JP2022100924A - Motor control device - Google Patents

Motor control device Download PDF

Info

Publication number
JP2022100924A
JP2022100924A JP2020215211A JP2020215211A JP2022100924A JP 2022100924 A JP2022100924 A JP 2022100924A JP 2020215211 A JP2020215211 A JP 2020215211A JP 2020215211 A JP2020215211 A JP 2020215211A JP 2022100924 A JP2022100924 A JP 2022100924A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
motor
energization
backlash
range
control device
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
JP2020215211A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
彰洋 原田
Akihiro Harada
誠二 中山
Seiji Nakayama
聡子 種村
Satoko Tanemura
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Denso Corp
Original Assignee
Denso Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Denso Corp filed Critical Denso Corp
Priority to JP2020215211A priority Critical patent/JP2022100924A/en
Publication of JP2022100924A publication Critical patent/JP2022100924A/en
Pending legal-status Critical Current

Links

Images

Landscapes

  • Gear-Shifting Mechanisms (AREA)
  • Stopping Of Electric Motors (AREA)

Abstract

To provide a motor control device capable of suppressing wear of a power transmission unit and generation of abnormal noise.SOLUTION: A shift range control device 70 controls drive of a motor 50 in a shift-by-wire system 1 in which a play exists between a rotation shaft of the motor 50 and an output shaft 15. The shift range control device 70 includes an energization control unit 81 for controlling energization of the motor 50. When a switching request for moving a detent roller 26 to different trough portions 211, 212 is not inputted, the energization control unit 81 energizes the motor 50 while the output shaft 15 is stopped, to perform play shoving control for putting the play to one side. As a result, it is possible to suppress wear of a power transmission unit 510 and generation of abnormal noise.SELECTED DRAWING: Figure 2

Description

本発明は、モータ制御装置に関する。 The present invention relates to a motor control device.

従来、モータの動力を伝達する駆動装置が知られている。例えば特許文献1では、ギア部にばね荷重を与えることで、振動等によりバックラッシュで発生するノイズを低減させている。 Conventionally, a drive device that transmits the power of a motor is known. For example, in Patent Document 1, by applying a spring load to the gear portion, noise generated by backlash due to vibration or the like is reduced.

米国特許出願公開2018/0340705A1明細書US Patent Application Publication 2018/0340705A1 Specification

特許文献1のように、ギアバックラッシュを詰めるためのスプリングを設けると体格や重量が増加する。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、動力伝達部の摩耗や異音の発生を抑制可能なモータ制御装置を提供することにある。 As in Patent Document 1, if a spring for packing the gear backlash is provided, the physique and weight increase. The present invention has been made in view of the above-mentioned problems, and an object of the present invention is to provide a motor control device capable of suppressing wear of a power transmission unit and generation of abnormal noise.

本発明のモータ制御装置は、動力伝達システム(1)において、モータ(50)の駆動を制御するものである。動力伝達システムは、モータと、出力軸(15)と、動力伝達部(510)と、ディテント機構(20)と、を備え、モータの回転軸であるモータ軸(505)と出力軸との間に遊びが存在している。出力軸には、モータの駆動が伝達される。動力伝達部は、モータと出力軸との間に設けられる。 The motor control device of the present invention controls the drive of the motor (50) in the power transmission system (1). The power transmission system includes a motor, an output shaft (15), a power transmission unit (510), and a detent mechanism (20), and is between the motor shaft (505) and the output shaft, which are the rotation shafts of the motor. There is play in. The drive of the motor is transmitted to the output shaft. The power transmission unit is provided between the motor and the output shaft.

ディテント機構は、被駆動部材(21)、係合部材(26)、および、付勢部材(25)を有する。被駆動部材は、複数の谷部(211、212)および谷部を隔てる山部(215)が形成され、出力軸とともに回転する。係合部材は、被駆動部材の回転により谷部間を移動可能である。付勢部材は、係合部材を谷部に嵌まり込む方向に付勢する。 The detent mechanism has a driven member (21), an engaging member (26), and an urging member (25). The driven member has a plurality of valleys (211 and 212) and mountain portions (215) separating the valleys, and rotates together with the output shaft. The engaging member can move between the valleys by the rotation of the driven member. The urging member urges the engaging member in the direction of fitting into the valley portion.

モータ制御装置は、モータへの通電を制御する通電制御部(81)を備える。通電制御部は、係合部材を異なる谷部へ移動させる切替要求が入力されていないとき、出力軸が停止している状態にて、モータへの通電を行い、遊びを一方側に寄せるガタ詰め制御を行う。これにより、動力伝達部の摩耗や異音の発生を抑制することができる。 The motor control device includes an energization control unit (81) that controls energization of the motor. The energization control unit energizes the motor while the output shaft is stopped when a switching request to move the engaging member to a different valley is not input, and the play is packed to one side. Take control. As a result, it is possible to suppress wear of the power transmission unit and generation of abnormal noise.

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。It is a perspective view which shows the shift-by-wire system by 1st Embodiment. 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。It is a schematic block diagram which shows the shift-by-wire system by 1st Embodiment. 第1実施形態による回転式アクチュエータを示す断面図である。It is sectional drawing which shows the rotary actuator by 1st Embodiment. 図3のVI方向矢視図である。FIG. 3 is a view taken in the direction of an arrow in the VI direction of FIG. 図3のV方向矢視図である。It is a V-direction arrow view of FIG. 第1実施形態による動力伝達部を示す斜視図である。It is a perspective view which shows the power transmission part by 1st Embodiment. 第1実施形態による駆動回路を示す回路図である。It is a circuit diagram which shows the drive circuit by 1st Embodiment. 第1実施形態によるガタ詰め制御を説明する模式図である。It is a schematic diagram explaining the backlash packing control by 1st Embodiment. 第1実施形態によるモータ制御処理を説明するフローチャートである。It is a flowchart explaining the motor control processing by 1st Embodiment. 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。It is a time chart explaining the motor control processing by 1st Embodiment. 第2実施形態によるガタ詰め制御を説明する模式図である。It is a schematic diagram explaining the backlash packing control by 2nd Embodiment. 第2実施形態によるモータ制御処理を説明するフローチャートである。It is a flowchart explaining the motor control processing by 2nd Embodiment. 第2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。It is a time chart explaining the motor control process by 2nd Embodiment. 第3実施形態によるガタ詰め制御を説明する模式図である。It is a schematic diagram explaining the backlash packing control by the 3rd Embodiment. 第3実施形態によるモータ制御処理を説明するフローチャートである。It is a flowchart explaining the motor control process by 3rd Embodiment. 第3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。It is a time chart explaining the motor control process by 3rd Embodiment. 第4実施形態によるガタ詰め制御を説明する模式図である。It is a schematic diagram explaining the backlash packing control by 4th Embodiment. 第4実施形態によるモータ制御処理を説明するフローチャートである。It is a flowchart explaining the motor control processing by 4th Embodiment. 第4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。It is a time chart explaining the motor control processing by 4th Embodiment. 第5実施形態によるガタ詰め制御を説明する模式図である。It is a schematic diagram explaining the backlash packing control by 5th Embodiment. 第5実施形態によるモータ制御処理を説明するフローチャートである。It is a flowchart explaining the motor control process by 5th Embodiment. 第5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。It is a time chart explaining the motor control process by 5th Embodiment. 第6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。It is a time chart explaining the motor control processing by 6th Embodiment. 第7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。It is a time chart explaining the motor control processing by 7th Embodiment. 第8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。It is a time chart explaining the motor control process by 8th Embodiment. 第9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。It is a time chart explaining the motor control process by 9th Embodiment.

以下、本発明による動力伝達装置を図面に基づいて説明する。以下、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。 Hereinafter, the power transmission device according to the present invention will be described with reference to the drawings. Hereinafter, in a plurality of embodiments, substantially the same configuration will be designated by the same reference numerals and description thereof will be omitted.

(第1実施形態)
第1実施形態を図1~図10に示す。図1および図2に示すように、モータ制御装置としてのシフトレンジ制御装置70は、シフトバイワイヤシステム1に適用される。シフトバイワイヤシステム1は、回転式アクチュエータ40、シフトレンジ切替機構20、および、パーキングロック機構30等を備える。回転式アクチュエータ40は、モータ50および動力伝達部510から構成される。
(First Embodiment)
The first embodiment is shown in FIGS. 1 to 10. As shown in FIGS. 1 and 2, the shift range control device 70 as a motor control device is applied to the shift-by-wire system 1. The shift-by-wire system 1 includes a rotary actuator 40, a shift range switching mechanism 20, a parking lock mechanism 30, and the like. The rotary actuator 40 includes a motor 50 and a power transmission unit 510.

モータ50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。本実施形態の車両は、電気自動車やハイブリッド車等である電動車両であるが、ガソリン車であってもよい。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等を有し、モータ50から出力された回転駆動力を、パーキングロック機構30へ伝達する。 The motor 50 rotates by being supplied with electric power from a battery mounted on a vehicle (not shown), and functions as a drive source for the shift range switching mechanism 20. The vehicle of the present embodiment is an electric vehicle such as an electric vehicle or a hybrid vehicle, but may be a gasoline vehicle. The shift range switching mechanism 20 has a detent plate 21, a detent spring 25, and the like, and transmits the rotational driving force output from the motor 50 to the parking lock mechanism 30.

ディテントプレート21は、出力軸15に固定され、モータ50により駆動される。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、2つの谷部211、212、および、谷部211、212を隔てる山部215が設けられる。谷部211、212の両側には、ディテントローラ26の移動を規制する壁部217、218が形成される(図8等参照)。以下適宜、Pレンジ側の壁部217を「P壁」、谷部211を「P谷」、notPレンジ側の谷部212を「notP谷」、壁部218を「notP壁」とする。 The detent plate 21 is fixed to the output shaft 15 and driven by the motor 50. On the detent spring 25 side of the detent plate 21, two valley portions 211 and 212 and a mountain portion 215 separating the valley portions 211 and 212 are provided. Wall portions 217 and 218 that regulate the movement of the detent roller 26 are formed on both sides of the valley portions 211 and 212 (see FIG. 8 and the like). Hereinafter, the wall portion 217 on the P range side is referred to as a “P wall”, the valley portion 211 is referred to as a “P valley”, the valley portion 212 on the not P range side is referred to as a “notP valley”, and the wall portion 218 is referred to as a “notP wall”.

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、先端にディテントローラ26が設けられる。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の回動中心側に付勢する。無負荷状態において、ディテントスプリング25のスプリング力にてディテントローラ26が落とし込まれる位置を、谷部211、212の最底部とする。 The detent spring 25 is a plate-shaped member that can be elastically deformed, and a detent roller 26 is provided at the tip thereof. The detent spring 25 urges the detent roller 26 toward the center of rotation of the detent plate 21. The position where the detent roller 26 is dropped by the spring force of the detent spring 25 in the no-load state is defined as the bottom of the valley portions 211 and 212.

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211、212間を移動する。ディテントローラ26が谷部211、212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、パーキングロック機構30の状態が決定され、シフトレンジが固定される。 When a predetermined or greater rotational force is applied to the detent plate 21, the detent spring 25 is elastically deformed, and the detent roller 26 moves between the valleys 211 and 212. By fitting the detent roller 26 into any of the valley portions 211 and 212, the swing of the detent plate 21 is restricted, the state of the parking lock mechanism 30 is determined, and the shift range is fixed.

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211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。 The parking lock mechanism 30 includes a parking rod 31, a cone 32, a parking lock pole 33, a shaft portion 34, and a parking gear 35. The parking rod 31 is formed in a substantially L shape, and one end 311 side is fixed to the detent plate 21. A cone 32 is provided on the other end 312 side of the parking rod 31. The conical body 32 is formed so that the diameter is reduced toward the other end 312 side. When the detent plate 21 rotates in the direction in which the detent roller 26 fits into the valley portion 211 corresponding to the P range, the conical body 32 moves in the direction of the arrow P.

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。 The parking lock pole 33 comes into contact with the conical surface of the conical body 32 and is provided so as to be swingable around the shaft portion 34. On the parking gear 35 side of the parking lock pole 33, a convex portion 331 that can mesh with the parking gear 35 is provided. When the cone 32 moves in the direction of the arrow P due to the rotation of the detent plate 21, the parking lock pole 33 is pushed up and the convex portion 331 and the parking gear 35 mesh with each other. On the other hand, when the conical body 32 moves in the direction of the arrow notP, the meshing between the convex portion 331 and the parking gear 35 is released.

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。 The parking gear 35 is provided on an axle (not shown) so as to be able to mesh with the convex portion 331 of the parking lock pole 33. When the parking gear 35 and the convex portion 331 mesh with each other, the rotation of the axle is restricted. When the shift range is the notP range, which is a range other than P, the parking gear 35 is not locked by the parking lock pole 33, and the rotation of the axle is not hindered by the parking lock mechanism 30. Further, when the shift range is the P range, the parking gear 35 is locked by the parking lock pole 33, and the rotation of the axle is restricted.

回転式アクチュエータ40を図3~図6に示す。図3は図5のIII-III線断面図であり、図6はセンサカバー43を外した状態を示している。図3において、モータ50の軸方向を紙面上下方向とし、紙面上側を「一方側」、紙面下側を「他方側」とする。 The rotary actuator 40 is shown in FIGS. 3 to 6. FIG. 3 is a sectional view taken along line III-III of FIG. 5, and FIG. 6 shows a state in which the sensor cover 43 is removed. In FIG. 3, the axial direction of the motor 50 is the vertical direction of the paper surface, the upper side of the paper surface is “one side”, and the lower side of the paper surface is “the other side”.

ハウジング41は、例えばアルミ等の金属で形成され、モータハウジング部411、および、ギアハウジング部412から構成される。モータハウジング部411は、軸方向の一方側に開口する略有底筒状に形成される。ギアハウジング部412は、モータハウジング部411の径方向外側に突出して形成される。ギアハウジング部412の一方側の端面は、モータハウジング部411の一方側の端面と概ね同一平面上に形成されている。ギアハウジング部412の他方側の端面は、モータハウジング部411の軸方向の中間に位置している。換言すると、モータハウジング部411は、他方側に突出している。また、ギアハウジング部412には、出力軸ギア60を収容する出力軸ギア収容部413がモータハウジング部411とは反対側に突出して形成されている。 The housing 41 is made of a metal such as aluminum, and is composed of a motor housing portion 411 and a gear housing portion 412. The motor housing portion 411 is formed in a substantially bottomed cylinder shape that opens on one side in the axial direction. The gear housing portion 412 is formed so as to project outward in the radial direction of the motor housing portion 411. The end face on one side of the gear housing portion 412 is formed substantially on the same plane as the end face on one side of the motor housing portion 411. The other end face of the gear housing portion 412 is located in the middle of the motor housing portion 411 in the axial direction. In other words, the motor housing portion 411 projects to the other side. Further, in the gear housing portion 412, an output shaft gear accommodating portion 413 accommodating the output shaft gear 60 is formed so as to project on the side opposite to the motor housing portion 411.

センサカバー43およびギアカバー45は、ハウジング41を挟んで両側に設けられる。センサカバー43は、モータハウジング部411およびギアハウジング部412の一方側に設けられて、ねじ439にてハウジング41に固定される。センサカバー43には、コネクタ435が設けられており、コネクタ435を経由して回転式アクチュエータ40に電力が供給される。また、コネクタ435を経由して外部と信号の送受信を行う。ギアカバー45は、ギアハウジング部412の他方側に設けられ、ねじ459にてハウジング41に固定される。 The sensor cover 43 and the gear cover 45 are provided on both sides of the housing 41. The sensor cover 43 is provided on one side of the motor housing portion 411 and the gear housing portion 412, and is fixed to the housing 41 with screws 439. The sensor cover 43 is provided with a connector 435, and power is supplied to the rotary actuator 40 via the connector 435. In addition, signals are transmitted and received to and from the outside via the connector 435. The gear cover 45 is provided on the other side of the gear housing portion 412 and is fixed to the housing 41 with screws 459.

モータ50は、ブラシ付きのDCモータであって、マグネット501、コア502、コイル504、モータ軸505、コミュテータ508、および、図示しないブラシ等を有する。マグネット501は、モータハウジング部411の内周側に固定される。コア502は、マグネット501の径方向内側に設けられ、巻回されているコイル504に電流が流れると、回転力を発生する。モータ軸505は、軸受506、507に回転可能に支持され、コア502と一体となって回転する。コミュテータ508は、ブラシから供給される電流をコイル504に流す。 The motor 50 is a DC motor with a brush and includes a magnet 501, a core 502, a coil 504, a motor shaft 505, a commutator 508, a brush (not shown), and the like. The magnet 501 is fixed to the inner peripheral side of the motor housing portion 411. The core 502 is provided inside the magnet 501 in the radial direction, and generates a rotational force when a current flows through the coil 504 that is wound. The motor shaft 505 is rotatably supported by bearings 506 and 507, and rotates integrally with the core 502. The commutator 508 passes the current supplied from the brush through the coil 504.

動力伝達部510は、モータ軸505と出力軸15との間に設けられ、モータ50の駆動力を出力軸15に伝達する。動力伝達部510は、ギア51~54、60を有する。ギア51~54、60は、いずれも平歯ギアである。 The power transmission unit 510 is provided between the motor shaft 505 and the output shaft 15, and transmits the driving force of the motor 50 to the output shaft 15. The power transmission unit 510 has gears 51 to 54, 60. The gears 51 to 54 and 60 are all spur tooth gears.

モータギア51およびギア52、53は、ハウジング41に一方側に開口する第1ギア室415に配置される。ギア54および出力軸ギア60は、ハウジング41の他方側に開口する第2ギア室416に配置される。第1ギア室415と第2ギア室416とは、ギア接続シャフト55が挿通される軸孔417で連通している。本実施形態では、モータギア51、ギア54および出力軸ギア60が金属で形成され、ギア52、53が樹脂で形成されている。 The motor gear 51 and gears 52 and 53 are arranged in a first gear chamber 415 that opens to one side of the housing 41. The gear 54 and the output shaft gear 60 are arranged in a second gear chamber 416 that opens on the other side of the housing 41. The first gear chamber 415 and the second gear chamber 416 communicate with each other through a shaft hole 417 through which the gear connecting shaft 55 is inserted. In this embodiment, the motor gear 51, the gear 54, and the output shaft gear 60 are made of metal, and the gears 52 and 53 are made of resin.

モータギア51は、モータ軸505の一方側に固定され、モータ軸505と一体に回転する。ギア52は、大径部521および小径部522を有し、シャフト525と一体に回転する。大径部521の径方向外側には平歯が形成され、モータギア51と噛み合う。小径部522の径方向外側には平歯が形成され、ギア53と噛み合う。シャフト525は、ハウジング41に形成される軸孔414に挿入され、回転可能に支持される。 The motor gear 51 is fixed to one side of the motor shaft 505 and rotates integrally with the motor shaft 505. The gear 52 has a large diameter portion 521 and a small diameter portion 522, and rotates integrally with the shaft 525. Flat teeth are formed on the radial outer side of the large diameter portion 521 and mesh with the motor gear 51. Flat teeth are formed on the radial outer side of the small diameter portion 522 and mesh with the gear 53. The shaft 525 is inserted into a shaft hole 414 formed in the housing 41 and is rotatably supported.

ギア53は、筒部531、および、ギア部532を有する。ギア部532は、筒部531の径方向外側に突出して形成される。ギア部532には、ギア52の小径部522と噛み合う平歯が形成されている。ギア部532は、回転角センサ68にて絶対角を検出可能な範囲(例えば180°未満)に形成される。筒部531の径方向内側には、シャフト固定部材535が設けられる。シャフト固定部材535は、例えば金属で形成されている。 The gear 53 has a tubular portion 531 and a gear portion 532. The gear portion 532 is formed so as to project outward in the radial direction of the tubular portion 531. The gear portion 532 is formed with flat teeth that mesh with the small diameter portion 522 of the gear 52. The gear portion 532 is formed in a range (for example, less than 180 °) in which the absolute angle can be detected by the rotation angle sensor 68. A shaft fixing member 535 is provided inside the tubular portion 531 in the radial direction. The shaft fixing member 535 is made of, for example, metal.

ギア接続シャフト55は、軸受56、57により、ハウジング41に回転可能に支持されている。本実施形態では、軸受56、57は、ボールベアリングであって、軸孔417に圧入されている。軸受を複数とすることで、ギア接続シャフト55の倒れを抑制することができる。また、ギア接続シャフト55の径方向のがたつきを抑制可能であるので、シャフトのたたき等による摩耗の発生を低減することができる。 The gear connection shaft 55 is rotatably supported by the housing 41 by bearings 56 and 57. In the present embodiment, the bearings 56 and 57 are ball bearings and are press-fitted into the shaft holes 417. By using a plurality of bearings, it is possible to prevent the gear connection shaft 55 from collapsing. Further, since it is possible to suppress the radial rattling of the gear connecting shaft 55, it is possible to reduce the occurrence of wear due to the tapping of the shaft or the like.

ギア接続シャフト55の一方側は、ギア53の筒部531の径方向内側に設けられるシャフト固定部材535に圧入され、例えばローリングかしめ等にて固定される。これにより、ギア53がギア接続シャフト55の一方側に固定される。ギア接続シャフト55の他方側には、ボルト549によりギア54が固定される。これにより、ギア53の筒部351とギア54とは、ギア接続シャフト55により同軸に接続され、一体となって回転する。本実施形態では、ギア53およびギア54が連結ギア530を構成する。ギア54は、筒部531と略同径に形成され、径方向外側の全周に出力軸ギア60と噛み合う平歯が形成される。 One side of the gear connection shaft 55 is press-fitted into a shaft fixing member 535 provided radially inside the tubular portion 531 of the gear 53, and is fixed by, for example, rolling caulking. As a result, the gear 53 is fixed to one side of the gear connection shaft 55. A gear 54 is fixed to the other side of the gear connection shaft 55 by bolts 549. As a result, the tubular portion 351 of the gear 53 and the gear 54 are coaxially connected by the gear connecting shaft 55 and rotate integrally. In this embodiment, the gear 53 and the gear 54 constitute the connecting gear 530. The gear 54 is formed to have substantially the same diameter as the tubular portion 531 and has flat teeth that mesh with the output shaft gear 60 on the entire circumference outside in the radial direction.

出力軸ギア60は、略筒状に形成される出力軸接続部601、および、ギア部602を有する。出力軸接続部601は、径方向外側に設けられるブッシュ61により、ギアカバー45に回転可能に支持される。出力軸接続部601の径方向内側には、出力軸15(図1参照)が圧入固定され、一体となって回転する。ブッシュ61は、ギアカバー45の出力軸保持部455に圧入されている。 The output shaft gear 60 has an output shaft connecting portion 601 formed in a substantially cylindrical shape and a gear portion 602. The output shaft connecting portion 601 is rotatably supported by the gear cover 45 by a bush 61 provided on the outer side in the radial direction. The output shaft 15 (see FIG. 1) is press-fitted and fixed inside the output shaft connection portion 601 in the radial direction, and rotates integrally. The bush 61 is press-fitted into the output shaft holding portion 455 of the gear cover 45.

ギア部602は、出力軸接続部601の径方向外側に突出して形成され、ギア54と噛み合う。本実施形態では、モータギア51とギア52の大径部521との噛み合い箇所が1段目減速段であり、ギア52の小径部522とギア53のギア部532との噛み合い箇所が2段目減速段であり、ギア54と出力軸ギア60のギア部602との噛み合い箇所が3段目減速段である。すなわち本実施形態では、減速段数は3であって、3段目減速段が最終減速段である。 The gear portion 602 is formed so as to project radially outward of the output shaft connecting portion 601 and meshes with the gear 54. In the present embodiment, the meshing point between the motor gear 51 and the large diameter portion 521 of the gear 52 is the first-stage deceleration stage, and the meshing point between the small-diameter portion 522 of the gear 52 and the gear portion 532 of the gear 53 is the second-stage deceleration. It is a step, and the meshing point between the gear 54 and the gear portion 602 of the output shaft gear 60 is the third step reduction step. That is, in the present embodiment, the number of reduction stages is 3, and the third reduction stage is the final reduction stage.

ギア52、53およびギア接続シャフト55等がハウジング41の一方側から組み付けられ、ギア54および出力軸ギア60等がハウジング41の他方側から組み付けられる。ギア53とギア54とを接続するギア接続シャフト55の長さを変えることで、回転式アクチュエータ40と出力軸15を介して組み付けられる相手側の部品に応じ、モータハウジング部411の出代を調整することができる。これにより、搭載の自由度を向上させることができる。 The gears 52, 53, the gear connection shaft 55, etc. are assembled from one side of the housing 41, and the gear 54, the output shaft gear 60, etc. are assembled from the other side of the housing 41. By changing the length of the gear connection shaft 55 that connects the gear 53 and the gear 54, the protrusion of the motor housing portion 411 is adjusted according to the parts on the other side assembled via the rotary actuator 40 and the output shaft 15. can do. This makes it possible to improve the degree of freedom of mounting.

ギア53の筒部531の径方向内側であって、シャフト固定部材535よりもセンサカバー43側には、センサマグネット65が設けられる。センサマグネット65は、例えば幅狭の板状に形成され、ギア53の回転軸を挟んで反対側に設けられる。換言すると、センサマグネット65は、180°離間して設けられている。センサマグネット65は、円環状に形成されるマグネット保持部材66に保持されている。マグネット保持部材66は、筒部531に圧入等により固定される。 A sensor magnet 65 is provided on the inside of the cylinder portion 531 of the gear 53 in the radial direction and on the sensor cover 43 side of the shaft fixing member 535. The sensor magnet 65 is formed, for example, in the shape of a narrow plate, and is provided on the opposite side of the rotation shaft of the gear 53. In other words, the sensor magnets 65 are provided at a distance of 180 °. The sensor magnet 65 is held by a magnet holding member 66 formed in an annular shape. The magnet holding member 66 is fixed to the tubular portion 531 by press fitting or the like.

回転角センサ68は、センサカバー43から突出して形成されるセンサ保持部438に保持される。回転角センサ68は、センサマグネット65の回転による磁界の変化を検出するホールICを有し、センサ素子が2つのセンサマグネット65の中心に位置するように設けられる。本実施形態では、最終減速段の減速比が6以下であって、ギア53の回転範囲が180°未満であるので、回転角センサ68は、ギア53の回転位置を絶対角として検出可能である。また、ギア比換算により、出力軸15の絶対角を演算可能である。 The rotation angle sensor 68 is held by a sensor holding portion 438 formed so as to project from the sensor cover 43. The rotation angle sensor 68 has a Hall IC that detects a change in the magnetic field due to the rotation of the sensor magnet 65, and the sensor element is provided so as to be located at the center of the two sensor magnets 65. In the present embodiment, since the reduction ratio of the final reduction stage is 6 or less and the rotation range of the gear 53 is less than 180 °, the rotation angle sensor 68 can detect the rotation position of the gear 53 as an absolute angle. .. Further, the absolute angle of the output shaft 15 can be calculated by the gear ratio conversion.

センサマグネット65が設けられるギア53は、最終減速段より1段手前の減速段を構成している。そのため、出力軸ギア60と比較して伝達トルクが小さく、ギア歯面形状のばらつきや、振動等により発生する偏芯力が小さいため、出力軸ギア60の角度検出を行う場合と比較し、センサ精度の劣化を抑制することができる。 The gear 53 provided with the sensor magnet 65 constitutes a deceleration stage one step before the final deceleration stage. Therefore, the transmission torque is smaller than that of the output shaft gear 60, and the eccentric force generated by variations in the shape of the gear tooth surface and vibration is small. Therefore, the sensor is compared with the case where the angle of the output shaft gear 60 is detected. Deterioration of accuracy can be suppressed.

図2に示すように、シフトレンジ制御装置70は、駆動回路71、および、制御部80等を備える。図7に示すように、駆動回路71は、スイッチング素子711~714を有し、Hブリッジ回路を構成する。本実施形態のスイッチング素子711~714は、MOSFETであるが、IGBT等であってもよい。 As shown in FIG. 2, the shift range control device 70 includes a drive circuit 71, a control unit 80, and the like. As shown in FIG. 7, the drive circuit 71 includes switching elements 711 to 714 and constitutes an H-bridge circuit. The switching elements 711 to 714 of this embodiment are MOSFETs, but may be IGBTs or the like.

モータ50を正回転させるとき、スイッチング素子711、714をオンにし、モータ50を逆回転させるとき、スイッチング素子712、713をオンにする。本実施形態のモータ50は、ブラシ付きモータであるので、モータ50の回転を検出する回転角センサを省略し、スイッチング素子711~714のオンオフ制御にてモータ50を駆動可能である。本実施形態では、ディテントローラ26をP谷からnotP谷へ移動させるときの回転方向を正方向、notP谷からP谷へ移動させるときの回転方向を逆方向とする。また、回転方向が正方向であるときの通電方向を正、回転方向が逆方向であるときの通電方向を負とする。 When the motor 50 is rotated forward, the switching elements 711 and 714 are turned on, and when the motor 50 is rotated in the reverse direction, the switching elements 712 and 713 are turned on. Since the motor 50 of the present embodiment is a motor with a brush, the rotation angle sensor for detecting the rotation of the motor 50 is omitted, and the motor 50 can be driven by on / off control of the switching elements 711 to 714. In the present embodiment, the rotation direction when the detent roller 26 is moved from the P valley to the notP valley is the forward direction, and the rotation direction when the detent roller 26 is moved from the notP valley to the P valley is the reverse direction. Further, the energization direction when the rotation direction is the positive direction is positive, and the energization direction when the rotation direction is the opposite direction is negative.

図2に戻り、駆動回路71とバッテリ75との間には、モータリレー76が設けられる。モータリレー76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50側へ電力が供給される。また、モータリレー76をオフすることで、モータ50側への電力の供給が遮断される。なお、図7では、モータリレー76の記載を省略した。 Returning to FIG. 2, a motor relay 76 is provided between the drive circuit 71 and the battery 75. The motor relay 76 is turned on when a vehicle start switch such as an ignition switch is turned on, and electric power is supplied to the motor 50 side. Further, by turning off the motor relay 76, the supply of electric power to the motor 50 side is cut off. In FIG. 7, the description of the motor relay 76 is omitted.

制御部80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。制御部80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。 The control unit 80 is mainly composed of a microcomputer or the like, and internally includes a CPU, ROM, RAM, I / O, and a bus line connecting these configurations, which are not shown. Each process in the control unit 80 may be a software process by executing a program stored in advance in a substantive memory device such as a ROM (that is, a readable non-temporary tangible recording medium) on the CPU. It may be hardware processing by a dedicated electronic circuit.

制御部80は、機能ブロックとして、コイル504への通電を制御する通電制御部81を有し、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50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、コイル504の通電制御に、シフトレンジ切替機構20と接続される変速機7の油温Toil、エンジン回転数E_EN、主機モータの回転数N_MGおよび車速V等を用いてもよい。以下適宜、主機モータの回転数を「MG回転数」、変速機7の油温を「TM油温」とする。また、変速機7は、トランスアクスル等であってもよい。 The control unit 80 has an energization control unit 81 that controls energization to the coil 504 as a functional block, and controls the drive of the motor 50 based on the driver required shift range, the signal from the brake switch, the vehicle speed, and the like. , Controls the switching of the shift range. Further, for the energization control of the coil 504, the oil temperature coil of the transmission 7 connected to the shift range switching mechanism 20, the engine rotation speed E_EN, the rotation speed N_MG of the main engine motor, the vehicle speed V, and the like may be used. Hereinafter, the rotation speed of the main engine motor will be referred to as “MG rotation speed”, and the oil temperature of the transmission 7 will be referred to as “TM oil temperature”. Further, the transmission 7 may be a transaxle or the like.

図8等に模式的に示すように、モータ軸505と出力軸15との間には、ギアバックラッシュを含む遊びが形成されている。図8では、動力伝達部510を1つのギアとしてまとめてして記載した。後述の実施形態に係る模式図についても同様である。ここで「遊び」とは、モータ軸505と出力軸15との間に存在する遊びやガタの合計と捉えることができ、以下遊びの合計を単に「ガタ」という。また、動力伝達部510がガタの一方側に寄せられた状態を「ガタ詰め状態」とする。 As schematically shown in FIG. 8 and the like, a play including a gear backlash is formed between the motor shaft 505 and the output shaft 15. In FIG. 8, the power transmission unit 510 is collectively described as one gear. The same applies to the schematic diagram according to the embodiment described later. Here, the "play" can be regarded as the total amount of play and play existing between the motor shaft 505 and the output shaft 15, and the total of play is simply referred to as "play" below. Further, the state in which the power transmission unit 510 is moved to one side of the backlash is referred to as a “playback packed state”.

図6に矢印Adで示すように、モータ50の駆動力により、ギア51~54、56が回転駆動される。また、矢印Arを回転方向、矢印Asをスラスト方向とする。ここで、装置に振動が加わると、回転方向のがたつきによりノイズが発生したり、スラスト方向のがたつきにより摩耗が発生したりする虞がある。 As shown by the arrow Ad in FIG. 6, the gears 51 to 54 and 56 are rotationally driven by the driving force of the motor 50. Further, the arrow Ar is the rotation direction, and the arrow As is the thrust direction. Here, when vibration is applied to the device, noise may be generated due to rattling in the rotation direction, or wear may be generated due to rattling in the thrust direction.

例えばギア機構に対してばね荷重を与えてガタ詰め状態とすることで、ノイズや摩耗を低減することができる。しかしながら、ギア機構にばね荷重を与えるためのスプリング等の部材を別途に設けると、体格および重量が増加するとともに、被駆動トルクが増加する。そこで本実施形態では、ガタ詰めのためのスプリング等の別途の部材を設けることなく、モータ50の通電制御により、振動によるギアの摩耗や異音を低減する。 For example, noise and wear can be reduced by applying a spring load to the gear mechanism to bring it into a loose state. However, if a member such as a spring for applying a spring load is separately provided to the gear mechanism, the physique and weight increase, and the driven torque also increases. Therefore, in the present embodiment, gear wear and abnormal noise due to vibration are reduced by energization control of the motor 50 without providing a separate member such as a spring for packing backlash.

図8では、モータ50の回転方向を紙面左右方向とし、ディテントローラ26が谷部211、212間を移動する状態を模式的に示している。図8では、Pレンジで保持されている状態を<ST1>、PレンジからnotPレンジへの切り替え中を<ST2>、notPレンジへの切替完了時を<ST3>と記載した。後述の実施形態に係る模式図も同様であって、適宜、ガタ詰め保持状態<ST4>を追加している。 FIG. 8 schematically shows a state in which the rotation direction of the motor 50 is the left-right direction on the paper surface and the detent roller 26 moves between the valley portions 211 and 212. In FIG. 8, the state held in the P range is described as <ST1>, the switching from the P range to the notP range is described as <ST2>, and the switching to the notP range is described as <ST3>. The same applies to the schematic diagram according to the embodiment described later, and the backlash-packed holding state <ST4> is added as appropriate.

また、「P範囲」より紙面左側の領域がPレンジのときのディテントローラ26の位置として許容される停止許容範囲であり、「notP範囲」より紙面右側の領域がnotPレンジのときのディテントローラ26の位置として許容される停止許容範囲である。 Further, the area on the left side of the paper surface from the "P range" is the permissible stop range as the position of the detent roller 26 when the P range is in the P range, and the detent roller 26 when the area on the right side of the paper surface from the "not P range" is in the not P range. It is an allowable stop range as the position of.

図8に示すように、シフトレンジがPレンジのとき、状態ST1に示すように、ディテントローラ26は、壁部217に当接している。PレンジからnotPレンジへの切替要求が入力されると、正方向の最大電流Imaxをモータ50に通電することで、モータ50を正回転させる。なお、レンジ切替時の切替電流は、最大電流Imaxでなくてもよい。逆回転についても同様である。モータ50が正回転すると、ディテントローラ26は、状態ST2を経由して、山部215を乗り越えてnotP谷側へ移動し、壁部218に当接して停止する。 As shown in FIG. 8, when the shift range is the P range, the detent roller 26 is in contact with the wall portion 217 as shown in the state ST1. When a request for switching from the P range to the notP range is input, the motor 50 is rotated in the forward direction by energizing the motor 50 with the maximum current Imax in the positive direction. The switching current at the time of range switching does not have to be the maximum current Imax. The same applies to reverse rotation. When the motor 50 rotates in the forward direction, the detent roller 26 passes over the mountain portion 215, moves to the notP valley side via the state ST2, and comes into contact with the wall portion 218 to stop.

本実施形態では、レンジ切替完了後も、最大電流Imaxでの通電を継続する。これにより、状態ST3に示すように、ディテントローラ26がnotP壁に当接し、正回転方向側にてガタが詰まった状態で保持される。 In the present embodiment, energization at the maximum current Imax is continued even after the range switching is completed. As a result, as shown in the state ST3, the detent roller 26 comes into contact with the notP wall and is held in a state where the play is clogged on the forward rotation direction side.

また、notPレンジからPレンジへの切替要求が入力されると、負方向の最大電流-Imaxをモータ50に通電することで、モータ50を逆回転させる。モータ50が逆回転すると、ディテントローラ26は、状態ST3からP谷側へ移動し、壁部217に当接して停止する。また、notPレンジへの切替時と同様、レンジ切替完了後も、最大電流-Imaxでの通電を継続する。これにより、状態ST1に示すように、ディテントローラ26がP壁に当接し、逆回転方向にてガタが詰まった状態で保持される。 Further, when a request for switching from the notP range to the P range is input, the motor 50 is rotated in the reverse direction by energizing the motor 50 with the maximum current −Imax in the negative direction. When the motor 50 rotates in the reverse direction, the detent roller 26 moves from the state ST3 to the P valley side, abuts on the wall portion 217, and stops. Further, as in the case of switching to the notP range, energization at the maximum current −Imax is continued even after the range switching is completed. As a result, as shown in the state ST1, the detent roller 26 comes into contact with the P wall and is held in a state where the backlash is clogged in the reverse rotation direction.

Pレンジ側での制御は、通電方向がnotPレンジ側での制御と駆動方向が逆になる点を除き、概ね同様であるので、以下の実施形態において、notPレンジ側での制御を中心に説明し、Pレンジ側での制御の説明を適宜省略する。以下、最大電流等の電流値について、説明上、電流方向の区別が不要である場合、正負に係る記載を適宜省略する。また、電流値は、例えばディテントプレート21の形状等に応じ、Pレンジ側とnotPレンジ側とで同じでもよいし、異なっていてもよい。 The control on the P range side is almost the same as the control on the notP range side except that the drive direction is opposite to that on the notP range side. Therefore, in the following embodiments, the control on the notP range side will be mainly described. However, the description of the control on the P range side will be omitted as appropriate. Hereinafter, when it is not necessary to distinguish the current direction for the current value such as the maximum current for the sake of explanation, the description relating to the positive and negative will be omitted as appropriate. Further, the current value may be the same or different between the P range side and the not P range side, depending on, for example, the shape of the detent plate 21.

本実施形態のモータ制御処理を図9のフローチャート、および、図10のタイムチャートに基づいて説明する。この処理は、制御部80にて所定の周期で実行される。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とする。 The motor control process of this embodiment will be described with reference to the flowchart of FIG. 9 and the time chart of FIG. This process is executed by the control unit 80 at a predetermined cycle. Hereinafter, the “step” in step S101 is omitted and simply referred to as the symbol “S”. The same applies to the other steps.

S101では、制御部80は、notPレンジからPレンジへの切替要求があるか否か判断する。Pレンジへの切替要求があると判断された場合(S101:YES)、S102へ移行し、負方向の最大電流-Imaxでの通電を行う。Pレンジへの切替要求がないと判断された場合(S101:NO)、S103へ移行する。 In S101, the control unit 80 determines whether or not there is a request for switching from the notP range to the P range. When it is determined that there is a request to switch to the P range (S101: YES), the process shifts to S102, and energization is performed with the maximum current in the negative direction −Imax. When it is determined that there is no request for switching to the P range (S101: NO), the process proceeds to S103.

S103では、PレンジからnotPレンジへの切替要求があるか否か判断する。notPレンジへの切替要求があると判断された場合(S103:YES)、S104へ移行し、正方向の最大電流Imaxでの通電を行う。notPレンジへの切替要求がないと判断された場合(S103:NO)、すなわち現在のレンジを保持する場合、最大電流での通電を継続する。すなわち、シフトレンジがnotPレンジであれば正方向の最大電流Imaxでの通電を継続し、シフトレンジがPレンジであれば負方向の最大電流-Imaxでの通電を継続する。 In S103, it is determined whether or not there is a request for switching from the P range to the notP range. When it is determined that there is a request to switch to the notP range (S103: YES), the process proceeds to S104, and energization is performed with the maximum current Imax in the positive direction. When it is determined that there is no request to switch to the notP range (S103: NO), that is, when the current range is maintained, energization at the maximum current is continued. That is, if the shift range is the notP range, energization is continued at the maximum current Imax in the positive direction, and if the shift range is the P range, energization is continued at the maximum current −Imax in the negative direction.

図10では、上段から、回転角センサ68の目標値、回転角センサ68の検出値、モータ電流を示す。回転角センサ68の目標値および検出値は、説明のため、例えばディテントローラ26がnotP壁に当接しているときの値を「notP壁」、といった具合に、ディテントローラ26の位置に対応させて記載した。後述の実施形態に係るタイムチャートも同様である。 In FIG. 10, the target value of the rotation angle sensor 68, the detection value of the rotation angle sensor 68, and the motor current are shown from the upper stage. For the sake of explanation, the target value and the detected value of the rotation angle sensor 68 correspond to the position of the detent roller 26, for example, the value when the detent roller 26 is in contact with the notP wall is "notP wall". Described. The same applies to the time chart according to the embodiment described later.

時刻x10以前は、シフトレンジがPレンジであって、負方向への最大電流-Imaxでの通電により、ディテントローラ26がP壁に当接している状態が保持されている。時刻x10にて、PレンジからnotPレンジへの切替要求が入力されると、回転角センサ68の目標値がnotP壁に設定される。なお、ディテントローラ26を確実にnotP壁に当接させるべく、目標値をnotP壁よりも奥側となる値に設定してもよい。Pレンジ側も同様である。 Before the time x10, the shift range is the P range, and the state in which the detent roller 26 is in contact with the P wall is maintained by energization at the maximum current −Imax in the negative direction. When a request for switching from the P range to the notP range is input at time x10, the target value of the rotation angle sensor 68 is set on the notP wall. In addition, in order to ensure that the detent roller 26 is in contact with the notP wall, the target value may be set to a value behind the notP wall. The same applies to the P range side.

回転角センサ68の目標値がnotP壁に設定されると、モータ50に正方向の最大電流Imaxを通電し、モータ50を正方向に回転させると、時刻x11にてディテントローラ26がnotP壁に到達し、その後も最大電流Imaxでの通電を継続する。 When the target value of the rotation angle sensor 68 is set on the notP wall, the maximum current Imax in the positive direction is applied to the motor 50, and when the motor 50 is rotated in the positive direction, the detent roller 26 is on the notP wall at time x11. After reaching it, energization at the maximum current Imax is continued.

時刻x12にて、notPレンジからPレンジへの切替要求が入力されると、回転角センサ68の目標値がP壁に設定され、負方向の最大電流-Imaxを通電することで、モータ50を逆方向に回転させる。時刻x13にて、ディテントローラ26がP壁に到達すると、その後も最大電流-Imaxでの通電を継続する。 When a request to switch from the notP range to the P range is input at time x12, the target value of the rotation angle sensor 68 is set on the P wall, and the motor 50 is energized by energizing the maximum current -Imax in the negative direction. Rotate in the opposite direction. When the detent roller 26 reaches the P wall at time x13, energization at the maximum current −Imax is continued thereafter.

本実施形態では、シフトレンジ切替完了後も、モータ50への通電を継続することで、動力伝達部におけるガタを一方側に寄せた状態を保持する。これにより、振動によりギアの摩耗や異音を低減することができる。 In the present embodiment, even after the shift range switching is completed, the motor 50 is continuously energized to maintain the state in which the backlash in the power transmission unit is moved to one side. As a result, it is possible to reduce gear wear and abnormal noise due to vibration.

また、シフトレンジがnotPレンジのとき、エンジン等の駆動源と直結されるため、Pレンジよりも振動が発生しやすい。そのため、notPレンジのとき、通電を継続することでガタ詰め状態を保持し、Pレンジのときは、通電をオフにすることでガタ詰め制御を行わなくてもよい。後述の実施形態についても同様に、notPレンジにてガタ詰め制御を行い、Pレンジにてガタ詰め制御を行わなくてもよい。 Further, when the shift range is the notP range, vibration is more likely to occur than in the P range because it is directly connected to a drive source such as an engine. Therefore, in the notP range, the rattling state is maintained by continuing the energization, and in the P range, the rattling control may not be performed by turning off the energization. Similarly, in the embodiment described later, the backlash filling control may be performed in the notP range, and the backlash filling control may not be performed in the P range.

以上説明したように、シフトレンジ制御装置70は、モータ50の回転軸であるモータ軸505と出力軸15との間に遊びが存在するシフトバイワイヤシステム1において、モータ50の駆動を制御する。 As described above, the shift range control device 70 controls the drive of the motor 50 in the shift-by-wire system 1 in which there is a play between the motor shaft 505, which is the rotation shaft of the motor 50, and the output shaft 15.

シフトバイワイヤシステム1は、モータ50と、出力軸15と、動力伝達部510と、シフトレンジ切替機構20と、を備える。出力軸15は、モータ50の駆動が伝達される。動力伝達部510は、モータ50と出力軸15との間に設けられる。 The shift-by-wire system 1 includes a motor 50, an output shaft 15, a power transmission unit 510, and a shift range switching mechanism 20. The drive of the motor 50 is transmitted to the output shaft 15. The power transmission unit 510 is provided between the motor 50 and the output shaft 15.

シフトレンジ切替機構20は、ディテントプレート21、ディテントローラ26、および、ディテントスプリング25を有する。ディテントプレート21は、複数の谷部211、212および谷部211、212を隔てる山部215が形成され、出力軸15とともに回転する。ディテントローラ26は、ディテントプレート21の回転により、谷部211、212缶を移動可能である。ディテントスプリング25は、ディテントローラ26を谷部211、212に嵌まり込む方向に付勢する。 The shift range switching mechanism 20 has a detent plate 21, a detent roller 26, and a detent spring 25. The detent plate 21 is formed with a plurality of valley portions 211 and 212 and a mountain portion 215 separating the valley portions 211 and 212, and rotates together with the output shaft 15. The detent roller 26 can move the valley portions 211 and 212 cans by rotating the detent plate 21. The detent spring 25 urges the detent roller 26 in the direction of fitting into the valley portions 211 and 212.

シフトレンジ制御装置70の制御部80は、モータ50への通電を制御する通電制御部81を備える。通電制御部81は、ディテントローラ26を異なる谷部211、212へ移動させる切替要求が入力されていないとき、出力軸15が停止している状態にて、モータ50への通電を行い、遊びを一方側に寄せるガタ詰め制御を行う。本実施形態では、ディテントローラ26が谷部211、212の停止許容範囲内にて停止している状態にて、ガタ詰め制御を行う。 The control unit 80 of the shift range control device 70 includes an energization control unit 81 that controls energization of the motor 50. The energization control unit 81 energizes the motor 50 while the output shaft 15 is stopped when the switching request for moving the detent roller 26 to the different valley portions 211 and 212 is not input, and plays. Controls the backlash to one side. In the present embodiment, the backlash filling control is performed in a state where the detent roller 26 is stopped within the stop allowable range of the valley portions 211 and 212.

出力軸15が停止している状態にて、通電によるガタ詰め制御を行うことで、部品点数が増加することなく、ギアのバックラッシュやスラスト方向でのがたつきで発生するノイズや摩耗を抑制することができる。また、ガタ詰めのためのスプリング等の別途の部材を設ける場合と比較し、体格や重量を抑えることができる。 By controlling the backlash by energizing while the output shaft 15 is stopped, noise and wear generated by gear backlash and rattling in the thrust direction are suppressed without increasing the number of parts. can do. In addition, the physique and weight can be suppressed as compared with the case where a separate member such as a spring for packing backlash is provided.

通電制御部は、ガタ詰め制御において、切替要求に応じたディテントローラ26の移動完了時の通電状態を継続する。本実施形態では、notPレンジ切替時において、ディテントローラ26がnotP壁に当接したときを移動完了時とし、このときの通電状態を継続する。また、Pレンジ切替時において、ディテントローラ26がP壁に当接したときを移動完了時とし、最大電流Imaxでの通電状態を継続する。これにより、簡素な制御にてガタ詰め制御を実施可能である。 The energization control unit continues the energization state when the movement of the detent roller 26 in response to the switching request is completed in the play control. In the present embodiment, when the notP range is switched, the time when the detent roller 26 comes into contact with the notP wall is regarded as the time when the movement is completed, and the energized state at this time is continued. Further, when the P range is switched, the time when the detent roller 26 comes into contact with the P wall is regarded as the time when the movement is completed, and the energized state at the maximum current Imax is continued. As a result, it is possible to carry out backlash filling control with simple control.

シフトバイワイヤシステム1は、車両に搭載され、シフトレンジを切り替えるものであって、ディテントプレート21には、2つの谷部211、212が形成され、一方がPレンジ、他方がPレンジ以外のレンジであるnotPレンジに対応している。通電制御部81は、ディテントローラ26がnotPレンジに対応する谷部212にあるとき、ガタ詰め制御を行う。換言すると、ディテントローラ26がPレンジに対応する谷部211にあるとき、ガタ詰め制御を行わない。 The shift-by-wire system 1 is mounted on a vehicle and switches the shift range. Two valley portions 211 and 212 are formed on the detent plate 21, one of which is in the P range and the other of which is in a range other than the P range. It corresponds to a certain notP range. The energization control unit 81 performs backlash filling control when the detent roller 26 is in the valley portion 212 corresponding to the notP range. In other words, when the detent roller 26 is in the valley portion 211 corresponding to the P range, the backlash filling control is not performed.

エンジン等との振動源と直結され、振動が発生しやすいnotPレンジにてガタ詰め制御を行い、Pレンジにてガタ詰め制御を省略することで、電力消費量を抑制することができる。 Power consumption can be suppressed by performing rattling control in the notP range, which is directly connected to a vibration source with an engine or the like and is prone to vibration, and omitting rattling control in the P range.

本実施形態のモータ50はブラシ付きDCモータであって、動力伝達部510には、平歯ギアであるギア51~54、60が含まれる。詳細には、動力伝達部510には、2つのギア53、54がギア接続シャフト55にて接続されている連結ギア530が含まれる。ギア接続シャフト55は、ハウジング41に回転可能に支持されている。本実施形態では、ギア接続シャフト55は、2つの軸受56、57により、ハウジング41に回転可能に支持されている。ガタ詰め制御により、摩耗粉の発生を抑制可能であるので、軸受56、57に摩耗粉が付着することによる性能劣化を防ぐことができる。 The motor 50 of the present embodiment is a DC motor with a brush, and the power transmission unit 510 includes gears 51 to 54, 60 which are spur tooth gears. Specifically, the power transmission unit 510 includes a connecting gear 530 in which two gears 53 and 54 are connected by a gear connecting shaft 55. The gear connection shaft 55 is rotatably supported by the housing 41. In this embodiment, the gear connection shaft 55 is rotatably supported by the housing 41 by two bearings 56, 57. Since the generation of wear debris can be suppressed by the backlash packing control, it is possible to prevent the performance deterioration due to the wear debris adhering to the bearings 56 and 57.

シフトバイワイヤシステム1は、動力伝達部510を構成するギアと一体に回転するセンサマグネット65の回転を検出する回転角センサ68を備える。本実施形態では、回転角センサ68は、ギア接続シャフト55のモータ軸505側に接続されるギア53の回転を検出する。通電制御部81は、回転角センサ68の検出値に基づいてモータ50の通電を制御する。ガタ詰め制御により、摩耗粉の発生を抑制可能であるので、例えば回転角センサ68が磁気センサである場合、検出精度の劣化を抑制することができる。 The shift-by-wire system 1 includes a rotation angle sensor 68 that detects the rotation of the sensor magnet 65 that rotates integrally with the gear constituting the power transmission unit 510. In the present embodiment, the rotation angle sensor 68 detects the rotation of the gear 53 connected to the motor shaft 505 side of the gear connection shaft 55. The energization control unit 81 controls the energization of the motor 50 based on the detected value of the rotation angle sensor 68. Since the generation of wear debris can be suppressed by the backlash packing control, for example, when the rotation angle sensor 68 is a magnetic sensor, deterioration of the detection accuracy can be suppressed.

(第2実施形態)
第2実施形態を図11~図13に基づいて説明する。第1実施形態では、シフトレンジ切り替えからの通電を継続し、ディテントローラ26が壁に当接している状態とすることで、ガタ詰め状態を保持している。本実施形態では、レンジ切替開始後、回転角センサ68の検出値が変化しない状態が継続された場合、ディテントローラ26が壁に当接しており、レンジ切替が完了したとみなし、最大電流からガタ詰め状態を保持できる程度に電流を低減する。以下、ガタ詰め状態を保持できる程度の電流を、ガタ詰め電流Igとする。ガタ詰め電流Igは、回転方向のギアバックラッシュを詰められる程度の値としてもよいし、スラスト方向のがたつきを考慮した値としてもよい。
(Second Embodiment)
The second embodiment will be described with reference to FIGS. 11 to 13. In the first embodiment, the energization from the shift range switching is continued, and the detent roller 26 is in contact with the wall, so that the backlash-filled state is maintained. In the present embodiment, if the state in which the detection value of the rotation angle sensor 68 does not change continues after the range switching is started, it is considered that the detent roller 26 is in contact with the wall and the range switching is completed, and the maximum current is backlashed. Reduce the current to the extent that the packed state can be maintained. Hereinafter, the current that can maintain the backlash filling state is referred to as the backlash filling current Ig. The backlash filling current Ig may be a value that can close the gear backlash in the rotation direction, or may be a value that takes into consideration the rattling in the thrust direction.

図11に示すように、シフトレンジがPレンジである状態ST1から、notPレンジへの切替要求により、正方向の最大電流Imaxをモータ50に通電することで、状態ST2を経由し、状態ST3に示すように、ディテントローラ26がnotP壁に当接する。また、ディテントローラ26がnotP壁に当接してから保持判定時間Xth1が経過した後、通電量を最大電流Imaxからガタ詰め電流Igに低減する。 As shown in FIG. 11, by energizing the motor 50 with the maximum positive current Imax in response to a request to switch from the state ST1 in which the shift range is the P range to the notP range, the motor 50 is passed through the state ST2 to the state ST3. As shown, the detent roller 26 abuts on the notP wall. Further, after the holding determination time Xth1 elapses after the detent roller 26 comes into contact with the notP wall, the energization amount is reduced from the maximum current Imax to the backlash filling current Ig.

モータ50への通電量を低減すると、ディテントスプリング25のスプリング力を含むディテント負荷により、ディテントローラ26がnotP壁から離間し、notP谷側へ移動する。そして、状態ST4に示すように、モータ50のトルクと、ディテントトルクとが釣り合う箇所にてディテントローラ26が停止する。 When the amount of energization to the motor 50 is reduced, the detent roller 26 is separated from the notP wall by the detent load including the spring force of the detent spring 25, and moves to the notP valley side. Then, as shown in the state ST4, the detent roller 26 stops at a position where the torque of the motor 50 and the detent torque are balanced.

図11の例では、通電方向を変えずに電流を低減させているので、正回転方向側にガタが詰まった状態にて、notP谷の最底部よりもnotP壁側でディテントローラ26が停止している。ガタ詰め電流Igの通電方向はどちらでもよく、正方向であれば、正回転方向側にてガタが詰まった状態となり、負方向であれば、逆回転方向側にてガタが詰まった状態となる。 In the example of FIG. 11, since the current is reduced without changing the energization direction, the detent roller 26 stops on the notP wall side of the bottom of the notP valley in a state where the backlash is clogged on the forward rotation direction side. ing. The backlash filling current Ig can be energized in either direction. If it is in the positive direction, the backlash is clogged on the forward rotation direction side, and if it is in the negative direction, the backlash is clogged on the reverse rotation direction side. ..

本実施形態のモータ制御処理を図12のフローチャート、および、図13のタイムチャートに基づいて説明する。S201では、制御部80は、シフトレンジの切替要求があるか否か判断する。シフトレンジの切替要求がないと判断された場合(S201:NO)、すなわち現在のレンジを保持する場合、S204へ移行する。シフトレンジの切替要求があると判断された場合(S201:YES)、S202へ移行し、切替方向に応じた最大電流Imaxでの通電を行う。すなわち、notPレンジへの切替要求であれば正方向の最大電流Imaxでの通電を行い、Pレンジへの切替要求であれば負方向の最大電流-Imaxでの通電を行う。 The motor control process of this embodiment will be described with reference to the flowchart of FIG. 12 and the time chart of FIG. In S201, the control unit 80 determines whether or not there is a shift range switching request. When it is determined that there is no shift range switching request (S201: NO), that is, when the current range is maintained, the process proceeds to S204. When it is determined that there is a shift range switching request (S201: YES), the process shifts to S202, and energization is performed at the maximum current Imax according to the switching direction. That is, if it is a request to switch to the notP range, it is energized with the maximum current Imax in the positive direction, and if it is a request to switch to the P range, it is energized with the maximum current Imax in the negative direction.

S202に続いて移行するS203では、制御部80は、回転角センサ68の検出値に基づき、出力軸15の停止時間が保持判定時間Xth1以上か否か判断する。出力軸15の停止時間が保持判定時間Xth1より小さいと判断された場合(S203:NO)、S202へ戻り、最大電流Imaxでの通電を継続する。出力軸15の停止時間が保持判定時間Xth1以上であると判断された場合(S203:YES)、S204へ移行する。 In S203, which shifts following S202, the control unit 80 determines whether or not the stop time of the output shaft 15 is equal to or longer than the holding determination time Xth1 based on the detection value of the rotation angle sensor 68. When it is determined that the stop time of the output shaft 15 is smaller than the holding determination time Xth1 (S203: NO), the process returns to S202 and the energization at the maximum current Imax is continued. When it is determined that the stop time of the output shaft 15 is equal to or longer than the holding determination time Xth1 (S203: YES), the process proceeds to S204.

S204では、制御部80は、モータ50にガタ詰め電流Igを通電する。上述の通り、通電方向は、正方向であっても負方向であってもよい。また、PレンジとnotPレンジとで通電方向が同じであってもよいし、異なっていてもよい。 In S204, the control unit 80 energizes the motor 50 with a backlash-filling current Ig. As described above, the energization direction may be a positive direction or a negative direction. Further, the energization direction may be the same or different between the P range and the notP range.

図13のタイムチャートに示すように、時刻x20~時刻x21の処理は、図10中の時刻x10~時刻x11の処理と同様である。時刻x21にて、ディテントローラ26がnotP壁に到達し、出力軸15が停止してから保持判定時間Xth1が経過した時刻x22では、モータ50に通電される電流を、最大電流Imaxからガタ詰め電流Igに変更する。電流を低減することで、ディテントトルクによりディテントローラ26がnotP壁側からnotP谷側へ移動し、モータトルクとディテントトルクとが釣り合う位置で停止する。 As shown in the time chart of FIG. 13, the processing of time x20 to time x21 is the same as the processing of time x10 to time x11 in FIG. At time x21, when the detent roller 26 reaches the notP wall and the holding determination time Xth1 elapses after the output shaft 15 is stopped, the current energized in the motor 50 is changed from the maximum current Imax to the backlash current. Change to Ig. By reducing the current, the detent roller 26 moves from the notP wall side to the notP valley side due to the detent torque, and stops at a position where the motor torque and the detent torque are balanced.

時刻x23~時刻x24の処理は、図10中の時刻x12~時刻x13の処理と同様である。時刻x13にて、ディテントローラ26がP壁に到達し、出力軸15が停止してから保持判定時間Xth1が経過した時刻x25では、モータ50に通電される電流を、最大電流-Imaxからガタ詰め電流-Igに変更する。電流を低減することで、ディテントトルクによりディテントローラ26がP壁側からP壁側へ移動し、モータトルクとディテントトルクとが釣り合う位置で停止する。 The processing of time x23 to time x24 is the same as the processing of time x12 to time x13 in FIG. At time x13, when the detent roller 26 reaches the P wall and the holding determination time Xth1 elapses after the output shaft 15 stops, the current energized in the motor 50 is loosened from the maximum current -Imax. Change to current-Ig. By reducing the current, the detent roller 26 moves from the P wall side to the P wall side due to the detent torque, and stops at a position where the motor torque and the detent torque are balanced.

本実施形態では、シフトレンジの切り替え完了後、ガタを詰められる以上であって、レンジ切り替えに要する電流よりも小さい電流を通電することで、ガタ詰め状態を保持する。これにより、レンジ切り替えに要する電流を通電し続ける場合と比較し、電力消費量を抑えることができる。また、モータ50やスイッチング素子711~714の発熱を低減することができる。 In the present embodiment, after the shift range switching is completed, the backlash filling state is maintained by energizing a current that is more than the backlash can be reduced and smaller than the current required for the range switching. As a result, the power consumption can be suppressed as compared with the case where the current required for range switching is continuously energized. Further, the heat generation of the motor 50 and the switching elements 711 to 714 can be reduced.

本実施形態では、通電制御部81は、出力軸が停止してから保持判定時間Xth1が経過した場合、遊びを一方側へ寄せた状態を保持可能であって、切替完了時からの保持電流である最大電流Imaxより小さいガタ詰め電流Igに電流を低減させる。これにより、ガタ詰め制御に係る電力消費量を抑制することができる。また、上記実施形態と同様の効果を奏する。 In the present embodiment, when the holding determination time Xth1 elapses after the output shaft is stopped, the energization control unit 81 can hold the state in which the play is moved to one side, and the holding current from the time of completion of switching is used. The current is reduced to a backlash-filling current Ig smaller than a certain maximum current Imax. As a result, it is possible to suppress the power consumption related to the backlash packing control. Moreover, the same effect as that of the above-described embodiment is obtained.

(第3実施形態)
第3実施形態を図14~図16に基づいて説明する。本実施形態では、PレンジからnotPレンジに切り替えるとき、notPレンジ範囲内であって、谷部212の最底部とは異なる位置、すなわち谷部212の最底部の手前側または奥側に目標値を設定し、目標値にてモータ50を停止させる。また、notPレンジからPレンジに切り替えるとき、Pレンジ範囲内であって、谷部211の最底部とは異なる位置、すなわち谷部211の最底部の手前側または奥側に目標値を設定し、目標値にてモータ50を停止させる。以下適宜、Pレンジ範囲内の目標値をP目標値、notPレンジ範囲内の目標値をnotP目標値とする。
(Third Embodiment)
The third embodiment will be described with reference to FIGS. 14 to 16. In the present embodiment, when switching from the P range to the notP range, the target value is set at a position within the notP range range different from the bottom of the valley 212, that is, on the front side or the back side of the bottom of the valley 212. Set and stop the motor 50 at the target value. Further, when switching from the not P range to the P range, a target value is set at a position within the P range range different from the bottom of the valley 211, that is, on the front side or the back side of the bottom of the valley 211. The motor 50 is stopped at the target value. Hereinafter, the target value within the P range is defined as the P target value, and the target value within the notP range is defined as the notP target value.

図14中に状態ST1、ST3で示すように、本実施形態では、谷部211、212の最底部よりも手前側に目標値を設定する。谷部の最底部よりも手前側(すなわち山部215側)に目標値を設定することで、動力伝達部や制御のばらつきがあった場合であっても、ディテントローラ26が壁部217、218に衝突するのを防ぐことができる。 As shown in the states ST1 and ST3 in FIG. 14, in the present embodiment, the target value is set on the front side of the bottom of the valley portions 211 and 212. By setting the target value on the front side (that is, the mountain part 215 side) of the bottom of the valley part, the detent roller 26 has the wall part 217 and 218 even if there are variations in the power transmission part and control. Can be prevented from colliding with.

本実施形態のモータ制御処理を図15のフローチャート、および、図16のタイムチャートに基づいて説明する。図15中のS301の処理は、図12中のS201と同様であり、レンジ切替要求があると判断された場合(S301:YES)、S302へ移行し、レンジへの切替要求がないと判断された場合(S301:NO)、S304へ移行する。 The motor control process of this embodiment will be described with reference to the flowchart of FIG. 15 and the time chart of FIG. The processing of S301 in FIG. 15 is the same as that of S201 in FIG. 12, and when it is determined that there is a range switching request (S301: YES), the process proceeds to S302 and it is determined that there is no range switching request. If (S301: NO), the process proceeds to S304.

S302では、制御部80は、回転角センサ68の検出値が要求レンジに応じた目標値となるように、モータ50への通電を制御する。本実施形態では、最大電流にてモータ50の駆動を開始し、回転角センサ68の検出値が目標値に近づくと、モータ50を減速させる。 In S302, the control unit 80 controls the energization of the motor 50 so that the detected value of the rotation angle sensor 68 becomes a target value according to the required range. In the present embodiment, the motor 50 is started to be driven by the maximum current, and when the detected value of the rotation angle sensor 68 approaches the target value, the motor 50 is decelerated.

S303では、制御部80は、回転角センサ68の検出値が目標値に到達したか否か判断する。回転角センサ68の検出値が目標値に到達していないと判断された場合(S303:NO)、S302へ戻り、電流制御を継続する。回転角センサ68の検出値が目標値に到達したと判断された場合(S303:YES)、S304へ移行する。 In S303, the control unit 80 determines whether or not the detected value of the rotation angle sensor 68 has reached the target value. When it is determined that the detected value of the rotation angle sensor 68 has not reached the target value (S303: NO), the process returns to S302 and the current control is continued. When it is determined that the detected value of the rotation angle sensor 68 has reached the target value (S303: YES), the process proceeds to S304.

S304では、制御部80は、モータ軸505が谷部211、212の最底部と反対側にてガタ詰めされた状態にて、目標位置にて停止するように、目標保持電流Ihを通電する。目標保持電流Ihでの通電がなされている状態であれば、その状態を継続する。 In S304, the control unit 80 energizes the target holding current Ih so that the motor shaft 505 stops at the target position in a state where the motor shaft 505 is loosely packed on the side opposite to the bottom of the valley portions 211 and 212. If the target holding current Ih is energized, that state is continued.

図16のタイムチャートに示すように、時刻x30以前は、シフトレンジがPレンジであって、目標保持電流Ihが通電されており、ディテントローラ26がP谷の最底部よりも山部215側のP目標値に応じた位置にて停止しており、動力伝達部510が正回転方向側にガタ詰めされた状態にて保持されている。 As shown in the time chart of FIG. 16, before the time x30, the shift range is the P range, the target holding current Ih is energized, and the detent roller 26 is on the mountain portion 215 side of the bottom of the P valley. It is stopped at a position corresponding to the P target value, and the power transmission unit 510 is held in a state of being loosely packed in the forward rotation direction side.

時刻x30にて、PレンジからnotPレンジへの切替要求が入力されると、回転角センサ68の目標値がnotP目標値に設定され、回転角センサ68の検出値がnotP目標値となるように、モータ50への通電を制御する。時刻x31にて、回転角センサ68の検出値がnotP目標値に近づくと、モータ50の回転が減速するように通電を制御する。時刻x32にて、検出値がnotP目標値に到達すると、ディテントトルクと釣り合うモータトルクを発生する目標保持電流-Ihを通電する。これにより、動力伝達部510が逆回転方向側にガタ詰めされた状態にて保持される。 When a request for switching from the P range to the notP range is input at time x30, the target value of the rotation angle sensor 68 is set to the notP target value, and the detection value of the rotation angle sensor 68 becomes the notP target value. , Controls the energization of the motor 50. At time x31, when the detected value of the rotation angle sensor 68 approaches the notP target value, energization is controlled so that the rotation of the motor 50 slows down. When the detected value reaches the notP target value at time x32, the target holding current −Ih that generates a motor torque commensurate with the detent torque is energized. As a result, the power transmission unit 510 is held in a state of being loosely packed in the reverse rotation direction side.

時刻x33にてnotPレンジからPレンジへの切替要求が入力されると、回転角センサ68の検出値がP目標値となるように、モータ50への通電を制御する。時刻x34にて、検出値がP目標値に近づくと、モータ50の回転が減速するように通電を制御する。時刻x35にて、検出値がP目標値に到達すると、ディテントトルクと釣り合うモータトルクが発生する目標保持電流Ihを通電する。これにより、動力伝達部510が正回転方向側にガタ詰めされた状態にて保持される。 When a request for switching from the not P range to the P range is input at time x33, the energization of the motor 50 is controlled so that the detected value of the rotation angle sensor 68 becomes the P target value. At time x34, when the detected value approaches the P target value, energization is controlled so that the rotation of the motor 50 slows down. When the detected value reaches the P target value at time x35, the target holding current Ih, which generates a motor torque commensurate with the detent torque, is energized. As a result, the power transmission unit 510 is held in a state of being loosely packed in the forward rotation direction side.

本実施形態では、目標値は各レンジに対応する谷部の最底部よりも手前側に設定されているので、目標保持電流Ihの通電方向は、レンジ切替時と逆向きになる。また、ディテントプレート21の形状等に応じ、PレンジとnotPレンジとで目標保持電流Ihが異なっていてもよい。 In the present embodiment, since the target value is set on the front side of the bottom of the valley corresponding to each range, the energization direction of the target holding current Ih is opposite to that at the time of range switching. Further, the target holding current Ih may be different between the P range and the notP range depending on the shape of the detent plate 21 and the like.

本実施形態では、通電制御部81は、ガタ詰め制御において、切替要求に応じたディテントローラ26の移動完了時の通電状態を継続する。本実施形態では、谷部211、212の最底部の手前側に設定された目標位置にてディテントローラ26が停止するように、目標保持電流Ihの通電を継続する。ディテントスプリング25のスプリング力が発生する谷部211、212の最底部とはずらした箇所にて、ディテントトルクと釣り合う目標保持電流Ihを通電することで、ガタを一方側に寄せた状態にて出力軸15の停止状態を保持可能である。これにより、簡素な制御にてガタ詰め制御を実現可能である。また、ディテントローラ26が壁部217、218に当接した状態にて保持する場合と比較し、電力消費量を低減することができる。また、上記実施形態と同様の効果を奏する。 In the present embodiment, the energization control unit 81 continues the energization state when the movement of the detent roller 26 in response to the switching request is completed in the backlash filling control. In the present embodiment, the target holding current Ih is continuously energized so that the detent roller 26 stops at the target position set on the front side of the bottom of the valley portions 211 and 212. By energizing the target holding current Ih that is balanced with the detent torque at the points deviated from the bottom of the valleys 211 and 212 where the spring force of the detent spring 25 is generated, the backlash is output in a state of being moved to one side. The stopped state of the shaft 15 can be maintained. As a result, it is possible to realize backlash reduction control with simple control. Further, the power consumption can be reduced as compared with the case where the detent roller 26 is held in contact with the wall portions 217 and 218. Moreover, the same effect as that of the above-described embodiment is obtained.

(第4実施形態)
第4実施形態を図17~図19に基づいて説明する。図17に示すように、シフトレンジがPレンジである状態ST1から、notPレンジへの切替要求により、状態ST2を経由し、状態ST3に示す目標位置までディテントローラ26を移動させ、目標保持電流-Ihの通電により目標位置を保持する。本実施形態では、目標保持電流-Ihの通電により検出値が目標値にて保持された状態が保持判定時間Xth2を超えると、ガタ詰め状態を保持できる程度であるガタ詰め電流Igとすることで、通電量を低減させる。
(Fourth Embodiment)
The fourth embodiment will be described with reference to FIGS. 17 to 19. As shown in FIG. 17, the detent roller 26 is moved to the target position shown in the state ST3 via the state ST2 by the request for switching from the state ST1 in which the shift range is the P range to the notP range, and the target holding current-. The target position is maintained by energizing Ih. In the present embodiment, when the state in which the detected value is held at the target value by energization of the target holding current −Ih exceeds the holding determination time Xth2, the backlash filling current Ig is set so that the backlash filling state can be maintained. , Reduce the amount of energization.

モータ50への通電量を低減すると、ディテントスプリング25のスプリング力を含むディテント負荷により、ディテントローラ26が谷部212の最底部側へ移動し、モータトルクとディテントトルクとが釣り合う箇所にてディテントローラ26が停止する(状態ST4)。 When the amount of energization to the motor 50 is reduced, the detent roller 26 moves to the bottommost side of the valley 212 due to the detent load including the spring force of the detent spring 25, and the detent roller is at a point where the motor torque and the detent torque are balanced. 26 stops (state ST4).

本実施形態のモータ制御処理を図18のフローチャート、および、図19のタイムチャートに基づいて説明する。図18中のS401~S404の処理は、図15中のS301~S304の処理と同様である。また、S401にて否定判断された場合、S406へ移行する。 The motor control process of this embodiment will be described with reference to the flowchart of FIG. 18 and the time chart of FIG. The processing of S401 to S404 in FIG. 18 is the same as the processing of S301 to S304 in FIG. If a negative judgment is made in S401, the process proceeds to S406.

S404に続いて移行するS405では、制御部80は、検出値が目標値にて保持されている目標保持時間が保持判定時間Xth2以上か否か判断する。保持判定時間Xth2は、PレンジとnotPレンジとで同じであってもよいし、異なっていてもよい。目標保持時間が保持判定時間Xth2より小さいと判断された場合(S405:NO)、S404に戻り、目標保持電流Ihの通電を継続する。目標保持時間が保持判定時間Xth2以上であると判断された場合(S408:YES)、S406へ移行する。S406の処理は、図12中のS204の処理と同様であり、ガタ詰め電流Igを通電する。 In S405 that shifts following S404, the control unit 80 determines whether or not the target holding time in which the detected value is held at the target value is the holding determination time Xth2 or more. The retention determination time Xth2 may be the same or different between the P range and the notP range. When it is determined that the target holding time is smaller than the holding determination time Xth2 (S405: NO), the process returns to S404 and the current of the target holding current Ih is continued. When it is determined that the target holding time is the holding determination time Xth2 or more (S408: YES), the process proceeds to S406. The processing of S406 is the same as the processing of S204 in FIG. 12, and the backlash filling current Ig is energized.

図19のタイムチャートに示すように、時刻x40~時刻x42の処理は、図16中の時刻x30~時刻x32の処理と同様である。検出値が目標値に到達してから保持判定時間Xth2が経過した時刻x43において、目標保持電流Ihからガタ詰め電流Igに低減する。これにより、ディテントローラ26は、notP谷側へ移動する。この例では、ガタ詰め電流Igが負であるので、ディテントローラ26がnotP谷の最底部の手前側にて停止しているが、ガタ詰め電流Igを正とすれば、notP谷の最底部の奥側にて停止する。 As shown in the time chart of FIG. 19, the processing of time x40 to time x42 is the same as the processing of time x30 to time x32 in FIG. At the time x43 when the holding determination time Xth2 has elapsed since the detected value reached the target value, the target holding current Ih is reduced to the backlash filling current Ig. As a result, the detent roller 26 moves to the notP valley side. In this example, since the backlash filling current Ig is negative, the detent roller 26 is stopped in front of the bottom of the notP valley, but if the backlash filling current Ig is positive, the bottom of the notP valley is stopped. Stop at the back side.

時刻x44~時刻x46の処理は、図16中の時刻x33~時刻x35の処理と同様である。検出値が目標値に到達してから保持判定時間Xth2が経過した時刻x47において、目標保持電流Ihからガタ詰め電流Igに低減する。これにより、ディテントローラ26は、P谷側へ移動する。この例では、ガタ詰め電流Igが正であるので、ディテントローラ26がP谷の最底部の手前側にて停止しているが、ガタ詰め電流Igを負とすれば、P谷の最底部の奥側にて停止する。 The processing of the time x44 to the time x46 is the same as the processing of the time x33 to the time x35 in FIG. At the time x47 when the holding determination time Xth2 has elapsed since the detected value reached the target value, the target holding current Ih is reduced to the backlash filling current Ig. As a result, the detent roller 26 moves to the P valley side. In this example, since the backlash filling current Ig is positive, the detent roller 26 is stopped in front of the bottom of the P valley, but if the backlash filling current Ig is negative, the bottom of the P valley is stopped. Stop at the back side.

本実施形態では、通電制御部81は、ディテントローラ26が停止してから保持判定時間Xth2が経過した場合、遊びを一方側へ寄せた状態を保持可能であって、切替完了からの目標保持電流Ihより小さいガタ詰め電流Igに電流を低減させる。これにより、ガタ詰め制御に係る電力消費量を抑制することができる。また、上記実施形態と同様の効果を奏する。 In the present embodiment, the energization control unit 81 can hold the state in which the play is moved to one side when the holding determination time Xth2 elapses after the detent roller 26 is stopped, and the target holding current from the completion of switching is achieved. The backlash-filling current Ig, which is smaller than Ih, reduces the current. As a result, it is possible to suppress the power consumption related to the backlash packing control. Moreover, the same effect as that of the above-described embodiment is obtained.

(第5実施形態)
第5実施形態を図20~図22に示す。本実施形態では、図20中にて状態ST3に示すように、レンジ切替が完了すると、通電がオフされる。このとき、モータ軸505は、ガタ内のどこに位置しているかは不定となる。また、矢印Aで示すように、ガタ詰め制御実施条件が成立した場合、ガタ詰め電流Igを通電することでガタ詰めを行う。
(Fifth Embodiment)
A fifth embodiment is shown in FIGS. 20 to 22. In the present embodiment, as shown in the state ST3 in FIG. 20, when the range switching is completed, the energization is turned off. At this time, it is undefined where the motor shaft 505 is located in the backlash. Further, as shown by the arrow A, when the backlash filling control implementation condition is satisfied, the backlash filling is performed by energizing the backlash filling current Ig.

ガタ詰め制御実施条件には、振動要因条件および強度要因条件が含まれる。振動要因条件は、振動が大きくなり、ギアが触れやすくなる条件である。本実施形態では、車速Vが車速判定値Vth以上の場合、および、エンジン回転数N_ENが回転数判定値N_ENth以上の場合、振動要因条件が成立している、と判定する。 The backlash filling control implementation conditions include vibration factor conditions and strength factor conditions. The vibration factor condition is a condition in which the vibration becomes large and the gear is easily touched. In the present embodiment, it is determined that the vibration factor condition is satisfied when the vehicle speed V is the vehicle speed determination value Vth or more and when the engine rotation speed N_EN is the rotation speed determination value N_ENth or more.

また、車両がハイブリッド車両や電気自動車のような主機モータを備える場合、MG回転数N_MGが回転数判定値N_MGth以上の場合、振動要因条件が成立している、と判定してもよい。 Further, when the vehicle is equipped with a main motor such as a hybrid vehicle or an electric vehicle, it may be determined that the vibration factor condition is satisfied when the MG rotation speed N_MG is the rotation speed determination value N_MGth or more.

強度要因条件は、ギアの噛み合い部のフリクション低下によるギア滑りや、ギアの強度低下が発生しやすくなる条件である。特に本実施形態では、ギア52、53が樹脂で形成されており、高温による強度低下が生じやすいため、TM油温Toilが油温判定値Tth以上の場合、強度要因条件が成立している、と判定する。 The strength factor condition is a condition in which gear slippage due to a decrease in friction at the meshing portion of the gear and a decrease in the strength of the gear are likely to occur. In particular, in the present embodiment, the gears 52 and 53 are made of resin, and the strength tends to decrease due to high temperature. Therefore, when the TM oil temperature Tool is equal to or higher than the oil temperature determination value Tth, the strength factor condition is satisfied. Is determined.

本実施形態のモータ制御処理を図21のフローチャートに基づいて説明する。S501およびS502の処理は、図15中のS301およびS302の処理と同様である。S501にて否定判断された場合、S507へ移行する。 The motor control process of this embodiment will be described with reference to the flowchart of FIG. The processing of S501 and S502 is the same as the processing of S301 and S302 in FIG. If a negative judgment is made in S501, the process proceeds to S507.

S503では、制御部80は、回転角センサ68の検出値に基づき、停止カウント開始位置を通過したか否か判断する。停止カウント開始位置は、通電保持判定時間Xth3が経過したときに、目標値となるように設定される。停止カウント位置を通過していないと判断された場合(S503:NO)、S502へ戻り、電流制御を継続する。停止カウント位置を通過したと判断された場合(S503:YES)、通電保持時間のカウントを開始し、S504へ移行する。S504では、制御部80は、現在の電流値を保持する。 In S503, the control unit 80 determines whether or not the stop count start position has been passed based on the detected value of the rotation angle sensor 68. The stop count start position is set so as to reach a target value when the energization holding determination time Xth3 has elapsed. If it is determined that the stop count position has not been passed (S503: NO), the process returns to S502 and the current control is continued. When it is determined that the stop count position has been passed (S503: YES), counting of the energization holding time is started, and the process proceeds to S504. In S504, the control unit 80 holds the current current value.

S505では、制御部80は、停止カウント開始位置を通過してからの時間である通電保持時間が通電保持判定時間Xth3以上か否か判断する。通電保持時間が通電保持判定時間Xth3より小さいと判断された場合(S505:NO)、S504へ戻り、通電保持を継続する。通電保持時間が通電保持判定時間Xth3以上であると判断された場合(S505:YES)、S506へ移行し、通電をオフにする。 In S505, the control unit 80 determines whether or not the energization holding time, which is the time after passing the stop count start position, is the energization holding determination time Xth3 or more. When it is determined that the energization holding time is smaller than the energization holding determination time Xth3 (S505: NO), the process returns to S504 and the energization holding is continued. When it is determined that the energization holding time is equal to or longer than the energization holding determination time Xth3 (S505: YES), the process proceeds to S506 and the energization is turned off.

S507では、制御部80は、TM油温Toilが油温判定値Tth以上か否か判断する。TM油温Toilが油温判定値Tthより小さいと判断された場合(S507:NO)、S510へ移行する。TM油温Toilが油温判定値Tth以上であると判断された場合(S507:YES)、S508へ移行する。 In S507, the control unit 80 determines whether or not the TM oil temperature tool is equal to or higher than the oil temperature determination value Tth. When it is determined that the TM oil temperature Tool is smaller than the oil temperature determination value Tth (S507: NO), the process proceeds to S510. When it is determined that the TM oil temperature Tool is equal to or higher than the oil temperature determination value Tth (S507: YES), the process proceeds to S508.

S508では、制御部80は、車速Vが車速判定値Vth以上、かつ、エンジン回転数N_ENが回転数判定値N_ENth以上か否か判断する。車速Vが車速判定値Vth以上、かつ、エンジン回転数N_ENが回転数判定値N_ENth以上であると判断された場合(S508:YES)、S509へ移行する。車速Vが車速判定値Vthより小さい、または、エンジン回転数N_ENが回転数判定値N_ENthより小さいと判断された場合(S508:NO)、S510へ移行する。 In S508, the control unit 80 determines whether or not the vehicle speed V is equal to or higher than the vehicle speed determination value Vth and the engine rotation speed N_EN is equal to or higher than the rotation speed determination value N_ENth. When it is determined that the vehicle speed V is equal to or higher than the vehicle speed determination value Vth and the engine rotation speed N_EN is equal to or higher than the rotation speed determination value N_ENth (S508: YES), the process proceeds to S509. When it is determined that the vehicle speed V is smaller than the vehicle speed determination value Vth or the engine rotation speed N_EN is smaller than the rotation speed determination value N_ENth (S508: NO), the process proceeds to S510.

S509は、図12中のS204の処理と同様であり、制御部80は、ガタ詰め電流Igを通電する。S510では、制御部80は、モータ50への通電をオフにする。モータ50に通電されていない状態であれば、その状態を継続する。 S509 is the same as the processing of S204 in FIG. 12, and the control unit 80 energizes the backlash filling current Ig. In S510, the control unit 80 turns off the energization of the motor 50. If the motor 50 is not energized, that state is continued.

本実施形態のモータ制御処理を図22のタイムチャートに基づいて説明する。図22に示すように、時刻x50にて、PレンジからnotPレンジへの切替要求が入力されると、回転角センサ68の目標値がnotP目標値に設定され、回転角センサ68の検出値がnotP目標値となるように、モータ50への通電を制御する。 The motor control process of this embodiment will be described with reference to the time chart of FIG. As shown in FIG. 22, when a request for switching from the P range to the notP range is input at time x50, the target value of the rotation angle sensor 68 is set to the notP target value, and the detection value of the rotation angle sensor 68 is set. The energization of the motor 50 is controlled so as to reach the notP target value.

時刻x51にて、停止カウント開始位置を通過すると、そのときの電流を維持した状態する。停止カウント開始位置を通過してから通電保持判定時間Xth3が経過した時刻x52にて、ガタ詰め制御実施条件が成立していなければ、モータ50への通電をオフにする。モータ50への通電をオフにすると、ディテントスプリング25のスプリング力にて、ディテントローラ26がnotP谷の最底部に移動する。このとき、モータ軸505の位置は、ガタ内にて不定となる。 When the stop count start position is passed at time x51, the current at that time is maintained. If the backlash filling control execution condition is not satisfied at the time x52 when the energization holding determination time Xth3 has elapsed after passing the stop count start position, the energization to the motor 50 is turned off. When the energization to the motor 50 is turned off, the detent roller 26 moves to the bottom of the notP valley by the spring force of the detent spring 25. At this time, the position of the motor shaft 505 becomes indefinite in the backlash.

時刻x53にてガタ詰め制御実施信号が入力されると、ガタ詰め電流Igを通電することで、ガタ詰め制御を行う。本実施形態では、図21中のS506およびS507にて肯定判断されると、ガタ詰め制御実施信号が入力され、ガタ詰め電流Igを通電する。時刻x54にて、ガタ詰め制御実施信号がオフになると、ガタ詰め電流Igの通電を終了する。 When the backlash filling control execution signal is input at time x53, the backlash filling control is performed by energizing the backlash filling current Ig. In the present embodiment, if affirmative judgment is made in S506 and S507 in FIG. 21, a backlash filling control execution signal is input and a backlash filling current Ig is energized. When the backlash filling control execution signal is turned off at time x54, the energization of the backlash filling current Ig is terminated.

時刻x55にて、notPレンジからPレンジへの切替要求が入力されると、回転角センサ68の目標値がP目標値に設定され、回転角センサ68の検出値がP目標値となるように、モータ50への通電を制御する。 When a request for switching from the notP range to the P range is input at time x55, the target value of the rotation angle sensor 68 is set to the P target value, and the detection value of the rotation angle sensor 68 becomes the P target value. , Controls the energization of the motor 50.

時刻x56にて、停止カウント位置を通過すると、そのときの通電状態を保持し、通電保持判定時間Xth3が経過した時刻x57にて、ガタ詰め制御実施条件が成立指定なければ、通電をオフにする。モータ50への通電をオフにすると、ディテントスプリング25のスプリング力にて、ディテントローラ26がP谷の最底部に移動する。このとき、モータ軸505の位置は、ガタ内にて不定となる。 When the stop count position is passed at time x56, the energization state at that time is maintained, and at time x57 when the energization retention determination time Xth3 has elapsed, the energization is turned off unless the backlash filling control execution condition is specified. .. When the energization to the motor 50 is turned off, the detent roller 26 moves to the bottom of the P valley by the spring force of the detent spring 25. At this time, the position of the motor shaft 505 becomes indefinite within the play.

時刻x57~時刻x58の処理は、時刻x53~時刻x54の処理と同様であって、ガタ詰め制御実施信号が入力されると、ガタ詰め電流Igを通電し、ガタ詰め制御実施信号がオフされると通電をオフにする。 The processing of time x57 to time x58 is the same as the processing of time x53 to time x54, and when the backlash filling control execution signal is input, the backlash filling current Ig is energized and the backlash filling control execution signal is turned off. And turn off the power.

本実施形態では、通電制御部81は、切替要求に応じた谷部211、212へのディテントローラ26の移動が完了した場合、モータ50への通電をオフとし、ガタ詰め制御実施条件が成立している場合、ガタ詰め制御として、遊びを一方側へ寄せた状態を保持可能なガタ詰め電流Igを通電する。 In the present embodiment, when the energization control unit 81 completes the movement of the detent roller 26 to the valley portions 211 and 212 in response to the switching request, the energization to the motor 50 is turned off, and the backlash filling control implementation condition is satisfied. If this is the case, as a backlash filling control, a backlash filling current Ig that can maintain a state in which the play is moved to one side is energized.

本実施形態では、TM油温Toilが油温判定値Tth以上、車速Vが車速判定値Vth以上、かつ、エンジン回転数N_ENが回転数判定値N_ENth以上の場合、ガタ詰め制御実施条件が成立していると判定する。 In the present embodiment, when the TM oil temperature Tool is the oil temperature determination value Tth or more, the vehicle speed V is the vehicle speed determination value Vth or more, and the engine rotation speed N_EN is the rotation speed determination value N_ENth or more, the backlash filling control implementation condition is satisfied. It is determined that it is.

レンジ切替完了後は通電をオフにし、振動が大きくなる条件やギアの強度低下の虞がある条件であるガタ詰め制御実施条件が成立しているときにガタ詰め電流Igを通電してガタ詰めを行うようにしている。換言すると、ガタ詰めの必要性が低いときには、ガタ詰め電流Igの通電を行わず、通電オフを継続する。これにより、ギアの摩耗や異音を抑制可能でありながら、電力消費量を抑えることができる。また、上記実施形態と同様の効果を奏する。 After the range switching is completed, the energization is turned off, and when the backlash filling control implementation condition, which is a condition where vibration becomes large or there is a risk of gear strength decrease, is satisfied, the backlash filling current Ig is energized to reduce the backlash. I try to do it. In other words, when the need for backlash filling is low, the backlash filling current Ig is not energized and the energization is continued off. As a result, it is possible to suppress power consumption while suppressing gear wear and abnormal noise. Moreover, the same effect as that of the above-described embodiment is obtained.

(第6実施形態)
第6実施形態を図23に示す。図23では、上段から、車速V、エンジン回転数N_ENおよびMG回転数N_MG、回転角センサ68の検出値、モータ電流を示しており、最上段にて、車速V、エンジン回転数N_ENおよびMG回転数N_MGをまとめて記載した。なお、車両がエンジン車であればエンジン回転数N_ENに基づいて判定し、電気自動車であればMG回転数N_MGに基づいて判定すればよい。また、車両がハイブリッド車両であれば、エンジン回転数N_ENおよびMG回転数N_MGの少なくとも一方を用いて判定すればよい。
(Sixth Embodiment)
The sixth embodiment is shown in FIG. In FIG. 23, the vehicle speed V, the engine rotation speed N_EN and MG rotation speed N_MG, the detected value of the rotation angle sensor 68, and the motor current are shown from the upper stage, and the vehicle speed V, engine rotation speed N_EN and MG rotation are shown in the uppermost stage. The numbers N_MG are listed together. If the vehicle is an engine vehicle, the determination may be made based on the engine rotation speed N_EN, and if the vehicle is an electric vehicle, the determination may be made based on the MG rotation speed N_MG. If the vehicle is a hybrid vehicle, the determination may be made using at least one of the engine speed N_EN and the MG speed N_MG.

本実施形態では、ガタ詰め制御実施判定が第5実施形態と異なるので、この点を中心に説明する。図23に示す第6実施形態では、車速Vが車速判定値Vth以上の場合、ガタ詰め電流Igを通電し、ガタ詰め制御を実施する。また、エンジン回転数N_ENが回転数判定値N_ENth以上の場合、ガタ詰め制御を実施してもよい。さらにまた、MG回転数N_MGが回転数判定値N_MGth以上の場合、ガタ詰め制御を実施してもよい。なお、車速V、エンジン回転数N_ENおよびMG回転数N_MGのうちの1つが判定値以上の場合にガタ詰め制御を実施してもよいし、複数が判定値以上の場合にガタ詰め制御を実施してもよい。 In the present embodiment, the backlash filling control implementation determination is different from that in the fifth embodiment, and this point will be mainly described. In the sixth embodiment shown in FIG. 23, when the vehicle speed V is equal to or higher than the vehicle speed determination value Vth, the backlash filling current Ig is energized and the backlash filling control is performed. Further, when the engine rotation speed N_EN is equal to or greater than the rotation speed determination value N_ENth, backlash reduction control may be performed. Furthermore, when the MG rotation speed N_MG is equal to or higher than the rotation speed determination value N_MGth, backlash reduction control may be performed. It should be noted that the backlash filling control may be performed when one of the vehicle speed V, the engine speed N_EN and the MG rotation speed N_MG is equal to or higher than the determination value, or the backlash filling control may be performed when a plurality of them are equal to or higher than the judgment value. You may.

第6実施形態では、通電制御部81は、車速Vが車速判定値Vth以上である場合、ガタ詰め制御実施条件が成立していると判定する。また、エンジン回転数N_ENおよび主機モータの回転数であるMG回転数N_MGの少なくとも一方がそれぞれに応じた回転数判定閾値以上である場合、ガタ詰め制御実施条件が成立していると判定する。車速Vが大きい場合や、エンジン回転数N_ENまたはMG回転数N_MGが大きい場合、振動が大きくなることで、ギアが振れやすくなる。このような条件にて、ガタ詰め制御を実施することで、ギアを保護する。また、ガタ詰め制御を常時行う場合と比較して、電力消費量を抑制することができる。また、上記実施形態と同様の効果を奏する。 In the sixth embodiment, when the vehicle speed V is equal to or higher than the vehicle speed determination value Vth, the energization control unit 81 determines that the backlash reduction control implementation condition is satisfied. Further, when at least one of the engine rotation speed N_EN and the MG rotation speed N_MG which is the rotation speed of the main engine is equal to or higher than the rotation speed determination threshold corresponding to each, it is determined that the backlash reduction control execution condition is satisfied. When the vehicle speed V is high, or when the engine speed N_EN or MG speed N_MG is high, the vibration becomes large and the gear tends to swing. Under such conditions, the gear is protected by performing the backlash packing control. In addition, the power consumption can be suppressed as compared with the case where the backlash filling control is always performed. Moreover, the same effect as that of the above-described embodiment is obtained.

(第7実施形態)
第7実施形態を図24に示す。図24では、上段から、エンジン回転数N_ENおよびMG回転数N_MG、回転角センサ68の検出値、モータ電流を示しており、最上段にて、エンジン回転数N_ENおよびMG回転数N_MGをまとめて記載した。
(7th Embodiment)
A seventh embodiment is shown in FIG. In FIG. 24, the engine rotation speed N_EN and MG rotation speed N_MG, the detection value of the rotation angle sensor 68, and the motor current are shown from the upper stage, and the engine rotation speed N_EN and MG rotation speed N_MG are collectively described in the uppermost stage. did.

本実施形態では、エンジン回転数N_ENが、シフトバイワイヤシステム1の共振周波数帯のとき、ガタ詰め制御を実施する。すなわち、エンジン回転数N_ENが共振周波数帯の下側判定値TH_L以上、上側判定値TH_H以下のとき、ガタ詰め制御を実施する。また、MG回転数N_MGがシフトバイワイヤシステム1の共振周波数帯のとき、ガタ詰め制御を行うようにしてもよい。 In the present embodiment, when the engine speed N_EN is in the resonance frequency band of the shift-by-wire system 1, backlash reduction control is performed. That is, when the engine speed N_EN is equal to or greater than the lower determination value TH_L and equal to or less than the upper determination value TH_H in the resonance frequency band, the backlash reduction control is performed. Further, when the MG rotation speed N_MG is in the resonance frequency band of the shift-by-wire system 1, the backlash reduction control may be performed.

本実施形態では、エンジン回転数N_ENおよびMG回転数N_MGの少なくとも一方が、シフトバイワイヤシステム1と共振する共振領域である場合、ガタ詰め制御実施条件が成立していると判定する。これにより、共振により発生する振動や異音の発生を抑制することができる。また、ガタ詰め制御を常時行う場合と比較して、電力消費量を抑制することができる。また、上記実施形態と同様の効果を奏する。 In the present embodiment, when at least one of the engine rotation speed N_EN and the MG rotation speed N_MG is a resonance region that resonates with the shift-by-wire system 1, it is determined that the backlash reduction control implementation condition is satisfied. As a result, it is possible to suppress the generation of vibration and abnormal noise generated by resonance. In addition, the power consumption can be suppressed as compared with the case where the backlash filling control is always performed. Moreover, the same effect as that of the above-described embodiment is obtained.

(第8実施形態)
第8実施形態を図25に示す。図25では、上段から、TM油温Toil、回転角センサ68の検出値、モータ電流を示している。本実施形態では、通電制御部81は、TM油温Toilが油温判定値Tth以上である場合、ガタ詰め制御実施条件が成立していると判定する。ギア噛み合い部のフリクション低下によるギア滑りとギア強度低下が発生しやすい高温領域にてガタ詰め制御を行うことで、ギアを保護することができる。またガタ詰め制御を常時行う場合と比較して、電力消費量を抑制することができる。また、上記実施形態と同様の効果を奏する。
(8th Embodiment)
An eighth embodiment is shown in FIG. In FIG. 25, the TM oil temperature Tool, the detected value of the rotation angle sensor 68, and the motor current are shown from the upper part. In the present embodiment, when the TM oil temperature Toil is equal to or higher than the oil temperature determination value Tth, the energization control unit 81 determines that the backlash filling control implementation condition is satisfied. The gear can be protected by controlling the backlash in a high temperature region where gear slippage and a decrease in gear strength are likely to occur due to a decrease in friction at the gear meshing portion. In addition, the power consumption can be suppressed as compared with the case where the backlash filling control is always performed. Moreover, the same effect as that of the above-described embodiment is obtained.

(第9実施形態)
第9実施形態を図26に示す。ガタ詰め制御において、一定電流の通電を継続する場合、素子間で発熱の偏りが生じる。例えば、負方向のガタ詰め電流-Igの通電を継続する場合、スイッチング素子712、713をオン、スイッチング素子711、714をオフとするため、スイッチング素子712、713にて発熱が生じる。
(9th Embodiment)
A ninth embodiment is shown in FIG. In the backlash control, when a constant current is continuously energized, a bias in heat generation occurs between the elements. For example, when the backlash-filling current −Ig in the negative direction is continuously energized, the switching elements 712 and 713 are turned on and the switching elements 711 and 714 are turned off, so that heat is generated in the switching elements 712 and 713.

そこで本実施形態では、平均電流がガタ詰め電流Igとなるように、微小な電流振動を加える。電流を振動させることで、一定電流を通電する場合と比較し、スイッチング素子711~714間のオン時間の差が小さくなり、発熱の偏りを低減可能である。電流の振動幅は、ガタ詰め状態が解除されない程度となるように、シフトレンジ切替機構20等の構成に応じて設定される。 Therefore, in the present embodiment, a minute current vibration is applied so that the average current becomes the backlash-filling current Ig. By vibrating the current, the difference in on-time between the switching elements 711 and 714 becomes smaller as compared with the case where a constant current is applied, and the bias of heat generation can be reduced. The vibration width of the current is set according to the configuration of the shift range switching mechanism 20 and the like so that the backlash filling state is not released.

本実施形態のモータ制御処理を図26のタイムチャートに基づいて説明する。図26では、PレンジからnotPレンジへの切り替えについて説明する。時刻x63までの処理は、図22の時刻x53までの処理と同様である。時刻x63にて、ガタ詰め制御信号が入力されると、ガタ詰め制御を行う。ここで、平均電流がガタ詰め電流Igとなるように、電流を振動させる。図26での記載は省略したが、ガタ詰め制御実施条件が解除されれば、通電をオフにする。なお、ここでは、第5実施形態での制御を例に説明したが、他の実施形態において、ガタ詰め制御において、電流振動を加えるようにしてもよい。 The motor control process of this embodiment will be described with reference to the time chart of FIG. FIG. 26 describes switching from the P range to the notP range. The processing up to the time x63 is the same as the processing up to the time x53 in FIG. When the backlash filling control signal is input at the time x63, the backlash filling control is performed. Here, the current is vibrated so that the average current becomes the backlash-filling current Ig. Although the description in FIG. 26 is omitted, the energization is turned off when the backlash filling control implementation condition is released. Although the control in the fifth embodiment has been described here as an example, in another embodiment, the current vibration may be applied in the backlash packing control.

本実施形態では、ガタ詰め制御において、モータ50に通電される電流を振動させる。これにより、スイッチング素子711~714のオン時間の偏りが低減され、発熱が分散されるので、特定の素子の過熱を防ぐことができる。また、上記実施形態と同様の効果を奏する。 In the present embodiment, the current applied to the motor 50 is oscillated in the backlash control. As a result, the bias of the on-time of the switching elements 711 to 714 is reduced, and the heat generation is dispersed, so that overheating of a specific element can be prevented. Moreover, the same effect as that of the above-described embodiment is obtained.

実施形態では、シフトバイワイヤシステム1が「動力伝達システム」に対応し、シフトレンジ制御装置70が「モータ制御装置」に対応し、シフトレンジ切替機構20が「ディテント機構」、ディテントプレート21が「被駆動部材」、ディテントスプリング25が「付勢部材」、ディテントローラ26が「係合部材」に対応する。また、ギア53が「モータ側ギア」に対応し、回転角センサ68が「位置検出センサ」に対応する。 In the embodiment, the shift-by-wire system 1 corresponds to the "power transmission system", the shift range control device 70 corresponds to the "motor control device", the shift range switching mechanism 20 corresponds to the "detent mechanism", and the detent plate 21 corresponds to the "covered". The drive member, the detent spring 25 correspond to the urging member, and the detent roller 26 corresponds to the engaging member. Further, the gear 53 corresponds to the "motor side gear", and the rotation angle sensor 68 corresponds to the "position detection sensor".

(他の実施形態)
第5実施形態では、シフトレンジの切替要求が入力されると、モータを駆動し、停止カウント開始位置を通過してから通電保持判定時間が経過したときに通電をオフにする。他の実施形態では、シフトレンジの切替要求が入力されてから、レンジ切替が完了して通電をオフにするまでの処理は、異なっていてもよい。
(Other embodiments)
In the fifth embodiment, when the shift range switching request is input, the motor is driven, and the energization is turned off when the energization holding determination time elapses after passing through the stop count start position. In another embodiment, the process from the input of the shift range switching request to the completion of the range switching and the turning off of the energization may be different.

上記実施形態では、減速段数は3段である。他の実施形態では、減速段数は2段または4段以上であってもよい。また、モータの駆動が出力軸に伝達できればよく、モータから出力軸に動力を伝達する機構の構成は、異なっていてもよい。 In the above embodiment, the number of deceleration stages is three. In other embodiments, the number of reduction stages may be two or four or more. Further, it is sufficient that the drive of the motor can be transmitted to the output shaft, and the configuration of the mechanism for transmitting the power from the motor to the output shaft may be different.

上記実施形態では、モータは、ブラシ付きDCモータである。他の実施形態では、モータは、ブラシ付きDCモータ以外のものであってもよい。上記実施形態では、ディテントプレートには2つの谷部が設けられる。他の実施形態では、谷部の数は2つに限らず、3以上であってもよい。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。 In the above embodiment, the motor is a brushed DC motor. In other embodiments, the motor may be something other than a brushed DC motor. In the above embodiment, the detent plate is provided with two valleys. In other embodiments, the number of valleys is not limited to two and may be three or more. Further, the shift range switching mechanism, the parking lock mechanism, and the like may be different from those in the above embodiment.

上記実施形態では、モータ制御装置は、シフトレンジ切替システムであるシフトバイワイヤシステムに適用される。他の実施形態では、モータ制御装置を、シフトレンジに限らず、例えばハイブリッド車両における駆動源の切り替え等を含む動力伝達状態を切り替える動力伝達切替システムに適用してもよい。また、車載以外の動力伝達切替システムに適用してもよい。 In the above embodiment, the motor control device is applied to a shift-by-wire system which is a shift range switching system. In another embodiment, the motor control device is not limited to the shift range, and may be applied to a power transmission switching system that switches a power transmission state including switching of a drive source in a hybrid vehicle, for example. Further, it may be applied to a power transmission switching system other than the vehicle-mounted system.

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。 The controls and methods thereof described in the present disclosure are realized by a dedicated computer provided by configuring a processor and memory programmed to perform one or more functions embodied by a computer program. May be done. Alternatively, the controls and methods thereof described in the present disclosure may be implemented by a dedicated computer provided by configuring the processor with one or more dedicated hardware logic circuits. Alternatively, the controls and methods described herein are by a combination of a processor and memory programmed to perform one or more functions and a processor configured by one or more hardware logic circuits. It may be realized by one or more dedicated computers configured. Further, the computer program may be stored in a computer-readable non-transitional tangible recording medium as an instruction executed by the computer. As described above, the present invention is not limited to the above-described embodiment, and can be implemented in various forms without departing from the spirit of the invention.

1・・・シフトバイワイヤシステム(動力伝達システム)
15・・・出力軸
20・・・シフトレンジ切替機構(ディテント機構)
21・・・ディテントプレート(被駆動部材)
25・・・ディテントスプリング(付勢部材)
26・・・ディテントローラ(係合部材)
50・・・モータ 505・・・モータ軸 510・・・動力伝達部
70・・・シフトレンジ制御装置(モータ制御装置)
80・・・制御部 81・・・通電制御部
1 ... Shift-by-wire system (power transmission system)
15 ... Output shaft 20 ... Shift range switching mechanism (detent mechanism)
21 ... Detent plate (driven member)
25 ... Detent spring (biasing member)
26 ... Detent roller (engagement member)
50 ... Motor 505 ... Motor shaft 510 ... Power transmission unit 70 ... Shift range control device (motor control device)
80 ... Control unit 81 ... Energization control unit

Claims (11)

モータ(50)と、
前記モータの駆動が伝達される出力軸(15)と、
前記モータと前記出力軸との間に設けられる動力伝達部(510)と、
複数の谷部(211、212)および前記谷部を隔てる山部(215)が形成され前記出力軸とともに回転する被駆動部材(21)、前記被駆動部材の回転により前記谷部間を移動可能である係合部材(26)、ならびに、前記係合部材を前記谷部に嵌まり込む方向に付勢する付勢部材(25)を有するディテント機構(20)と、
を備え、前記モータの回転軸であるモータ軸(505)と前記出力軸との間に遊びが存在する動力伝達システム(1)において、前記モータの駆動を制御するモータ制御装置であって、
前記モータへの通電を制御する通電制御部(81)を備え、
前記通電制御部は、前記係合部材を異なる前記谷部へ移動させる切替要求が入力されていないとき、前記出力軸が停止している状態にて、前記モータへの通電を行い、前記遊びを一方側に寄せるガタ詰め制御を行うモータ制御装置。
Motor (50) and
The output shaft (15) to which the drive of the motor is transmitted and
A power transmission unit (510) provided between the motor and the output shaft,
A plurality of valleys (211 and 212), a mountain portion (215) separating the valleys, and a driven member (21) that rotates together with the output shaft, and the driven member can be rotated to move between the valleys. A detent mechanism (20) having an engaging member (26), and an urging member (25) for urging the engaging member in a direction of fitting into the valley portion.
A motor control device that controls the drive of the motor in a power transmission system (1) in which a play exists between the motor shaft (505), which is the rotation shaft of the motor, and the output shaft.
An energization control unit (81) for controlling energization of the motor is provided.
The energization control unit energizes the motor while the output shaft is stopped when a switching request for moving the engaging member to a different valley portion is not input, and the play is performed. A motor control device that controls backlash to one side.
前記通電制御部は、前記ガタ詰め制御において、切替要求に応じた前記係合部材の移動完了時の通電状態を継続する請求項1に記載のモータ制御装置。 The motor control device according to claim 1, wherein the energization control unit continues the energization state when the movement of the engaging member is completed in response to the switching request in the backlash control. 前記通電制御部は、前記出力軸が停止してから保持判定時間が経過した場合、前記遊びを一方側へ寄せた状態を保持可能であって、切替完了からの保持電流より小さいガタ詰め電流に電流を低減させる請求項2に記載のモータ制御装置。 When the holding determination time elapses after the output shaft is stopped, the energization control unit can hold the state in which the play is moved to one side, and the backlash-filling current is smaller than the holding current from the completion of switching. The motor control device according to claim 2, wherein the current is reduced. 前記通電制御部は、
切替要求に応じた前記谷部への前記係合部材の移動が完了した場合、前記モータへの通電をオフにし、
ガタ詰め制御実施条件が成立している場合、前記ガタ詰め制御を行う請求項1に記載のモータ制御装置。
The energization control unit
When the movement of the engaging member to the valley portion in response to the switching request is completed, the energization of the motor is turned off.
The motor control device according to claim 1, wherein the backlash filling control implementation condition is satisfied.
前記動力伝達システムは、車両に搭載され、シフトレンジを切り替えるシフトレンジ切替システムであって、
前記通電制御部は、車速が車速判定値以上である場合、前記ガタ詰め制御実施条件が成立していると判定する請求項4に記載のモータ制御装置。
The power transmission system is a shift range switching system that is mounted on a vehicle and switches the shift range.
The motor control device according to claim 4, wherein the energization control unit determines that the backlash reduction control execution condition is satisfied when the vehicle speed is equal to or higher than the vehicle speed determination value.
前記動力伝達システムは、車両に搭載され、シフトレンジを切り替えるシフトレンジ切替システムであって、
前記通電制御部は、エンジン回転数および主機モータの回転数の少なくとも一方がそれぞれに応じた回転数判定値以上である場合、前記ガタ詰め制御実施条件が成立していると判定する請求項4または5に記載のモータ制御装置。
The power transmission system is a shift range switching system that is mounted on a vehicle and switches the shift range.
The fourth or claim 4 or the energization control unit determines that the backlash reduction control execution condition is satisfied when at least one of the engine rotation speed and the rotation speed of the main engine motor is equal to or higher than the rotation speed determination value corresponding to each. 5. The motor control device according to 5.
前記動力伝達システムは、車両に搭載され、シフトレンジを切り替えるシフトレンジ切替システムであって、
前記通電制御部は、エンジン回転数および主機モータの回転数の少なくとも一方が、前記動力伝達システムと共振する共振領域である場合、前記ガタ詰め制御実施条件が成立していると判定する請求項4または5に記載のモータ制御装置。
The power transmission system is a shift range switching system that is mounted on a vehicle and switches the shift range.
4. The energization control unit determines that the backlash reduction control implementation condition is satisfied when at least one of the engine rotation speed and the main engine rotation speed is in a resonance region that resonates with the power transmission system. Or the motor control device according to 5.
前記動力伝達システムは、車両に搭載され、シフトレンジを切り替えるシフトレンジ切替システムであって、
前記通電制御部は、前記ディテント機構と接続される変速機(7)の油温が油温判定値以上である場合、前記ガタ詰め制御実施条件が成立していると判定する請求項4~7のいずれか一項に記載のモータ制御装置。
The power transmission system is a shift range switching system that is mounted on a vehicle and switches the shift range.
Claims 4 to 7 determine that the backlash filling control implementation condition is satisfied when the oil temperature of the transmission (7) connected to the detent mechanism is equal to or higher than the oil temperature determination value. The motor control device according to any one of the above.
前記動力伝達システムは、車両に搭載され、シフトレンジを切り替えるシフトレンジ切替システムであって、
前記被駆動部材には、2つの前記谷部が形成され、一方がPレンジ、他方がPレンジ以外のレンジであるnotPレンジに対応しており、
前記通電制御部は、前記係合部材がnotPレンジに対応する前記谷部にあるとき、前記ガタ詰め制御を行う請求項1~8のいずれか一項に記載のモータ制御装置。
The power transmission system is a shift range switching system that is mounted on a vehicle and switches the shift range.
Two of the valleys are formed in the driven member, one of which corresponds to the P range and the other of which corresponds to the notP range which is a range other than the P range.
The motor control device according to any one of claims 1 to 8, wherein the energization control unit performs the backlash filling control when the engaging member is in the valley portion corresponding to the notP range.
前記通電制御部は、前記ガタ詰め制御において、前記モータに通電される電流を振動させる請求項1~9のいずれか一項に記載のモータ制御装置。 The motor control device according to any one of claims 1 to 9, wherein the energization control unit vibrates a current energized in the motor in the backlash control. 前記モータは、ブラシ付きDCモータであって、
前記動力伝達部には、平歯ギア(51~54、60)が含まれ、
前記動力伝達部を構成するギアのいずれかと一体に回転するセンサマグネット(65)の回転を検出する位置検出センサ(68)が設けられる請求項1~10のいずれか一項に記載のモータ制御装置。
The motor is a brushed DC motor.
The power transmission unit includes spur tooth gears (51 to 54, 60).
The motor control device according to any one of claims 1 to 10, wherein a position detection sensor (68) for detecting the rotation of a sensor magnet (65) that rotates integrally with any of the gears constituting the power transmission unit is provided. ..
JP2020215211A 2020-12-24 2020-12-24 Motor control device Pending JP2022100924A (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2020215211A JP2022100924A (en) 2020-12-24 2020-12-24 Motor control device

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2020215211A JP2022100924A (en) 2020-12-24 2020-12-24 Motor control device

Publications (1)

Publication Number Publication Date
JP2022100924A true JP2022100924A (en) 2022-07-06

Family

ID=82271334

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2020215211A Pending JP2022100924A (en) 2020-12-24 2020-12-24 Motor control device

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP2022100924A (en)

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP5986617B2 (en) Transmission system
JP4979801B2 (en) Worm speed reducer and electric power steering device
JP2009065742A (en) Electric motor
JP6272063B2 (en) Transmission system
US20240042869A1 (en) Vehicle control device
JP6838533B2 (en) Shift range controller
JP2022100924A (en) Motor control device
WO2020080455A1 (en) Shift range control device
JP5093156B2 (en) Rotary actuator
JP2002046633A (en) Electric power steering device
WO2021065530A1 (en) Shift range control device
WO2022230480A1 (en) Vehicle control device
WO2022230477A1 (en) Vehicle control device
JP2008094374A (en) Wiper device
JP2008291772A (en) Actuator for valve lift control device
JP5062437B2 (en) Camber angle variable mechanism
JP7414036B2 (en) Vehicle control device
JP2007196831A (en) Electric power steering device
WO2021112035A1 (en) Motor control device
JP2013024300A (en) Actuator and head lamp for vehicle
JP2003063424A (en) Electric power steering device
JP2022121168A (en) parking lock system
JP2006224726A (en) Electric power steering device
JP2007050844A (en) Power steering device
JP2006199054A (en) Motor-driven power steering device