JP2022063673A - シフト装置 - Google Patents

Abstract

【課題】変速機のシフト位置を学習可能なシフト装置において、ユーザに違和感や誤解を与えることを抑制する。【解決手段】シフト装置が、変速機と、変速機のシフトレンジを切り替えるアクチュエータと、アクチュエータを制御する制御装置とを備える。制御装置は、ユーザのシフト操作に応じてアクチュエータを制御することによって変速機のシフトレンジを切り替えるように構成される。また、制御装置は、ユーザによって所定のシフトレンジを指定するシフト操作が行なわれたことを含む学習開始条件が成立したときに、変速機のシフト位置を学習するためのシフト制御を開始し、変速機のシフト位置を所定のシフトレンジにしてシフト制御を終了する。【選択図】図６

Description

本開示は、シフト装置に関し、特に、変速機のシフト位置を学習可能なシフト装置に関する。

たとえば、特開２０１６－０７５３６４号公報（特許文献１）には、変速機のシフト位置を学習可能なシフト装置が開示されている。このシフト装置では、車両の工場出荷時に所定のタイミングで学習のためのシフト切替えが開始され、全てのシフトレンジについて変速機のシフト位置の学習が完了すると、学習に係る一連の処理が終了する。

特開２０１６－０７５３６４号公報

上記特許文献１に記載されるシフト装置では、学習中にＮ（ニュートラル）レンジ、Ｒ（リバース）レンジ、Ｐ（パーキング）レンジ、Ｄ（ドライブ）レンジの順に変速機のシフトレンジが切り替えられ、Ｄレンジで学習が終了する。このため、シフトレンジがＰレンジの状態からシフト操作なくＤレンジに変更されることで、ユーザに違和感や誤解を与える可能性がある。

本開示は、上記課題を解決するためになされたものであり、その目的は、変速機のシフト位置を学習可能なシフト装置において、ユーザに違和感や誤解を与えることを抑制することである。

本開示に係るシフト装置は、変速機と、変速機のシフトレンジを切り替えるアクチュエータと、アクチュエータを制御する制御装置とを備える。制御装置は、ユーザのシフト操作に応じてアクチュエータを制御することによって変速機のシフトレンジを切り替えるように構成される。また、制御装置は、ユーザによって所定のシフトレンジを指定するシフト操作が行なわれたことを含む学習開始条件が成立したときに、変速機のシフト位置を学習するためのシフト制御を開始し、変速機のシフト位置を所定のシフトレンジにしてシフト制御を終了する。

上記シフト装置では、ユーザによるシフト操作が行なわれないと、学習が開始されない。学習開始条件は、ユーザによって所定のシフトレンジを指定するシフト操作（シフト切替え操作）が行なわれることによって成立し得る。学習開始条件が成立すると、制御装置が学習を開始する。そして、制御装置は、変速機のシフト位置を所定のシフトレンジにして学習を終了する。学習終了時においてシフト操作部と変速機とはいずれも上記所定のシフトレンジを示すため、ユーザの認識と変速機とでシフトレンジの不整合が生じることは抑制される。これにより、ユーザに違和感や誤解を与えることが抑制される。

上記の制御装置は、上記学習開始条件が成立したときに、シフトレンジごとのアクチュエータの作動位置を学習してもよい。上記の制御装置は、記憶装置に記憶された初期の作動位置を学習値で補正してもよい。上記の制御装置は、学習後にユーザによってシフト操作（シフト切替え操作）が行なわれた場合には、補正された作動位置にアクチュエータを制御することによって変速機のシフトレンジを切り替えてもよい。

上記変速機は、複数のシフトレンジに対応した複数の谷部を含むシフト切替部材（たとえば、ディテントプレート）と、複数の谷部のいずれかに嵌まり込んでシフト位置を確定する位置決め部材（たとえば、ローラ部材）とを含んでもよい。上記アクチュエータはシフト切替部材を駆動して変速機のシフトレンジを切り替えてもよい。制御装置は、上記シフト制御により、位置決め部材がシフト切替部材の谷部の谷底に嵌まり込むアクチュエータの作動位置を学習してもよい。

上記学習開始条件は、上記所定のシフトレンジを指定するシフト操作がユーザによって行なわれるときに学習が許可されていることをさらに含んでもよい。所定の信号が上記制御装置に入力されたときに上記学習が許可されてもよい。上記所定の信号は、ユーザの運転操作では発生しない信号であってもよい。上記所定の信号は、外部診断ツールによって発生する信号であってもよい。

上記の制御装置は、上記学習開始条件が成立したときに、変速機のシフトレンジを順次切り替えて全てのシフトレンジについて変速機のシフト位置の学習を行なった後、変速機のシフト位置を所定のシフトレンジにしてシフト制御を終了するように構成されてもよい。

上記の制御装置は、上記学習開始条件が成立したときに、上記所定のシフトレンジが最後になるように変速機のシフトレンジを順次切り替えて全てのシフトレンジについて変速機のシフト位置の学習を行なうように構成されてもよい。

シフト操作部は、ユーザのシフト操作に応じて１つのシフトレンジを指定するように構成されてもよい。シフト操作部は、シフトレバーであってもよいし、シフトスイッチであってもよい。

上記シフト装置は、車両に搭載されてもよい。上記所定のシフトレンジは、Ｎ（ニュートラル）レンジであってもよい。

本開示によれば、変速機のシフト位置を学習可能なシフト装置において、ユーザに違和感や誤解を与えることを抑制することができる。

本開示の実施の形態に係るシフト装置が適用された車両の構成を示す図である。 図１に示したシフト装置と変速機との連結態様を示す図である。 図２に示したディテントプレートの拡大図である。 車両の組立てから引き渡しまでの流れを示す図である。 図１に示した制御装置の構成要素を機能別に示す機能ブロック図である。 本開示の実施の形態に係る制御装置が実行する変速機のシフト位置の学習に係る処理を示すフローチャートである。 本開示の実施の形態に係るシフト制御において、学習許可フラグ、シフト操作部のシフトレンジ、及び変速機のシフトレンジの各々の推移を示すタイムチャートである。 図６に示した処理の変形例を示すフローチャートである。

本開示の実施の形態について、図面を参照しながら詳細に説明する。図中、同一又は相当部分には同一符号を付してその説明は繰り返さない。以下では、電子制御ユニット（Electronic Control Unit）を、「ＥＣＵ」と称する。

図１は、この実施の形態に係るシフト装置が適用された車両の構成を示す図である。図１を参照して、車両１００は、エンジン１０と、変速機２０と、シフト操作部３１と、シフトセンサ３２と、シフト装置５０と、エンジンＥＣＵ１５０とを備える。車両１００は、ハイブリッド車（内燃機関及び電動モータを走行用の動力源とする自動車）であってもよいし、コンベ車（内燃機関のみを走行用の動力源とする自動車）であってもよい。

エンジン１０は、燃料を燃焼させたときに生じる燃焼エネルギーを運動子（たとえば、ピストン又はロータ）の運動エネルギーに変換することによって動力を出力する内燃機関である。エンジン１０の作動中には、エンジン１０の出力軸（たとえば、クランク軸）に動力（トルク）が出力される。エンジン１０としては、任意の内燃機関を採用可能である。エンジン１０は、ガソリンエンジン又はディーゼルエンジンであってもよい。エンジン１０は、エンジンＥＣＵ１５０によって制御される。

この実施の形態に係る変速機２０は、油圧により作動する複数の摩擦係合要素（たとえば、図示しないクラッチ及びブレーキ）を所定の組合せで係合又は解放させることによって変速比を変更する。変速機２０は、たとえば、Ｎ（ニュートラル）レンジと、Ｄ（ドライブ）レンジと、Ｒ（リバース）レンジと、Ｐ（パーキング）レンジとを切り替え可能に構成される。ただし、シフトレンジの組合せは、Ｎ，Ｄ，Ｒ，Ｐに限られず、適宜変更可能である。

変速機２０は、油圧制御回路２１と、パーキング装置２２と、シフト切替機構２００とを備える。油圧制御回路２１は、シフト切替機構２００に連結されるマニュアルバルブロッド（図示せず）を含む。油圧制御回路２１は、シフト切替機構２００によって切り替えられたシフトレンジに対応する油圧回路を形成し、シフトレンジに合わせて所定の摩擦係合要素を油圧で駆動する。パーキング装置２２は、エンジン１０の出力軸に連結されたパーキングギアと、パーキングギアに係合可能なロックポールと、シフト切替機構２００に連結されるパークロッドとを含む（後述する図２参照）。Ｐレンジでは、ロックポールがパーキングギアに係合することにより、エンジン１０の出力軸の回転が規制される。Ｐレンジ以外のシフトレンジでは、ロックポールとパーキングギアとが解放状態（非ロック状態）になる。

シフト装置５０は、シフトＥＣＵ５１と、モータ５２と、減速機構５３と、回転センサ５４，５５とを備える。この実施の形態に係るシフトＥＣＵ５１、モータ５２は、それぞれ本開示に係る「制御装置」、「アクチュエータ」の一例に相当する。

シフトＥＣＵ５１は、モータ５２を制御するように構成される。モータ５２は、変速機２０のシフトレンジを切り替えるアクチュエータに相当する。シフトＥＣＵ５１は、ユーザのシフト操作に応じてモータ５２を制御することによって変速機２０のシフトレンジを切り替えるように構成される。ユーザのシフト操作に対応した制御信号に基づいてモータ５２の制御（シフト切替制御）が実行される。このようなシフト切替制御は、一般に「シフトバイワイヤ（ＳＢＷ）」と呼ばれる。

シフト操作部３１は、車両１００のユーザによって操作される。この実施の形態では、シフト操作部３１としてシフトレバーを採用する。シフト操作部３１は、ユーザのシフト操作に応じて１つのシフトレンジ（Ｎ，Ｄ，Ｒ，Ｐのいずれか）を指定するように構成される。シフトセンサ３２は、シフト操作部３１が指定したシフトレンジを検出し、検出結果をシフトＥＣＵ５１へ出力するように構成される。

モータ５２は、たとえば、永久磁石をロータの表面に組み込んだ表面磁石型（ＳＰＭ）の三相モータである。回転センサ５４は、モータ５２の回転角度を検出するように構成される。回転センサ５４は、モータ５２のロータの回転量に応じたパルス数を出力するデジタルエンコーダを含んでもよい。回転センサ５４は、パルス数を加算してモータ５２のロータの回転量及び回転位置（回転角度）を検出するように構成されてもよい。シフト操作部３１は、回転センサ５４の出力に基づいてモータ５２の回転角度を確認しながら、モータ５２を制御するように構成される。

なお、モータ５２の構造及び駆動方式は適宜変更可能である。たとえば、磁極の極性（Ｎ極／Ｓ極）が切り替わるように等角度間隔で永久磁石をロータの中に埋め込んだ埋込磁石型（ＩＰＭ）のモータを、モータ５２として採用してもよい。モータ５２は、ステッピングモータであってもよい。

減速機構５３は、入力軸と出力軸とを有し、入力軸に入力される回転を所定の減速比で減速して出力軸に出力するように構成される。減速機構５３の入力軸にはモータ５２の出力軸が機械的に接続されている。モータ５２の回転が減速機構５３の入力軸に入力される。減速機構５３の出力軸にはシフト切替機構２００が機械的に接続されている。モータ５２の回転は減速機構５３を介してシフト切替機構２００に伝達される。

シフト切替機構２００は、油圧制御回路２１及びパーキング装置２２の各々と機械的に接続されている。シフト装置５０は、モータ５２によりシフト切替機構２００を駆動することで、変速機２０のシフトレンジを切り替えるように構成される。

図２は、シフト装置５０と変速機２０との連結態様を示す図である。図１とともに図２を参照して、シフト切替機構２００は、変速機２０のシフト位置を切り替えるように構成される。シフト切替機構２００は、ディテントプレート２１０と、ディテントスプリング２２０とを含む。シフト装置５０の出力軸６０（より特定的には、図１に示した減速機構５３の出力軸）が、ディテントプレート２１０と接続されている。図１に示した回転センサ５５は、出力軸６０の回転量に応じた磁力を検出するアナログ磁気センサと、アナログ磁気センサの出力を出力軸６０の回転位置（回転角度）を示す電圧信号に変換する回路基板とを含む。回転センサ５５は、検出結果（出力軸６０の回転位置を示す連続的な電圧信号）をシフトＥＣＵ５１へ出力する。

ディテントスプリング２２０の基端部は、留め具２２１によって変速機２０の筐体（図示せず）に固定されている。また、ディテントスプリング２２０は、先端部にローラ部材２２２を備える。ディテントスプリング２２０は、ローラ部材２２２に付勢力を与えるように構成される。

図３は、ディテントプレート２１０の拡大図である。図２とともに図３を参照して、ディテントプレート２１０の先端面（以下、「カム面」と称する）Ｆは、連続的な起伏形状を有する。カム面Ｆは山部Ｍ１～Ｍ５を含む。カム面Ｆの山部間には、シフトレンジＰ，Ｒ，Ｎ，Ｄにそれぞれ対応した谷部Ｖ１，Ｖ２，Ｖ３，Ｖ４が形成されている。ディテントスプリング２２０（図２）は、カム面Ｆにローラ部材２２２が押圧されるようにローラ部材２２２に付勢力を与える。

ディテントプレート２１０の基端部は、回転部２１０ａと、アーム２１１，２１２とを含む。回転部２１０ａは、シフト装置５０の出力軸６０（図２）と連結される部分である。ディテントプレート２１０は、シフト装置５０の出力軸６０と一体的に回転軸Ｚまわりに回転する。ディテントプレート２１０は正逆回転可能に構成される。ディテントプレート２１０の回転に伴ってローラ部材２２２はカム面Ｆに沿って摺動する。ディテントプレート２１０の回転角度が１つのシフトレンジ（Ｐ，Ｒ，Ｎ，Ｄのいずれか）に対応した角度になると、そのシフトレンジに対応する谷部（谷部Ｖ１，Ｖ２，Ｖ３，Ｖ４のいずれか）にローラ部材２２２が嵌合される。あるシフトレンジに対応する谷部にローラ部材２２２が嵌合されたことは、変速機２０のシフト位置がそのシフトレンジになったことを意味する。ローラ部材２２２は、谷部Ｖ１，Ｖ２，Ｖ３，Ｖ４のいずれかに嵌まり込んで変速機２０のシフト位置を確定する。

再び図１とともに図２を参照して、ディテントプレート２１０のアーム２１１には、油圧制御回路２１（図１）のマニュアルバルブロッド（図示せず）が連結される。ディテントプレート２１０のアーム２１２には、パーキング装置２２のパークロッド２２ａが連結される。パーキング装置２２は、パークロッド２２ａに加えて、ロックポール２２ｂと、パーキングギア２２ｃとをさらに含む。モータ５２（図１）の出力軸が回転することによってシフト装置５０の出力軸６０が回転する。シフトＥＣＵ５１が変速機２０のシフトレンジを切り替えるときには、シフトＥＣＵ５１によって制御されるモータ５２がディテントプレート２１０を回転軸Ｚまわりに回転させて変速機２０のシフトレンジを切り替える。

エンジンＥＣＵ１５０及びシフトＥＣＵ５１の各々としては、プロセッサ、ＲＡＭ（Random Access Memory）、及び記憶装置を具備するマイクロコンピュータを採用できる。プロセッサとしては、たとえばＣＰＵ（Central Processing Unit）を採用できる。ＲＡＭは、プロセッサによって処理されるデータを一時的に記憶する作業用メモリとして機能する。記憶装置は、格納された情報を保存可能に構成される。記憶装置は、たとえば、ＲＯＭ（Read Only Memory）及び書き換え可能な不揮発性メモリを含む。記憶装置に記憶されているプログラムをプロセッサが実行することで、所定の制御が実行される。なお、ソフトウェアに限られず、専用のハードウェア（電子回路）によって制御が実行されてもよい。

シフトＥＣＵ５１は、ユーザのシフト操作（シフト切替え操作）に応じてモータ５２を制御することによって変速機２０のシフトレンジを切り替える。より具体的には、シフトＥＣＵ５１は、シフト操作部３１が指定するシフトレンジに対応する谷部（図３に示した谷部Ｖ１，Ｖ２，Ｖ３，Ｖ４のいずれか）の谷底にローラ部材２２２が嵌まり込む回転角度になるまでディテントプレート２１０を回転させる。モータ５２とディテントプレート２１０とは連動するため、ディテントプレート２１０の回転位置はモータ５２の回転位置に相関する。各シフトレンジに対応するモータ５２の回転位置（回転角度）は、予めシフトＥＣＵ５１の記憶装置に記憶されている。

上記のシフト切替制御においては、ディテントプレート２１０の谷部Ｖ１，Ｖ２，Ｖ３，Ｖ４の谷底にローラ部材２２２が嵌まり込むようにモータ５２が制御されることが望ましい。しかしながら、シフト装置ごとの個体差（たとえば、製造誤差）又は経年変化に起因して位置ずれが生じ、シフト切替制御において谷部Ｖ１，Ｖ２，Ｖ３，Ｖ４の谷底にローラ部材２２２が精度よく嵌まり込まなくなることがある。そこで、シフトＥＣＵ５１は、シフトレンジＰ，Ｒ，Ｎ，Ｄに対応する谷部Ｖ１，Ｖ２，Ｖ３，Ｖ４の谷底位置（変速機２０のシフト位置）を学習し、シフトレンジＰ，Ｒ，Ｎ，Ｄに対応するモータ５２の回転位置を補正するように構成される。たとえば、シフトＥＣＵ５１の記憶装置に記憶された初期値（モータ５２の回転位置）が学習値によって更新されてもよい。

図４は、車両の組立てから引き渡しまでの流れを示す図である。図１とともに図４を参照して、車両１００の注文が入ると、組み付け前のシフト装置５０（ユニット）がユニット工場Ｐ１で製造及び検査され、車両工場Ｐ２に送られる。そして、車両工場Ｐ２において、シフト装置５０がトランスアスクル（変速機２０を含む）に組み付けられる。シフト装置５０が組み付けられたトランスアスクル（Ｔ／Ａ）は、他の部品とともに車体に取り付けられる。こうして車両工場Ｐ２において車両１００が製造される。完成した車両１００は、車両工場Ｐ２で検査された後、ディーラＰ３に届けられる。そして、ディーラＰ３から購入者に車両１００が引き渡される。この実施の形態では、車両工場Ｐ２において、ユーザ（たとえば、整備士）が、非走行状態（たとえば、停車状態又は駐車状態）の車両１００に対して上述のシフト位置の学習を行なう。そして、車両１００はＮレンジの状態で車両工場Ｐ２からディーラＰ３へ送られる。

なお、変速機２０のシフト位置の学習が行なわれる場所は、車両工場Ｐ２に限られず、たとえばディーラＰ３であってもよい。車両のシフト装置５０を交換したとき（又は、後付けしたとき）に、ディーラＰ３において上述のシフト位置の学習が実行されてもよい。

ところで、シフトＥＣＵ５１は、所定の順序（たとえば、Ｎ、Ｒ、Ｐ、Ｄの順）で変速機のシフトレンジを切り替えて全てのシフトレンジについて変速機のシフト位置の学習を行なう。この際、学習のためのシフト切替えがシフト操作部３１（たとえば、シフトレバー）の状態とは無関係に自動的に行なわれるため、ユーザの認識と変速機２０とでシフトレンジの不整合が生じ得る。そこで、この実施の形態に係るシフトＥＣＵ５１は、ユーザによって所定のシフトレンジを指定するシフト操作が行なわれたことを含む学習開始条件が成立したときに、変速機２０のシフト位置を学習するためのシフト制御を開始し、変速機２０のシフト位置を上記所定のシフトレンジにしてシフト制御を終了する。こうした制御によれば、学習終了時においてシフト操作部３１と変速機２０とはいずれも上記所定のシフトレンジを示すため、ユーザの認識と変速機２０とでシフトレンジの不整合が生じることが抑制される。この実施の形態では、上記所定のシフトレンジをＮレンジとする。

図５は、シフトＥＣＵ５１の構成要素を機能別に示す機能ブロック図である。図１とともに図５を参照して、シフトＥＣＵ５１は、シフト制御部５１ａと、モード切替部５１ｂと、フラグ設定部５１ｃと、記憶装置５１ｄと、インターフェース５１ｅとを含む。たとえば、プロセッサと、プロセッサにより実行される記憶装置５１ｄ内のプログラムとによって、シフト制御部５１ａ、モード切替部５１ｂ、及びフラグ設定部５１ｃが具現化される。ただしこれに限られず、これら各部は、専用のハードウェア（電子回路）によって具現化されてもよい。

記憶装置５１ｄは学習許可フラグを予め記憶している。学習許可フラグは、学習が許可されているか否かを示すパラメータである。この実施の形態では、ＯＮ／ＯＦＦのいずれかが学習許可フラグに設定される。学習許可フラグがＯＮであることは、学習が許可されていることを意味する。学習許可フラグがＯＦＦであることは、学習が禁止されていることを意味する。学習許可フラグは、後述するフラグ設定部５１ｃによって設定される。

インターフェース５１ｅは、ＤＬＣ（Data Link Connector）９１のインターフェースである。ＤＬＣ９１は、スキャンツール９２のコネクタ９２ａに接続可能なコネクタであり、たとえば車両１００の運転席周辺に配置される。スキャンツール９２は、たとえば車両工場Ｐ２（図４）においてユーザ（たとえば、整備士）が車両１００の状態を把握するために使用する外部診断ツールである。スキャンツール９２は、ＧＴＳ（Global TechStream）ツールであってもよい。スキャンツール９２のコネクタ９２ａをＤＬＣ９１に接続することによって、シフトＥＣＵ５１とスキャンツール９２とが通信可能になる。スキャンツール９２は、記憶装置５１ｄに蓄積された診断データを読み取ることができる。診断データには、ＤＴＣ（Diagnostic Trouble Code）と、フリーズフレームデータと、レディネスコードとが含まれてもよい。また、スキャンツール９２は、所定の信号（たとえば、後述する許可信号及び禁止信号）をシフトＥＣＵ５１へ送信することができる。

シフト制御部５１ａは、複数種の制御モード（たとえば、以下に説明する運転モード及び学習モード）で動作する。運転モードでは、シフト制御部５１ａが、ユーザのシフト操作に応じてモータ５２を制御することによって変速機２０のシフトレンジを切り替える。学習モードでは、シフト制御部５１ａが、所定の順序（たとえば、Ｎ、Ｒ、Ｐ、Ｄの順）で変速機２０のシフトレンジを切り替えて全てのシフトレンジについて変速機２０のシフト位置の学習を行なった後、変速機２０のシフト位置を所定のシフトレンジ（この実施の形態では、Ｎレンジ）にして当該学習モードを終了する。学習モードが終了すると、シフト制御部５１ａの制御モードが運転モードへ切り替わる。

モード切替部５１ｂは、所定の学習開始条件が成立したときに、シフト制御部５１ａの制御モードを運転モードから学習モードへ切り替えるように構成される。シフト制御部５１ａが運転モードで動作しているときに所定の学習開始条件が成立すると、モード切替部５１ｂによって上記のモード切替えが実行され、シフト制御部５１ａが学習モードで動作するようになる。これにより、上述の学習が開始される。この実施の形態では、学習が許可されているときに（すなわち、学習許可フラグがＯＮであるときに）ユーザによって所定のシフトレンジ（この実施の形態では、Ｎレンジ）を指定するシフト操作が行なわれると、学習開始条件が成立する。すなわち、この実施の形態に係る学習開始条件は、ユーザによって所定のシフトレンジを指定するシフト操作が行なわれることと、そのシフト操作が行なわれるときに学習が許可されていることとを含む。ユーザによってシフト操作（シフト切替え操作）が行なわれないと、上述の学習は開始されない。

フラグ設定部５１ｃは、スキャンツール９２によって発生する許可信号を受信すると、記憶装置５１ｄ内の学習許可フラグをＯＮにする。許可信号は、ユーザ（たとえば、整備士）がスキャンツール９２に対して所定の許可操作を行なうことによって発生し、スキャンツール９２からシフトＥＣＵ５１へ送信される。フラグ設定部５１ｃは、スキャンツール９２によって発生する禁止信号を受信すると、記憶装置５１ｄ内の学習許可フラグをＯＦＦにする。禁止信号は、ユーザがスキャンツール９２に対して所定の禁止操作を行なうことによって発生し、スキャンツール９２からシフトＥＣＵ５１へ送信される。また、フラグ設定部５１ｃは、シフト制御部５１ａにおける学習モードが終了した場合にも、学習許可フラグをＯＦＦにする。

図６は、この実施の形態に係るシフトＥＣＵ５１が実行する変速機２０のシフト位置の学習に係る処理を示すフローチャートである。このフローチャートに示される一連の処理は、たとえば車両１００が非走行状態であるときに、シフトＥＣＵ５１によって繰り返し実行される。図６に示す一連の処理が開始されるときには、シフト制御部５１ａの制御モードは運転モードになっている。なお、シフト制御部５１ａの制御モードが運転モードであるときには、シフト制御部５１ａが、ユーザのシフト操作に応じて変速機２０のシフトレンジを切り替える。このシフト切替制御に係る処理（図示せず）は、図６に示す処理と並行して実行される。

図１～図３及び図５とともに図６を参照して、ステップ（以下、単に「Ｓ」と表記する）１１では、記憶装置５１ｄ内の学習許可フラグがＯＮであるか否かを、モード切替部５１ｂが判断する。学習許可フラグがＯＮである場合（Ｓ１１にてＹＥＳ）には、モード切替部５１ｂは、Ｓ１２において、ユーザによってＮレンジ以外のシフトレンジからＮレンジへシフト切替え操作が行なわれたか否かを判断する。Ｓ１１及びＳ１２のいずれかでＮＯと判断された場合には、処理が最初のステップ（Ｓ１１）に戻る。

上記のシフト切替え操作が行なわれた場合（Ｓ１２にてＹＥＳ）には、モード切替部５１ｂは、Ｓ１３において、シフト制御部５１ａの制御モードを運転モードから学習モードへ切り替える。これにより、運転モードが終了し、シフト制御部５１ａは学習モードで動作するようになる。

シフト制御部５１ａは、Ｓ１４において、変速機２０のシフト位置を学習するためのシフト制御を実行する。この実施の形態では、シフト制御部５１ａが、変速機２０のシフトレンジを順次切り替えて全てのシフトレンジについて変速機２０のシフト位置の学習を行なう。シフト制御部５１ａは、Ｎ、Ｒ、Ｐ、Ｄの順で変速機２０のシフトレンジを切り替え、各シフトレンジについて変速機２０のシフト位置を学習する。より具体的には、ディテントプレート２１０をモータ５２で回転しながら、回転センサ５４，５５の出力に基づいて、変速機２０のシフト位置に設けられた谷部（図３に示した谷部Ｖ１，Ｖ２，Ｖ３，Ｖ４のいずれか）にローラ部材２２２が嵌まり込む出力軸６０の回転位置（ひいては、制御されるモータ５２の回転位置）を学習する。シフト制御部５１ａは、１つのシフトレンジの学習が終了すると、変速機２０のシフト位置を未学習のシフトレンジへ切り替える。たとえば、Ｎレンジの学習が終了すると、変速機２０のシフト位置はＲレンジへ切り替えられ、Ｒレンジの学習が実行される。こうして、シフトレンジごとのモータ５２の回転位置（作動位置）が学習される。学習が完了するたびに、記憶装置５１ｄに記憶されたシフトレンジごとのモータ５２への制御指令値が学習値によって更新される。更新されたモータ５２への制御指令値は、運転モードにおいて使用される。

シフト切替えと学習とが交互に実行され、全てのシフトレンジについて変速機２０のシフト位置の学習が完了すると、シフト制御部５１ａは、Ｓ１５において、モータ５２を制御することによって変速機２０のシフト位置をＮレンジに切り替える。変速機２０のシフト位置がＮレンジになった状態で、モード切替部５１ｂは、Ｓ１６において、シフト制御部５１ａの制御モードを学習モードから運転モードへ切り替える。これにより、学習モードが終了し、シフト制御部５１ａは運転モードで動作するようになる。学習モードが終了すると、フラグ設定部５１ｃが、Ｓ１７において、学習許可フラグをＯＦＦにする。その後、処理は最初のステップ（Ｓ１１）に戻る。

図７は、学習許可フラグ（線Ｌ１１）、シフト操作部３１のシフトレンジ（線Ｌ１２）、及び変速機２０のシフトレンジ（線Ｌ１３）の各々の推移を示すタイムチャートである。図７を参照して、タイミングｔ１１で、スキャンツール９２からシフトＥＣＵ５１へ許可信号が送信されて、学習許可フラグがＯＮになる。その後、タイミングｔ１２で、ユーザによってＮレンジへのシフト切替え操作が行なわれ、シフト操作部３１がＮレンジを指定した状態になる。これにより、シフト制御部５１ａの制御モードが運転モードから学習モードへ切り替えられる。学習モードでは、Ｎ、Ｒ、Ｐ、Ｄの順で変速機２０のシフトレンジが切り替えられて、シフトレンジごとに変速機２０のシフト位置の学習が行なわれる。そして、タイミングｔ１３で、全てのシフトレンジについて変速機２０のシフト位置の学習が完了すると、変速機２０のシフトレンジがＮレンジになるとともに、学習許可フラグがＯＦＦになる。そして、シフト制御部５１ａの制御モードが運転モードになる。運転モードでは、シフト操作部３１が指定するシフトレンジと変速機２０のシフトレンジとが一致するように、シフト切替制御が行なわれる。

以上説明したように、この実施の形態に係るシフトＥＣＵ５１は、ユーザによって所定のシフトレンジ（たとえば、Ｎレンジ）を指定するシフト操作が行なわれたことを含む学習開始条件が成立したときに（図６のＳ１１及びＳ１２の両方でＹＥＳ）、変速機２０のシフト位置を学習するためのシフト制御（図６のＳ１４）を開始し、変速機２０のシフト位置を上記所定のシフトレンジにしてシフト制御を終了する（図６のＳ１５及びＳ１６）。こうしたシフトＥＣＵ５１によれば、学習終了時においてシフト操作部３１と変速機２０とはいずれも上記所定のシフトレンジを示すため、ユーザの認識と変速機２０とでシフトレンジの不整合が生じることは抑制される。

所定のシフトレンジは、２つ以上のシフトレンジであってもよい。図８は、図６に示した処理の変形例を示すフローチャートである。このフローチャートに示される一連の処理は、たとえば車両１００が非走行状態であるときに、シフトＥＣＵ５１によって繰り返し実行される。図８に示す一連の処理が開始されるときには、シフト制御部５１ａの制御モードは運転モードになっている。この変形例に係るシフトＥＣＵ５１は、学習開始条件が成立したときに、所定のシフトレンジが最後になるように変速機２０のシフトレンジを順次切り替えて全てのシフトレンジについて変速機２０のシフト位置の学習を行なう。所定のシフトレンジは、Ｎレンジ及びＰレンジである。

図１～図３及び図５とともに図８を参照して、Ｓ２１では、記憶装置５１ｄ内の学習許可フラグがＯＮであるか否かを、モード切替部５１ｂが判断する。学習許可フラグがＯＮである場合（Ｓ２１にてＹＥＳ）には、モード切替部５１ｂは、Ｓ２２において、ユーザによってＮレンジ又はＰレンジへのシフト切替え操作が行なわれたか否かを判断する。Ｓ２１及びＳ２２のいずれかでＮＯと判断された場合には、処理が最初のステップ（Ｓ２１）に戻る。

上記のシフト切替え操作が行なわれた場合（Ｓ２２にてＹＥＳ）には、モード切替部５１ｂが、Ｓ２３において、Ｎレンジ／Ｐレンジのどちらへのシフト切替え操作が行なわれたかを判断する。Ｎレンジへのシフト切替え操作が行なわれた場合（Ｓ２３：Ｎレンジ）には、モード切替部５１ｂは、Ｓ２１１において、シフト制御部５１ａの制御モードを運転モードから第１学習モードへ切り替える。これにより、運転モードが終了し、シフト制御部５１ａはＳ２１２において第１学習モードで動作する。他方、Ｐレンジへのシフト切替え操作が行なわれた場合（Ｓ２３：Ｐレンジ）には、モード切替部５１ｂは、Ｓ２２１において、シフト制御部５１ａの制御モードを運転モードから第２学習モードへ切り替える。これにより、運転モードが終了し、シフト制御部５１ａはＳ２２２において第２学習モードで動作する。

第１学習モード（Ｓ２１２）で動作するシフト制御部５１ａは、Ｎレンジが最後になるように変速機２０のシフトレンジを順次切り替えて全てのシフトレンジについて変速機２０のシフト位置の学習を行なう。第２学習モード（Ｓ２２２）で動作するシフト制御部５１ａは、Ｐレンジが最後になるように変速機２０のシフトレンジを順次切り替えて全てのシフトレンジについて変速機２０のシフト位置の学習を行なう。第１学習モード又は第２学習モードによって、全てのシフトレンジについて変速機２０のシフト位置の学習が完了すると、モード切替部５１ｂは、Ｓ２４において、シフト制御部５１ａの制御モードを運転モードへ切り替える。これにより、学習モードが終了し、シフト制御部５１ａは運転モードで動作するようになる。学習モードが終了すると、フラグ設定部５１ｃが、Ｓ２５において、学習許可フラグをＯＦＦにする。その後、処理は最初のステップ（Ｓ２１）に戻る。

上記変形例に係るシフトＥＣＵ５１によっても、学習終了時において変速機２０のシフト位置がシフト操作部３１と同じシフトレンジになるため、ユーザの認識と変速機２０とでシフトレンジの不整合が生じることは抑制される。

学習開始条件は、ユーザによって所定のシフトレンジを指定するシフト操作が行なわれたことを含んでいればよく、適宜変更可能である。たとえば、図６に示した処理においてＳ１１を割愛してもよい。また、図８に示した処理においてＳ２１を割愛してもよい。変速機２０のシフト位置を学習するためのシフト制御において、シフト切替えの順序はＮ、Ｒ、Ｐ、Ｄに限られず、適宜変更可能である。また、変速機２０のシフト位置を学習するためのシフト制御において、全てのシフトレンジの学習をまとめて実行することは必須ではない。たとえば、図８のＳ２１２においてＮレンジのみの学習が実行され、図８のＳ２２２においてＰレンジのみの学習が実行されるように、図８に示した処理が変更されてもよい。

シフト装置が適用される対象は、車両に限られず、車両以外の乗り物（船、飛行機等）であってもよいし、無人の移動体（無人搬送車（ＡＧＶ）、農業機械、移動型ロボット、ドローン等）であってもよい。

今回開示された実施の形態は、すべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は、上記した実施の形態の説明ではなくて特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味及び範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。

１０ エンジン、２０ 変速機、２１ 油圧制御回路、２２ パーキング装置、２２ａ パークロッド、２２ｂ ロックポール、２ｃ パーキングギア、３１ シフト操作部、３２ シフトセンサ、５０ シフト装置、５１ シフトＥＣＵ、５１ａ シフト制御部、５１ｂ モード切替部、５１ｃ フラグ設定部、５１ｄ 記憶装置、５１ｅ インターフェース、５２ モータ、５３ 減速機構、５４，５５ 回転センサ、６０ 出力軸、９２ スキャンツール、１００ 車両、１５０ エンジンＥＣＵ、２００ シフト切替機構、２１０ ディテントプレート、２２２ ローラ部材、Ｐ１ ユニット工場、Ｐ２ 車両工場、Ｐ３ ディーラ、Ｖ１，Ｖ２，Ｖ３，Ｖ４ 谷部。

Claims (1)

1. 変速機と、前記変速機のシフトレンジを切り替えるアクチュエータと、ユーザのシフト操作に応じて前記アクチュエータを制御することによって前記変速機のシフトレンジを切り替える制御装置とを備えるシフト装置であって、
   前記制御装置は、ユーザによって所定のシフトレンジを指定するシフト操作が行なわれたことを含む学習開始条件が成立したときに、前記変速機のシフト位置を学習するためのシフト制御を開始し、前記変速機のシフト位置を前記所定のシフトレンジにして前記シフト制御を終了する、シフト装置。

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