JP2009250382A - シフトレンジ切替装置 - Google Patents

Abstract

【課題】 レンジ切替頻度が多くなっても手動レンジの切替指示をキャンセルせずに実施するとともに、回転式アクチュエータの内部温度が作動限界温度に達するのを防ぐことのできるシフトレンジ切替装置を提供する。
【解決手段】 ＥＣＵは、実レンジの切替頻度が多い場合に、電動モータの動作開始を遅らせることで（ステップＳ５）、電動モータの動作間隔が広がり、回転式アクチュエータの内部温度の昇温を抑えることができ、回転式アクチュエータの内部温度が作動限界温度に達する不具合を回避することができる。また、手動レンジの切替えに対して実レンジの切替えにタイムラグが生じるだけで実レンジの切替えが実行されるため、操作フィーリングの劣化を、従来技術（手動レンジの切替指示の実行が所定期間に亘ってキャンセルされる技術）に比較して抑えることができる。
【選択図】 図１

Description

本発明は、自動変速機の機械的レンジ切替手段（シフトレンジ切替機構およびパーキング切替機構の少なくとも一方）を、電動モータを用いた回転式アクチュエータによって切り替えるシフトレンジ切替装置に関する。

車両用の自動変速機は、機械的レンジ切替手段（シフトレンジ切替機構およびパーキング切替機構）を搭載しており、従来では乗員により手動操作されるシフトレンジ手動操作手段と、機械的レンジ切替手段とが機械的に連結されて、乗員によるシフトレンジ手動操作手段の操作力が機械的レンジ切替手段に伝えられて実レンジ（自動変速機の実際のシフトレンジ）の切替えを実施していた。
しかるに、近年では、シフトレンジ手動操作手段と機械的レンジ切替手段との機械的な結合を無くし、代わってシフトレンジ手動操作手段から手動レンジに応じた電気信号を出力するように設けるとともに、機械的レンジ切替手段を電動モータを搭載した回転式アクチュエータによって切替駆動可能に設け、手動レンジと実レンジが一致するように電動モータを通電制御するシフトレンジ切替装置（シフト・バイ・ワイヤ：ＳＢＷ）が市場に広がりつつある。

回転式アクチュエータに搭載される電動モータは、コイルに大電流が流れて作動するため作動時において発熱する。このため、回転式アクチュエータによって実レンジを連続的に切替えると、回転式アクチュエータの作動に伴う発熱により回転式アクチュエータの内部温度が上昇する。
そして、実レンジの切替頻度が多い場合（動作間隔が小さく、且つ切替回数が多い場合）には、回転式アクチュエータの内部温度が作動限界温度に達し、回転式アクチュエータに機械的なダメージが与えられる可能性がある。

上記の不具合を回避するために、従来の技術では、電動モータの通電制御を行うＳＢＷ・ＥＣＵ（電子制御装置の一例）がレンジ切替頻度が多いと判定した場合に、手動レンジから与えられた切替指示の実行を所定期間に亘ってキャンセルすることで、回転式アクチュエータの内部温度の異常昇温を防いでいた（例えば、特許文献１参照）。
しかし、この特許文献１に示す技術では、レンジ切替頻度が多くなると、所定期間に亘って手動レンジの切替指示の実行がキャンセルされるため、使い勝手が悪い印象を乗員に与えてしまう。また、乗員に対して故障が発生したと勘違いさせる可能性もある。
特開２００３−２８２９２号公報

本発明は、上記問題点に鑑みてなされたものであり、その目的は、レンジ切替頻度が多くなっても、手動レンジの切替指示をキャンセルせずに実行するとともに、回転式アクチュエータの内部温度が作動限界温度に達するのを防ぐシフトレンジ切替装置の提供にある。

［請求項１の手段］
請求項１の手段を採用するシフトレンジ切替装置の電子制御装置は、レンジ切替頻度が多いと判断した場合、手動レンジの切替えが成されてから、手動レンジと実レンジが一致するように電動モータの通電を開始するまでの間に動作待ち時間を設けて、電動モータの動作開始を遅らせる。
このように、レンジ切替頻度が多いと判断した場合に電動モータの動作開始を遅らせることで、電動モータの動作間隔が広がり、回転式アクチュエータの内部温度の昇温を抑えることができる。この結果、回転式アクチュエータの内部温度が作動限界温度に達するのを防ぐことができる。
また、手動レンジの切替えに対して実レンジの切替えにタイムラグが生じるだけで実レンジの切替えが実行されるため、レンジ切替頻度が多い場合（昇温防止制御時）における操作フィーリングの劣化を、従来技術（手動レンジの切替指示の実行が所定期間に亘ってキャンセルされる技術）に比較して極力抑えることができるとともに、乗員に対して故障が発生したと勘違いさせる可能性を無くすことができる。

［請求項２の手段］
請求項２の手段を採用するシフトレンジ切替装置の動作遅延手段は、動作開始を遅らせる動作遅延実行中に、さらにレンジ切替頻度が多いと判断した場合、動作待ち時間の延長を実行して、電動モータの動作開始をさらに遅らせる。
これにより、レンジ切替頻度が多い状態が長く続いても、徐々に動作待ち時間を長くすることで、回転式アクチュエータの内部温度の昇温を抑えることができる。この結果、レンジ切替頻度が多い状態が長く続いても、回転式アクチュエータの内部温度が作動限界温度に達するのを防ぎつつ、実レンジの切替えを実施することができる。

［請求項３の手段］
請求項３の手段を採用するシフトレンジ切替装置の電子制御装置は、動作待ち時間が所定の待ち時間に達した際に、乗員に対してシフトレンジ手動操作手段の過剰操作を知らせる乗員報知手段を備える。
これにより、手動レンジの過剰な切替操作が車両に対して大きな負荷を与えている旨を乗員自身が知ることができ、乗員の判断によって回転式アクチュエータの内部温度の上昇を防ぐことができる。

最良の形態のシフトレンジ切替装置は、乗員によって手動操作され、設定された手動レンジに応じた電気信号を出力するシフトレンジ手動操作手段と、機械的な可動により自動変速機の実レンジの切替えを行なう機械的レンジ切替手段と、通電により回転力を発生する電動モータを搭載し、この電動モータの発生する回転力を用いて機械的レンジ切替手段を駆動して実レンジの切替えを行なう回転式アクチュエータと、手動レンジと実レンジが一致するように電動モータを通電制御する電子制御装置とを具備する。
電子制御装置（ＳＢＷ・ＥＣＵ等）は、所定時間内におけるレンジ切替頻度（実レンジまたは手動レンジの切替頻度）を求め、レンジ切替頻度が多いと判断した場合、手動レンジの切替えが成されてから、手動レンジと実レンジが一致するように電動モータの通電を開始するまでの間に動作待ち時間を設ける動作遅延手段を備える。

本発明をシフトレンジ切替装置に用いられる回転式アクチュエータの電動モータに適用した実施例１を、図１〜図７を参照して説明する。
［シフトレンジ切替装置の説明］
シフトレンジ切替装置は、回転式アクチュエータ１（図５参照）によって、車両用自動変速機２（図６参照）に搭載されたシフトレンジ切替機構３およびパーキング切替機構４（図７参照）を切替えるものである。なお、シフトレンジ切替機構３およびパーキング切替機構４は、機械的な可動により自動変速機２の実レンジの切替えを行なう機械的レンジ切替手段に相当するものである。

回転式アクチュエータ１は、シフトレンジ切替機構３を駆動するサーボ機構であり、図５に示すように、同期型の電動モータ５と、この電動モータ５の回転出力を減速して出力する減速機６とを備える。電動モータ５は、図６に示すＳＢＷ・ＥＣＵ７によって回転が制御される。
即ち、シフトレンジ切替装置は、ＳＢＷ・ＥＣＵ７によって電動モータ５の回転方向、回転数（回転する数）および回転角を制御することで、減速機６を介して駆動されるシフトレンジ切替機構３およびパーキング切替機構４を切替制御するものである。

次に、シフトレンジ切替装置の具体的な構成例を説明する。なお、以下では、図５の右側をフロント（あるいは前）、左側をリヤ（あるいは後）として回転式アクチュエータ１を説明するが、実際の搭載方向に関わるものではない。
（電動モータ５の説明）
電動モータ５を図５を参照して説明する。
この実施例１の電動モータ５は、永久磁石を用いないブラシレスのＳＲモータ（スイッチド・リラクタンス・モータ）であり、回転自在に支持されるロータ１１と、このロータ１１の回転中心と同軸上に配置されたステータ１２とで構成される。

ロータ１１は、ロータ軸１３とロータコア１４で構成されるものであり、ロータ軸１３は前端と後端に配置された転がり軸受（フロント転がり軸受１５、リヤ転がり軸受１６）によって回転自在に支持される。
フロント転がり軸受１５は、減速機６の出力軸１７の内周に嵌合固定されたものであり、減速機６の出力軸１７はフロントハウジング１８の内周に配置されたメタルベアリング１９によって回転自在に支持されている。つまり、ロータ軸１３の前端は、フロントハウジング１８に設けられたメタルベアリング１９→出力軸１７→フロント転がり軸受１５を介して回転自在に支持される。

メタルベアリング１９の軸方向の支持区間は、フロント転がり軸受１５の軸方向の支持区間にオーバーラップするように設けられている。このように設けることによって、減速機６の反力（具体的には、後述するサンギヤ２６とリングギヤ２７の噛合にかかる負荷の反力）に起因するロータ軸１３の傾斜を回避することができる。
リヤ転がり軸受１６は、ロータ軸１３の後端外周に圧入固定され、リヤハウジング２０によって支持される。

ステータ１２は、ハウジング（フロントハウジング１８＋リヤハウジング２０）内に固定されたステータコア２１および通電により磁力を発生する複数相の励磁コイル２２から構成される。
ステータコア２１は、鉄製薄板をプレス加工によって所定形状に打ち抜いた薄板を多数積層したものであり、リヤハウジング２０に固定されている。
具体的に、ステータコア２１には、内側のロータコア１４に向けて所定角度毎（例えば、３０度毎）に突設されたステータティース（内向突極）が設けられており、各ステータティースには各ステータティース毎に磁力を発生させるための励磁コイル２２が設けられている。

励磁コイル２２の具体的な一例を説明する。電動モータ５は、独立した２系統の励磁コイル２２を備えるものであり、それぞれの系統にＵ相、Ｖ相、Ｗ相の励磁コイル２２を備える。そして、一方の系統のみでの通電制御と、両方の系統での通電制御との切り替えにより、電動モータ５の発生トルクが制御される。なお、各励磁コイル２２は、ＳＢＷ・ＥＣＵ７により通電制御される。

ロータコア１４は、鉄製薄板をプレス加工によって所定形状に打ち抜いた薄板を多数積層したものであり、ロータ軸１３に圧入固定されている。このロータコア１４には、外周のステータコア２１に向けて所定角度毎（例えば、４５度毎）に突設されたロータティース（外向突極）が設けられている。
そして、ＳＢＷ・ＥＣＵ７により各励磁コイル２２の通電位置および通電方向を順次切り替えることで、ロータティースを磁気吸引するステータティースを順次切り替えて、ロータ１１を一方または他方へ回転させる構成になっている。

（減速機６の説明）
減速機６を説明する。
この実施例１に示す減速機６は、遊星歯車減速機の１種である内接噛合遊星歯車減速機（サイクロイド減速機）であり、ロータ軸１３に設けられた偏心部２５を介してロータ軸１３に対して偏心回転可能な状態で取り付けられたサンギヤ２６（インナーギヤ：外歯歯車）と、このサンギヤ２６が内接噛合するリングギヤ２７（アウターギヤ：内歯歯車）と、サンギヤ２６の自転成分のみを出力軸１７に伝達する伝達手段２８とを備える。

偏心部２５は、ロータ軸１３の回転中心に対して偏心回転してサンギヤ２６を揺動回転させる軸であり、偏心部２５の外周に配置されたサンギヤ軸受３１を介してサンギヤ２６を回転自在に支持するものである。
サンギヤ２６は、上述したように、サンギヤ軸受３１を介してロータ軸１３の偏心部２５に対して回転自在に支持されるものであり、偏心部２５の回転によってリングギヤ２７に押しつけられた状態で回転するように構成されている。
リングギヤ２７は、フロントハウジング１８に固定されるものである。

伝達手段２８は、出力軸１７と一体に回転するフランジの同一円周上に形成された複数の内ピン穴と、サンギヤ２６に形成され、内ピン穴にそれぞれ遊嵌する複数の内ピンとによって構成される。
複数の内ピンは、サンギヤ２６のフロント面に突出する形で設けられている。
複数の内ピン穴は、出力軸１７の後端に設けられたフランジに設けられており、内ピンと内ピン穴の嵌まり合いによって、サンギヤ２６の自転運動が出力軸１７に伝えられるように構成されている。
このように設けられることにより、ロータ軸１３が回転してサンギヤ２６が偏心回転することによって、サンギヤ２６がロータ軸１３に対して減速回転し、その減速回転が出力軸１７に伝えられる。なお、出力軸１７は、シフトレンジ切替機構３およびパーキング切替機構４を駆動操作するコントロールロッド４５（後述する）に連結される。
なお、この実施例１とは異なり、複数の内ピン穴をサンギヤ２６に形成し、複数の内ピンをフランジに設けて構成しても良い。

（シフトレンジ切替機構３およびパーキング切替機構４の説明）
シフトレンジ切替機構３およびパーキング切替機構４は、回転式アクチュエータ１の出力軸（具体的には、上述した減速機６の出力軸１７）によって切替駆動されるものである。
シフトレンジ切替機構３は、油圧バルブボディ４１に設けられたマニュアルスプール弁４２をシフトレンジに応じた適切な位置にスライド変位させ、自動変速機２の図示しない油圧クラッチへの油圧供給路を切り替えて、油圧クラッチの係合状態をコントロールするものである。

パーキング切替機構４は、車両の駆動軸（ドライブシャフト等）と連動して回転するパーキングギヤ４３に、固定部材（自動変速機２のハウジング等）に回動可能に支持されるパークポール４４の噛合および噛合解除を実行させて、パーキングギヤ４３のロック（パーキング状態）とアンロック（パーキング解除状態）の切り替えを実行するものである。具体的に、パーキングギヤ４３の凹部４３ａとパークポール４４の凸部４４ａの係脱によってパーキング切替機構４のロックとアンロックの切り替えが行われるものであり、パーキングギヤ４３の回転を規制することで、ドライブシャフトやディファレンシャルギヤ等を介して車両の駆動輪がロックされて、車両のパーキング状態が達成される。

回転式アクチュエータ１によって駆動されるコントロールロッド４５には、略扇形状を呈したディテントプレート４６が取り付けられ、コントロールロッド４５とディテントプレート４６が一体に回転するように設けられている。
ディテントプレート４６は、半径方向の先端（略扇形状の円弧部）に複数の凹部４６ａが設けられており、油圧バルブボディ４１（または自動変速機２の内部）に固定されたディテントスプリング４７の先端の係合部４７ａが凹部４６ａに嵌まり合うことで、切り替えられたシフトレンジが保持されるようになっている。なお、この実施例では板バネを用いたディテント機構を示すが、コイルスプリングなどを用いた他のディテント機構であっても良い。

ディテントプレート４６には、マニュアルスプール弁４２を駆動するためのピン４８が取り付けられている。
ピン４８は、マニュアルスプール弁４２の端部に設けられた溝４９に噛合しており、ディテントプレート４６がコントロールロッド４５によって回動操作されると、ピン４８が円弧駆動されて、ピン４８に噛合するマニュアルスプール弁４２が油圧バルブボディ４１の内部で直線運動を行う。

コントロールロッド４５を図７中矢印Ａ方向から見て時計回り方向に回転させると、ディテントプレート４６を介してピン４８がマニュアルスプール弁４２を油圧バルブボディ４１の内部に押し込み、油圧バルブボディ４１内の油路がＤ→Ｎ→Ｒ→Ｐの順に切り替えられる。つまり、自動変速機２のシフトレンジがＤ→Ｎ→Ｒ→Ｐの順に切り替えられる。 逆方向にコントロールロッド４５を回転させると、ピン４８がマニュアルスプール弁４２を油圧バルブボディ４１から引き出し、油圧バルブボディ４１内の油路がＰ→Ｒ→Ｎ→Ｄの順に切り替えられる。つまり、自動変速機２のシフトレンジがＰ→Ｒ→Ｎ→Ｄの順に切り替えられる。

ディテントプレート４６には、パークポール４４を駆動するためのパークロッド５１が取り付けられている。このパークロッド５１の先端には円錐部５２が設けられている。
この円錐部５２は、自動変速機２のハウジングの突出部５３とパークポール４４の間に介在されるものであり、コントロールロッド４５を図７中矢印Ａ方向から見て時計回り方向に回転させると（具体的には、Ｒ→Ｐレンジ）、ディテントプレート４６を介してパークロッド５１が図７中矢印Ｂ方向へ変位して円錐部５２がパークポール４４を押し上げる。すると、パークポール４４が軸４４ｂを中心に図７中矢印Ｃ方向に回転し、パークポール４４の凸部４４ａがパーキングギヤ４３の凹部４３ａに噛合し、パーキング切替機構４によるロック状態（パーキング状態）が達成される。

逆方向へコントロールロッド４５を回転させると（具体的には、Ｐ→Ｒレンジ）、パークロッド５１が図７中矢印Ｂ方向とは反対方向に引き戻され、パークポール４４を押し上げる力が無くなる。パークポール４４は、図示しないねじりコイルバネにより、図７中矢印Ｃ方向とは反対方向に常に付勢されているため、パークポール４４の凸部４４ａがパーキングギヤ４３の凹部４３ａから外れ、パーキングギヤ４３がフリーになり、パーキング切替機構４のアンロック状態（パーキング解除状態）が達成される。

（エンコーダ６０の説明）
上述した回転式アクチュエータ１には、図５に示すように、ハウジング（フロントハウジング１８＋リヤハウジング２０）の内部に、ロータ１１の回転角度を検出するエンコーダ６０が搭載されている。このエンコーダ６０によってロータ１１の回転角度を検出することにより、電動モータ５を脱調させることなく高速運転することができる。
エンコーダ６０は、インクリメンタル型であり、ロータ１１と一体に回転する磁石６１と、リヤハウジング２０内において磁石６１と対向配置されて磁石６１における磁束発生部の通過を検出する磁気検出用のホールＩＣ６２（例えば、磁石６１の多極着磁の磁束を検出する回転角度検出用ホールＩＣ、および励磁コイル２２の各相の通電が一巡する毎に発生する磁束を検出するインデックス信号用ホールＩＣ等）とで構成され、ホールＩＣ６２はリヤハウジング２０内に固定される基板６３によって支持される。

（ＳＢＷ・ＥＣＵ７の説明）
ＳＢＷ・ＥＣＵ７を図６を参照して説明する。
電動モータ５の通電制御を行うＳＢＷ・ＥＣＵ７は、制御処理、演算処理を行うＣＰＵ、各種プログラムおよびデータを保存する記憶手段（ＲＯＭ、ＲＡＭ、ＳＲＡＭ、ＥＥＰＲＯＭ等）、入力回路、出力回路、電源回路等で構成された周知構造のマイクロコンピュータを搭載し、演算結果に基づいて各励磁コイル２２の通電制御を行うコイル駆動回路７１に制御信号を与えるものである。なお、図６ではコイル駆動回路７１がＳＢＷ・ＥＣＵ７の外部に配置される例を示すが、ＳＢＷ・ＥＣＵ７と同一のケース内に収容されるものであっても良い。

ここで、図６中における符号７２はイグニッションスイッチ（運転スイッチ）、符号７３は車載バッテリ、符号７４はシフトレンジ切替装置の状態（シフトレンジの切替状態）などを乗員に表示する表示装置、符号７５は車速センサ、符号７６は乗員によって手動操作されるシフトレンジ手動操作手段であり、他にもＳＢＷ・ＥＣＵ７にはブレーキスイッチ等、車両状態を検出する他のセンサ類が接続される。
なお、シフトレンジ手動操作手段７６は、乗員によって手動操作された手動レンジ（乗員によって設定されたシフトポジション）に応じた電気信号をＳＢＷ・ＥＣＵ７に出力するものである。

ＳＢＷ・ＥＣＵ７には、シフトレンジ手動操作手段７６から与えられる電気信号に基づいて手動レンジを認識する『手動レンジ読取手段』、エンコーダ６０の出力からロータ１１の回転速度、回転数、回転角度を把握する『ロータ読取手段』、手動レンジ読取手段で読み込んだ手動レンジと、自動変速機２における機械的レンジ切替手段（シフトレンジ切替機構３およびパーキング切替機構４）の実レンジ（回転式アクチュエータ１によって設定されるシフトポジション）とが一致するように電動モータ５を制御する『通常制御手段』など、種々の制御プログラムが搭載されている。なお、通常制御手段は、手動レンジの切替えを検出してから、実レンジの切替えが完了するまでの間（シフトレンジの切替え中）、手動レンジの切替えの検出を禁止するシフト信号受付禁止手段を備えている。

［実施例１の背景技術］
回転式アクチュエータ１に搭載される電動モータ５は、励磁コイル２２に大電流が流れて作動するため作動時に発熱する。このため、回転式アクチュエータ１によって実レンジを連続的に切替えると、回転式アクチュエータ１の作動に伴う発熱により回転式アクチュエータ１の内部温度が上昇する。
そして、実レンジの切替頻度が多い場合（動作間隔が小さく、且つ切替回数が多い場合）には、回転式アクチュエータ１の内部温度が作動限界温度に達し、回転式アクチュエータ１に機械的なダメージが与えられる可能性がある。

そこで、既存の技術では、ＳＢＷ・ＥＣＵ７がレンジ切替頻度が多いと判定した場合に、手動レンジの切替指示の実行を所定期間に亘ってキャンセルすることで、回転式アクチュエータ１の内部温度の異常昇温を防いでいる。
しかし、この既存の技術では、レンジ切替頻度が多い場合に、所定期間に亘って手動レンジの切替指示の実行がキャンセルされるため、使い勝手が悪い印象を乗員に与えてしまうとともに、乗員に対して故障が発生したと勘違いさせる可能性がある。

［実施例１の特徴］
上記の不具合を解決するために、実施例１のシフトレンジ切替装置は、次の技術を採用している。
（ａ）ＳＢＷ・ＥＣＵ７は、所定時間内における実レンジの切替頻度（レンジ切替頻度）を求め、その切替頻度が多いと判断した場合、手動レンジの切替えが成されてから、手動レンジと実レンジが一致するように電動モータ５の通電を開始するまでの間に動作待ち時間を設けて、電動モータ５の動作開始（通電開始）を遅らせる動作遅延手段を備えている。
（ｂ）動作遅延手段は、電動モータ５の動作開始を遅らせる動作遅延実行中に、さらに実レンジの切替頻度が多いと判断した場合、動作待ち時間を延長して、電動モータ５の動作開始をさらに遅らせる遅延延長手段を備えている。
（ｃ）動作遅延手段は、電動モータ５の動作開始を遅らせる動作遅延実行中に、実レンジの切替頻度が少ないと判断した場合、動作待ち時間を短縮して、電動モータ５の動作開始を早める遅延短縮手段を備えている。

上記（ａ）〜（ｃ）に示す動作遅延手段の制御例を、図１のフローチャートを参照して説明する。
この制御ルーチンに侵入し（スタート）、ユーザーのシフト操作（乗員による手動レンジの切替え）を検出したら（ステップＳ１）、シフト信号の受け付け（手動レンジの切替え）を禁止し（ステップＳ２）、時間制御カウンタ（動作待ち時間の長さを設定するカウンタ）が０（ゼロ）であるか否かの判断を行なう（ステップＳ３）。

ステップＳ３の判断結果がＹＥＳの場合は、「動作待ち時間＝０」にて電動モータ５の通電制御を行なって実レンジの切替えを実行する（ステップＳ４）。
ステップＳ３の判断結果がＮＯの場合は、「時間制御カウンタのカウンタ数に応じた動作待ち時間」の経過後に電動モータ５の通電制御を行なって実レンジの切替えを実行する（ステップＳ５）。なお、例えば、カウンタが１つ増える毎に、動作待ち時間が０．５秒〜１秒増えるものである。

ステップＳ４またはステップＳ５の実行後、レンジ切替え作動を実行した回数をカウントする（ステップＳ６）。
次に、レンジ切替頻度の判断基準となる所定時間（例えば、カウントを開始してから１０秒間）に達したか否かの判断を行なう（ステップＳ７）。
ステップＳ７の判断結果がＮＯの場合は、シフト信号の受け付け（手動レンジの切替え）を許可し（ステップＳ８）、ステップＳ１へ戻る。

ステップＳ７の判断結果がＹＥＳの場合（レンジ切替頻度の判定時期）は、先ず所定時間内におけるレンジ切替え作動の回数が大である（レンジ切替頻度が多い：具体的には、レンジ切替えのカウント値＞カウント判定値：例えば、カウント判定値＝７回）か否かの判断を行なう（ステップＳ９）。
ステップＳ９の判断結果がＹＥＳの場合（レンジ切替頻度が多）は、時間制御カウンタのカウンタ数を１増加させて、動作待ち時間を延長する（ステップＳ１０）。

ステップＳ９の判断結果がＮＯの場合（レンジ切替頻度が少）は、現在の時間制御カウンタが０（ゼロ）であるか否かの判断を行なう（ステップＳ１１）。
ステップＳ１１の判断結果がＮＯの場合（レンジ切替頻度が少、動作待ち時間≠０）は、時間制御カウンタのカウンタ数を１減少させて、動作待ち時間を短縮する（ステップＳ１２）。

ステップＳ１０またはステップＳ１２の実行後、あるいはステップＳ１１の判断結果がＹＥＳの場合は、レンジ切替え作動をカウントする作動回数カウンタをリセットし（ステップＳ１３）、続いてレンジ切替頻度の判断基準となる所定時間（モニタ時間）をリセットし（ステップＳ１４）、その後にステップＳ８へ進む。

次に、動作遅延手段による作動例を、図２〜図４のタイムチャートを参照して説明する。
（通常操作時）
図２に示すように、「時間制御カウンタ＝０」で、且つ所定時間内におけるレンジ切替えのカウント値がカウント判定値より少ない場合、次の所定時間内でも「時間制御カウンタ＝０」であり、手動レンジの切替えが成されてから、電動モータ５の通電を開始するまでの間に動作待ち時間は設定されず、手動レンジの切替え直後に実レンジの切替えが実行される。

（動作待ち時間の設定）
図３に示すように、「時間制御カウンタ＝０」で、且つ所定時間内におけるレンジ切替えのカウント値がカウント判定値より多い場合、次の所定時間内では「時間制御カウンタ＝１」となり、動作待ち時間が設けられる。これにより、次の所定時間内では、手動レンジの切替えが成されてから、電動モータ５の通電を開始するまでの動作開始が遅らされる。その結果、電動モータ５の動作間隔が広がり、回転式アクチュエータ１の内部温度の昇温を抑えることができる。

（動作待ち時間の延長）
「時間制御カウンタ＝ｎ（但し、ｎは１以上の整数）」で、且つ所定時間内におけるレンジ切替えのカウント値がカウント判定値より多い場合、次の所定時間内では「時間制御カウンタ＝ｎ＋１」となり、動作待ち時間が延長される。これにより、次の所定時間内では、手動レンジの切替えが成されてから、電動モータ５の通電を開始するまでの動作開始が延長され、その結果、電動モータ５の動作間隔がさらに広がり、回転式アクチュエータ１の内部温度の昇温が抑えられる。

（動作待ち時間の短縮）
「時間制御カウンタ＝ｍ（但し、ｍは２以上の整数）」で、且つ所定時間内におけるレンジ切替えのカウント値がカウント判定値より少ない場合、次の所定時間内では「時間制御カウンタ＝ｍ−１」となり、動作待ち時間が短縮される。これにより、次の所定時間内では、手動レンジの切替えが成されてから、電動モータ５の通電を開始するまでの動作開始が短縮され、回転式アクチュエータ１の内部温度の昇温を抑えつつ、手動レンジ切替えから実レンジ切替えに伴うタイムラグを短縮でき、切替え操作のフィーリングを向上させることができる。

（動作待ち時間の喪失）
図４に示すように、「時間制御カウンタ＝１」で、且つ所定時間内におけるレンジ切替えのカウント値がカウント判定値より少ない場合、次の所定時間内では「時間制御カウンタ＝０」となり、動作待ち時間が無くなる。これにより、次の所定時間内では、手動レンジの切替えが成されてから、電動モータ５の通電を開始するまでの間に動作待ち時間は設定されず、手動レンジの切替え直後に実レンジの切替えが実行される。

［実施例１の効果］
実施例１のシフトレンジ切替装置は、実レンジの切替頻度が多いと判断した場合、手動レンジの切替えが成されてから、手動レンジと実レンジが一致するように電動モータ５の通電を開始するまでの間に動作待ち時間を設けて、電動モータ５の動作開始を遅らせている。
このように、実レンジの切替頻度が多い場合に、電動モータ５の動作開始を遅らせることで、電動モータ５の動作間隔が広がり、回転式アクチュエータ１の内部温度の昇温を抑えることができる。この結果、回転式アクチュエータ１の内部温度が作動限界温度に達する不具合を回避することができる。

また、手動レンジの切替えに対して実レンジの切替えにタイムラグが生じるだけで実レンジの切替えが実行されるため、実レンジの切替頻度が多い場合（昇温防止制御時）における操作フィーリングの劣化を、従来技術（手動レンジの切替指示の実行が所定期間に亘ってキャンセルされる技術）に比較して抑えることができる。
さらに、手動レンジの切替えに対して実レンジの切替えがキャンセルされずに実行されるため、乗員に対して故障が発生したと勘違いさせる可能性を無くすことができる。

一方、この実施例１では、動作開始を遅らせる動作遅延実行中に、さらに実レンジの切替頻度が多いと判断した場合、動作待ち時間の延長を実行して、電動モータ５の動作開始をさらに遅らせる。逆に、動作開始を遅らせる動作遅延実行中に、実レンジの切替頻度が少ないと判断した場合、動作待ち時間の短縮を行なって、実レンジの切替えの実行までのタイムラグの短縮を行なう。
このように、レンジ切替頻度の状態に応じて動作待ち時間が変更されるため、レンジ切替頻度の状態に応じて回転式アクチュエータ１の内部温度が作動限界温度に達するのを防ぎつつ、実レンジの切替えを実施することができる。

実施例２を説明する。なお、次の実施例２において上記実施例１と同一符号は同一機能物を示すものである。
この実施例２の表示装置７４には、乗員に対して視覚的（警告ランプ等）または聴覚的（音声等）に「手動レンジの過剰な切替操作によって車両に対して大きな負荷を与えている旨」の警告を行なう切替警告手段が設けられている。
また、ＳＢＷ・ＥＣＵ７には、動作待ち時間が所定の待ち時間（例えば、２〜４秒程）に達した際、具体的には、時間制御カウンタのカウント数が所定値（３〜１０回）に達した場合に、表示装置７４における切替警告手段を作動させて、乗員に対してシフトレンジ手動操作手段７６の過剰操作を知らせる乗員報知手段が設けられている。

このように設けられることにより、乗員による手動レンジの過剰な切替操作が車両（具体的には回転式アクチュエータ１）に対して大きな負荷を与えている旨を乗員自身が知ることができ、乗員の判断によって回転式アクチュエータ１の内部温度の上昇を防ぎ、内部温度が作動限界温度に達するのを防ぐことができる。

〔変形例〕
上記の実施例では、レンジ切替頻度が多い場合に時間制御カウンタのカウント数を増加させることで、動作待ち時間を延長する例を示したが、レンジ切替頻度と動作待ち時間のマップを用いて動作待ち時間の決定を行なうようにしても良い。
回転式アクチュエータ１の内部温度は、レンジ切替頻度の他にも環境温度の影響を受けるため、環境温度も加味して動作待ち時間の設定を行なうように設けても良い。具体的な一例としては、車両が搭載するエアコン装置から外気温度信号をＳＢＷ・ＥＣＵ７に入力し、外気温度が高い時に動作待ち時間の延長量を長くしたり、外気温度が高い時にレンジ切替頻度の判定を行なう閾値を下げるなどの制御を追加しても良い。
また、車両の始動直後は回転式アクチュエータ１も冷えているため、車両の始動直後の所定時間内は、動作遅延手段の機能を停止するように設けても良い。

上記の実施例で示した回転式アクチュエータ１は、具体的な一例であり、他の構造を採用するものであっても良い。
具体的に、上記の実施例では、電動モータ５の一例としてＳＲモータを用いる例を示したが、シンクロナス・リラクタンス・モータなど他のリラクタンスモータや、表面磁石構造型シンクロナスモータ（ＳＰＭ）、埋込磁石構造型シンクロナスモータ（ＩＰＭ）などの永久磁石型同期モータなど、他のモータを用いても良い。
上記の実施例では、具体的な一例としてエンコーダ６０を用いる例を示したが、エンコーダ６０を廃止して、各励磁コイル２２の通電回数をカウントしてロータ１１の回転数および回転角度を制御するものであっても良い。
上記の実施例では、減速機６の一例として内接噛合遊星歯車減速機（サイクロイド減速機）を用いる例を示したが、他の減速装置を用いても良い。

動作遅延手段の制御例を示すフローチャートである。 通常操作時における作動例を示すタイムチャートである。 動作待ち時間の設定時における作動例を示すタイムチャートである。 動作待ち時間の喪失時における作動例を示すタイムチャートである。 回転式アクチュエータの断面図である。 シフトレンジ切替装置のシステム構成図である。 シフトレンジ切替機構およびパーキング切替機構の斜視図である。

符号の説明

１ 回転式アクチュエータ
２ 自動変速機
３ シフトレンジ切替機構（機械的レンジ切替手段）
４ パーキング切替機構（機械的レンジ切替手段）
５ 電動モータ
７ ＳＢＷ・ＥＣＵ（動作遅延手段、乗員報知手段の機能を有する電子制御装置）
７４ 表示装置
７６ シフトレンジ手動操作手段

Claims (3)

1. 乗員によって手動操作され、設定された手動レンジに応じた電気信号を出力するシフトレンジ手動操作手段と、
   機械的な可動により自動変速機の実レンジの切替えを行なう機械的レンジ切替手段と、 通電により回転力を発生する電動モータを搭載し、この電動モータの発生する回転力を用いて前記機械的レンジ切替手段を駆動して実レンジの切替えを行なう回転式アクチュエータと、
   手動レンジと実レンジが一致するように前記電動モータを通電制御する電子制御装置と、
   を具備するシフトレンジ切替装置において、
   前記電子制御装置は、所定時間内におけるレンジ切替頻度を求め、レンジ切替頻度が多いと判断した場合、手動レンジの切替えが成されてから、手動レンジと実レンジが一致するように前記電動モータの通電を開始するまでの間に動作待ち時間を設ける動作遅延手段を備えることを特徴とするシフトレンジ切替装置。
2. 請求項１に記載のシフトレンジ切替装置において、
   前記動作遅延手段は、動作開始を遅らせる動作遅延実行中に、さらにレンジ切替頻度が多いと判断した場合、前記動作待ち時間の延長を実行することを特徴とするシフトレンジ切替装置。
3. 請求項２に記載のシフトレンジ切替装置において、
   前記電子制御装置は、前記動作待ち時間が所定の待ち時間に達した際に、乗員に対して前記シフトレンジ手動操作手段の過剰操作を知らせる乗員報知手段を備えることを特徴とするシフトレンジ切替装置。

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