３１０：ＮＯ）、Ｓ３１１の処理を行わず、本ルーチンを終了する。エンコーダカウント値θｅｎが停滞してから停滞判定時間ＴＨ２が経過したと判断された場合（Ｓ３１０：ＹＥＳ）、Ｓ３１１へ移行し、レンジ確定フラグＦｌｇＣをオンにする。また、レンジ確定判定部５６は、レンジ確定フラグＦｌｇＣを上位ＥＣＵ６０へ送信する。

【0051】

モータ制御処理を図６～図１０のタイムチャートに基づいて説明する。図６のタイムチャートは、共通時間軸を横軸とし、上から、駆動モード、上位ＥＣＵ６０からの要求レンジ、現在レンジおよび目標レンジ、モータ位置、反転フラグＦｌｇＲ、レンジ確定フラグＦｌｇＣを示す。図６では、目標レンジおよび目標カウント値θｃｍｄを一点鎖線、現在レンジおよびエンコーダカウント値θｅｎを実線で示す。図７以降も同様である。また、図６のタイムチャートの下側には、モータ１０の回転方向を紙面左右方向とし、ディテントローラ２６がディテントプレート２１を移動する状態を模式的に示した。

【0052】

時刻ｘ１０にて、ドライバのシフト操作によりドライバ要求シフトレンジがＰレンジからＤレンジに切り替わると、ＥＣＵ５０には、要求レンジをＤレンジとする旨の情報が上位ＥＣＵ６０から送信される。ＥＣＵ５０は、目標レンジをＤレンジとし、目標レンジに応じた目標カウント値θｃｍｄを設定する。また、ＥＣＵ５０は、駆動モードをスタンバイモードからフィードバックモードに切り替え、エンコーダカウント値θｅｎが目標カウント値θｃｍｄとなるように、モータ１０を駆動する。これにより、ディテントローラ２６がＰレンジに対応する谷部から、Ｄレンジに対応する谷部の方向に移動する。

【0053】

時刻ｘ１１にて、エンコーダカウント値θｅｎが目標に到達すると、駆動モードをフィードバックモードから停止モードに切り替える。また、停止モード中の時刻ｘ１２にて、モータ１０の反転が検出されると、反転フラグＦｌｇＲがオンされる。停止制御を行っている状態にてモータ１０が反転すれば、モータ１０がオーバーシュートすることはないため、ディテントローラ２６はＤレンジに対応する谷部にて確実に保持可能である。そこで本実施形態では、時刻ｘ１２にてレンジ確定フラグＦｌｇＣをオンし、上位ＥＣＵ６０へ送信する。上位ＥＣＵ６０では、レンジ確定フラグＦｌｇＣがオンになると、自動変速機５の油圧制御を開始する。また、インスツルメントパネル等のレンジ表示をＤレンジに切り替える。

【0054】

停止制御を開始した時刻ｘ１１から停止制御継続時間ＴＨ１が経過した時刻ｘ１３では、停止制御を終了し、スタンバイモードに移行する。また、反転フラグＦｌｇＲおよびレンジ確定フラグＦｌｇＣをオフにする。これにより、停止制御が完了した時刻ｘ１３にてレンジ確定し、自動変速機５の油圧制御を開始する場合と比較し、油圧制御開始を早めることができ、フィーリング向上に寄与する。

【0055】

図７～図１０のタイムチャートでは、共通時間軸を横軸とし、上から、駆動モード、上位ＥＣＵ６０からの要求レンジ、現在レンジおよび目標レンジ、モータ位置、反転フラグＦｌｇＲ、レンジ確定フラグＦｌｇＣ、再フィードバックフラグＦｌｇＡ、目標再設定フラグＦｌｇＢを示す。

【0056】

図７は、レンジ切替中に要求レンジが変更された場合を示している。時刻ｘ２０での処理は、図６中の時刻ｘ１０での処理と同様である。図７では、レンジ切替中の時刻ｘ２１にて、要求レンジがＤレンジからＮレンジに変更されている。

【0057】

時刻ｘ２２にて、エンコーダカウント値θｅｎが目標に到達すると、駆動モードをフィードバックモードから停止モードに切り替える。このとき、要求レンジと目標レンジとが一致していないので、目標再設定フラグＦｌｇＢがオンされる。また、停止制御中の時刻ｘ２３にてモータ１０が反転し、反転フラグＦｌｇＲがオンされるが、目標再設定フラグＦｌｇＢがオンであるので、この時点ではレンジ確定フラグＦｌｇＣをオンせず、レンジ確定しない。

【0058】

停止制御を開始した時刻ｘ２２から停止制御継続時間ＴＨ１が経過した時刻ｘ２４において、目標再設定フラグＦｌｇＢがオンであるので、目標レンジおよび目標カウント値θｃｍｄを再設定するとともに、駆動モードをフィードバックモードに切り替え、モータ１０を駆動する。また、反転フラグＦｌｇＲおよび目標再設定フラグＦｌｇＢをオフにする。

【0059】

時刻ｘ２５にて、エンコーダカウント値θｅｎが新たに設定された目標カウント値θｃｍｄを含む制御範囲内に到達すると、駆動モードをフィードバックモードから停止モードに切り替える。また、停止モード中の時刻ｘ２６にて、モータ１０の反転が検出されると、反転フラグＦｌｇＲがオンされる。このとき、再フィードバックフラグＦｌｇＡおよび目標再設定フラグＦｌｇＢがオフであるので、レンジ確定フラグＦｌｇＣをオンし、上位ＥＣＵ６０へ送信する。時刻ｘ２６および時刻ｘ２７の処理は、図６中の時刻ｘ１２および時刻ｘ１３の処理と同様である。

【0060】

図８は、シフトレンジをＰレンジからＮレンジに切り替える例であって、モータ１０のオーバーシュートが発生した場合を示している。時刻ｘ３０から時刻ｘ３１の処理は、要求レンジおよび目標レンジがＮレンジである点を除き、図６中の時刻ｘ１０および時刻ｘ１１の処理と同様である。

【0061】

停止制御中の時刻ｘ３２にて、モータ１０のオーバーシュートにより、カウント偏差ΔＣＰが再駆動判定値ＣＰｅｒｒより大きくなると、再フィードバックフラグＦｌｇＡがオンされる。また、停止制御中の時刻ｘ３３にてモータ１０が反転し、反転フラグＦｌｇＲがオンされるが、再フィードバックフラグＦｌｇＡがオンであるので、この時点ではレンジ確定フラグＦｌｇＣをオンせず、レンジ確定しない。

【0062】

停止制御を開始した時刻ｘ３１から停止制御継続時間Ｔ１が経過した時刻ｘ３４において、再フィードバックフラグＦｌｇＡがオンであるので、駆動モードをフィードバックモード切り替え、モータ１０を駆動する。なお、要求レンジは変更されていないので、目標レンジおよび目標カウント値θｃｍｄは変更されない。

【0063】

時刻ｘ３５にて、エンコーダカウント値θｅｎが目標カウント値θｃｍｄを含む制御範囲内に再度到達すると、駆動モードをフィードバックモードから停止モードに切り替える。また、停止モード中の時刻ｘ３６にて、モータ１０の反転が検出されると、反転フラグＦｌｇＲがオンされる。このとき、再フィードバックフラグＦｌｇＡおよび目標再設定フラグＦｌｇＢがオフであるので、レンジ確定フラグＦｌｇＣをオンし、上位ＥＣＵ６０へ送信する。時刻ｘ３６および時刻ｘ３７の処理は、図６中の時刻ｘ１２および時刻ｘ１３の処理と同様である。

【0064】

図９は、シフトレンジをＰレンジからＮレンジに切り替える例であって、モータ１０のオーバーシュートが発生した場合を示している。時刻ｘ４０から時刻ｘ４１の処理は、要求レンジおよび目標レンジがＮレンジである点を除き、図６中の時刻ｘ１０および時刻ｘ１１の処理と同様である。

【0065】

時刻ｘ４２にて、モータ１０のオーバーシュートにより、ディテントローラ２６がＤレンジに対応する谷部２２まで移動し、現在レンジがＤレンジになると、目標レンジと現在レンジとが一致していないので、再フィードバックフラグＦｌｇＡがオンされる。また、停止制御中の時刻ｘ４３にてモータ１０が反転し、反転フラグＦｌｇＲがオンされるが、再フィードバックフラグＦｌｇＡがオンであるので、この時点ではレンジ確定フラグＦｌｇＣをオンせず、レンジ確定しない。時刻ｘ４４から時刻ｘ４７の処理は、図８中のｘ３４～時刻ｘ３７の処理と同様である。

【0066】

図１０は、モータ１０が反転することなく停止した場合を示している。時刻ｘ５０および時刻ｘ５１の処理は図６中の時刻ｘ１０および時刻ｘ１１の処理と同様である。時刻ｘ５２にて、モータ１０が反転することなくエンコーダカウント値θｅｎが停滞すると、エンコーダ停滞時間Ｔ２の計時を開始する。エンコーダカウント値θｅｎの停滞が停滞判定時間ＴＨ２に亘って継続すると、時刻ｘ５２から停滞判定時間ＴＨ２が経過した時刻ｘ５３にて、レンジ確定フラグＦｌｇＣがオンされ、上位ＥＣＵ６０に送信される。

【0067】

停止制御を開始した時刻ｘ５１から停止制御継続時間ＴＨ１が経過した時刻ｘ５４では、停止制御を終了し、スタンバイモードに移行する。また、レンジ確定フラグＦｌｇＣをオフにする。本実施形態では、停滞判定時間ＴＨ２が停止制御継続時間ＴＨ１より短く設定されているので、モータ１０が反転せずに制御範囲内にて停止した場合であっても、停止制御が完了した時刻ｘ５４にてレンジ確定する場合と比較し、自動変速機５の油圧制御の開始を早めることができ、フィーリングの向上に寄与する。

【0068】

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を切り替えるものであって、モータ位置演算部５１と、目標設定部５２と、駆動制御部５４と、反転判定部５５と、レンジ確定判定部５６と、を備える。モータ位置演算部５１は、モータ１０の回転を検出するエンコーダ１３の検出値に基づいてエンコーダカウント値θｅｎを演算する。目標設定部５２は、要求レンジに応じた目標レンジ、および、目標レンジに応じた目標カウント値θｃｍｄを設定する。駆動制御部５４は、エンコーダカウント値θｅｎが目標カウント値θｃｍｄとなるようにモータ１０の駆動を制御し、エンコーダカウント値θｅｎが目標カウント値θｃｍｄを含む制御範囲内に到達すると、モータ１０を停止させる停止制御を行う。

【0069】

反転判定部５５は、モータ１０の反転を検出する。レンジ確定判定部５６は、停止制御中にモータ１０の反転が検出された場合、要求レンジに応じたシフトレンジが確定したと判定する。本実施形態では、停止制御中のモータ反転を検出すればオーバーシュートしないことに着目し、反転が検出された場合、シフトレンジが確定したと判定する。これにより、適切にシフトレンジの確定を判定することができる。また、例えば停止制御完了後にレンジ確定する場合よりも、短い時間にてレンジ確定可能である。また、速やかにレンジ確定させることで、自動変速機５の油圧制御開始を早められるので、運転者のフィーリングを向上可能である。

【0070】

レンジ確定判定部５６は、停止制御中において、エンコーダカウント値θｅｎが停滞している状態が、停止制御を継続する停止制御継続時間ＴＨ１より短い時間に設定される停滞判定時間ＴＨ２に亘って継続した場合、要求レンジに応じたシフトレンジが確定したと判定する。これにより、ロータが反転しなかった場合であっても、適切にレンジ確定を判定することができる。

【0071】

ＥＣＵ５０は、停止制御中において要求レンジと目標レンジとが不一致の場合、目標レンジを再設定してモータ１０を再駆動し、要求レンジと目標レンジとを一致させた状態にてレンジ確定判定を行う。換言すると、例えばレンジ切替中に要求レンジが変更された場合等、要求レンジと目標レンジとが不一致の場合、停止制御中にモータ１０の反転が検出されたとしても、シフトレンジを確定せず、モータ１０を再駆動する。これにより、レンジ確定の誤判定を防ぐことができる。

【0072】

ＥＣＵ５０は、停止制御中において目標レンジと現在レンジとが不一致の場合、モータ１０を再駆動し、目標レンジと現在レンジとを一致させた状態にてレンジ確定判定を行う。換言すると、例えばオーバーシュートにより目標レンジと現在レンジとが不一致になった場合、停止制御中にモータ１０の反転が検出されたとしても、シフトレンジを確定せず、モータ１０を再駆動する。これにより、レンジ確定の誤判定を防ぐことができる。

【0073】

ＥＣＵ５０は、停止制御中において、目標カウント値θｃｍｄとエンコーダカウント値θｅｎとの偏差であるカウント偏差ΔＣＰが再駆動判定値ＣＰｅｒｒより大きい場合、モータ１０を再駆動し、カウント偏差ΔＣＰが再駆動判定値ＣＰｅｒｒ以下の状態にてレンジ確定判定を行う。換言すると、例えば、オーバーシュートによりカウント偏差ΔＣＰが再駆動判定値ＣＰｅｒｒより大きくなった場合、停止制御中にモータ１０の反転が検出されたとしても、シフトレンジを確定させず、モータ１０を再駆動する。これにより、レンジ確定の誤判定を防ぐことができる。

【0074】

ＥＣＵ５０は、要求レンジに応じたシフトレンジが確定したと判定された場合、シフトレンジが確定した旨の情報を他の制御部である上位ＥＣＵ６０に通知する。これにより、自動変速機５の油圧制御やユーザへの報知等のレンジ確定によって実行される各種処理を速やかに開始することができる。

【0075】

（第２実施形態）
第２実施形態を図１１に示す。本実施形態は、駆動モード選択処理が異なっているので、この点を中心に説明する。本実施形態の駆動モード選択処理を図１１のフローチャートに基づいて説明する。

【0076】

本実施形態では、Ｓ１０６にて、停止制御継続時間ＴＨ１が経過していないと判断された場合（Ｓ１０６：ＮＯ）、Ｓ１０７へ移行し、再フィードバックフラグＦｌｇＡ、または、目標再設定フラグＦｌｇＢがオンであるか否か判断する。再フィードバックフラグＦｌｇＡまたは目標再設定フラグＦｌｇＢがオンであると判断された場合（Ｓ１０７：ＹＥＳ）、Ｓ１０３へ移行し、駆動モードをフィードバックモードに切り替える。再フィードバックフラグＦｌｇＡおよび目標再設定フラグＦｌｇＢが共にオフであると判断された場合（Ｓ１０７：ＮＯ）、停止制御を継続する。

【0077】

すなわち本実施形態では、レンジ切替中に要求レンジの変更が行われた場合、または、モータ１０がオーバーシュートした場合、停止制御継続時間ＴＨ１の経過を待たずにフィードバックモードに切り替える。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。

【0078】

実施形態において、エンコーダ１３が「回転位置検出部」、上位ＥＣＵ６０が「他の制御部」、エンコーダカウント値θｅｎが「実回転位置」、目標カウント値θｃｍｄが「目標回転位置」、カウント偏差ΔＣＰが「目標回転位置と実回転位置との偏差」、レンジ確定フラグＦｌｇＣが「シフトレンジが確定した旨の情報」に対応する。

【0079】

（他の実施形態）
上記実施形態では、回転位置検出部は、エンコーダである。他の実施形態では、ロータの回転位置を検出可能なものであればよく、例えばレゾルバ等のリニアセンサであってもよい。上記実施形態では、出力軸センサとしてポテンショメータを例示した。他の実施形態では、出力軸センサとして、ポテンショメータ以外のものを用いてもよいし、出力軸センサを省略してもよい。

【0080】

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、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。上記実施形態では、ディテントプレートには４つの谷部が設けられる。他の実施形態では、谷部の数は４つに限らず、いくつであってもよい。例えば、ディテントプレートの谷部を２つとし、ＰレンジとＮｏｔＰレンジとを切り替えるものとしてもよい。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。

【0081】

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。

【0082】

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。

【符号の説明】

【0083】

１０・・・モータ
１３・・・エンコーダ（回転位置検出部）
４０・・・シフトレンジ制御装置
５０・・・ＥＣＵ
５１・・・モータ位置演算部
５２・・・目標設定部
５４・・・駆動制御部
５５・・・反転判定部
５６・・・レンジ確定判定部
６０・・・上位ＥＣＵ（他の制御部）

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】

【図11】