JP2023159694A - アクチュエータ制御装置 - Google Patents

Abstract

【課題】応答性を向上可能なアクチュエータ制御装置を提供する。【解決手段】制御装置６０は、モータ４０を有する電動アクチュエータと、ディテント機構と、を備えるパークロックシステムにおいて、モータ４０を駆動しディテントローラを移動させることでシフトレンジの切り替えを制御する。制御装置６０の制御部７０は、駆動制御部７５と、位置判定部７３と、レンジ判定部７４と、を備える。駆動制御部７５は、モータ４０の駆動を制御する。位置判定部７３は、ディテントローラを目標レンジに応じた目標谷部に移動させるとき、センサ情報に基づいてディテントローラが山部を乗り越えたことを判定する。レンジ判定部７４は、ディテントローラが山部を乗り越えたと判定されたタイミングである山越え判定タイミングにて、ディテントローラが目標レンジに対応する目標レンジ範囲に到達したと推定可能である。【選択図】 図３

Description

本発明は、アクチュエータ制御装置に関する。

従来、自動変速機のシフトレンジ切替機構を電気的に制御するシフトバイワイヤシステムが知られている。例えば特許文献１では、ディテントローラが目標シフトレンジに応じた凹部の中心に嵌まり合っているときの遊びの範囲内にて停止するように制御される。

特許６８６２９０６号公報

特許文献１では、油圧によりシフトレンジを切り替えているため、ディテントローラを谷位置に確実に落とす必要がある。例えばＰ、ｎｏｔＰを切り替えるブレーキバイワイヤシステムのように油圧機構が不要である場合、ディテントローラが谷底まで落ちていなくても、機能を満足させられる場合がある。

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、応答性を向上可能なアクチュエータ制御装置を提供することにある。

本発明のアクチュエータ制御装置（６０）は、駆動源（４０）を有するアクチュエータ（１０）と、ディテント機構（２０）と、を備える駆動システム（１）において、アクチュエータを駆動し係合部材を移動させることでシフトレンジの切り替えを制御する。ディテント機構は、ディテント部材（２１）、および、係合部材（２６）を有する。ディテント部材は、複数の谷部（２１１、２１２）、および、谷部を隔てる山部（２１５）が形成されている。係合部材は、アクチュエータにより出力軸（１５）が駆動されることで谷部間を移動可能である。

アクチュエータ制御装置は、駆動制御部（７５）と、位置判定部（７３）と、レンジ判定部（７４）と、を備える。駆動制御部は、アクチュエータの駆動を制御する。位置判定部は、係合部材を目標レンジに応じた目標谷部に移動させるとき、センサ情報に基づいて係合部材が山部を乗り越えたことを判定する。レンジ判定部は、係合部材が山部を乗り越えたと判定されたタイミングである山越え判定タイミングにて、係合部材が目標レンジに対応する目標レンジ範囲に到達したと推定可能である。これにより、シフトレンジを切り替える際、速やかにレンジ判定を行うことができ、応答性を向上可能である。

第１実施形態によるパークロックシステムを示す概略構成図である。 第１実施形態による電動アクチュエータを示す斜視図である。 第１実施形態による制御装置を示すブロック図である。 第１実施形態による切替処理を説明するフローチャートである。 第１実施形態による切替処理を説明する模式図およびタイムチャートである。 第２実施形態による切替処理を説明するフローチャートである。 第２実施形態による切替処理を説明する模式図およびタイムチャートである。 第３実施形態による切替処理を説明するフローチャートである。 第４実施形態による切替処理を説明する模式図およびタイムチャートである。 第５実施形態による切替処理を説明するフローチャートである。 第５実施形態による切替処理を説明するタイムチャートである。

以下、本発明によるアクチュエータ制御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。

（第１実施形態）
第１実施形態を図１～図５に示す。図１に示すように、電動アクチュエータ１０は、パークロックシステム１に適用される。パークロックシステム１は、電動アクチュエータ１０、ディテント機構２０、および、パーキングロック機構３０を備える。電動アクチュエータ１０は、回転式であって、例えばブラシ付きＤＣモータおよび減速ギア機構等から構成される。電動アクチュエータ１０は、出力軸１５を回転させることで、ディテント機構２０を駆動する。

ディテント機構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、電動アクチュエータ１０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。

ディテントプレート２１は、出力軸１５に固定され、電動アクチュエータ１０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。

付勢部材である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。

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の状態が固定される。

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、パーキングレバー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。

パーキングレバー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。パーキングレバー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、パーキングレバー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。

パーキングギア３５は、図示しないドライブシャフトと接続しており、パーキングレバー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、ドライブシャフト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はパーキングレバー３３によりロックされず、ドライブシャフトの回転は、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はパーキングレバー３３によってロックされ、ドライブシャフトの回転が規制される。

以下適宜、Ｐレンジのときにディテントローラ２６が嵌まり込む谷部２１１を「Ｐ谷」、ｎｏｔＰレンジのときにディテントローラ２６が嵌まり込む谷部２１２を「ｎｏｔＰ谷」、谷部２１１、２１２の谷底を「最底部」とする。

図２に示すように、電動アクチュエータ１０は、モータ４０、減速機構４２、ケース５１、および、基板カバー５７等を有する。モータ４０は、モータ軸がケース５１の底面と略平行になるように基板カバー５７上に横置きされている。

減速機構４２は、ウォームギア４３、ヘリカルギア４４、中間ギア４５、ドリブンプレート４６およびドリブンシャフト４７を有する。ウォームギア４３は、モータ４０のモータ軸と一体に回転する。ヘリカルギア４４は、ウォームギア４３および中間ギア４５の大径部と噛み合う。中間ギア４５は大径部および小径部を有し、大径部はヘリカルギア４４と噛み合い、小径部はドリブンプレート４６と噛み合う。

ドリブンプレート４６とドリブンシャフト４７とは、一体に形成されているが、別体としてもよい。ドリブンシャフト４７と出力軸１５とは、スプライン軸継手にて接続されている。これにより、モータ４０の回転は、ウォームギア４３、ヘリカルギア４４、中間ギア４５、ドリブンプレート４６およびドリブンシャフト４７を経由し、出力軸１５に伝達される。

ケース５１は、例えば樹脂等で形成され、ドリブンシャフト４７と対応する箇所に筒部５４が形成されている。筒部５４は、ドリブンシャフト４７側に開口する筒状に形成されており、端面にてドリブンシャフト４７と当接可能に設けられている。ドリブンシャフト４７と筒部５４とが当接することで、筒部５４はドリブンシャフト４７の軸方向の荷重を受ける。

ドリブンシャフト４７には、図示しないセンサマグネットが設けられている。また、筒部５４の内側であって、ドリブンシャフト４７と対向する箇所には、位置センサ５５（図３参照）が設けられている。本実施形態では、ドリブンシャフト４７を「センサ軸」とし、位置センサ５５により出力軸１５の回転位置を検出している。基板カバー５７は、ケース５１に固定されており、内部に図示しない基板が設けられている。基板には、制御装置６０を構成する各種電子部品が実装されている。

図３に示すように、制御装置６０は、駆動回路６１、および、制御部７０等を有する。駆動回路６１は、図示しない駆動素子を有する。制御部７０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５０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。

制御部７０は、要求シフトレンジを取得して目標レンジを設定し、ディテントローラ２６が目標レンジに応じた谷部２１１、２１２に位置するように、電動アクチュエータ１０の駆動を制御する。制御部７０は、機能ブロックとして、信号取得部７１、回転演算部７２、位置判定部７３、レンジ判定部７４、および、駆動制御部７５等を有する。信号取得部７１は、位置センサ５５からの位置検出信号、図示しない上位ＥＣＵ等からの要求シフトレンジに係る信号、モータ４０の電流、電圧、温度等に係るセンサ信号等を取得する。

回転演算部７２は、位置センサ５５の検出値に基づき、ドリブンシャフト４７の回転角であるセンサ角度θｓ、および、ドリブンシャフト４７の回転数であるセンサ回転数Ｎｓを演算する。センサ角度θｓおよびセンサ回転数Ｎｓは、ガタが詰まった状態にてドリブンシャフト４７と出力軸１５とが一体に回転している場合、出力軸１５に係る値とみなせる。

位置判定部７３は、ディテント機構２０におけるディテントローラ２６の位置を判定する。レンジ判定部７４は、現在のシフトレンジを判定する。駆動制御部７５は、駆動回路６１の駆動素子のオンオフ作動を制御することで、モータ４０の駆動を制御する。

図５の上段は、モータ４０と出力軸１５との遊びを模式的に示しており、紙面左右方向を回転方向とみなし、ディテントローラ２６が谷部２１１、２１２を移動する様子を表している。なお、実際には、出力軸１５と一体に回転するディテントプレート２１が回転することで、ディテントローラ２６が谷部２１１、２１２間を移動する。本実施形態では、位置センサ５５はドリブンシャフト４７の回転を検出する箇所に設けられているが、煩雑になることを避けるため、図５等では出力軸１５の回転位置を検出するものとして記載した。また、モータ等の動作を一点鎖線の矢印で示した。

また、モータ軸と出力軸１５との間の遊びの合計をガタＧ、山部２１５の頂点とｎｏｔＰレンジ範囲の頂点側とのなす角を中間レンジ角度θｂ１、山部２１５とＰレンジ範囲の頂点側とのなす角を中間レンジ角度θｂ２とする。ｎｏｔＰレンジ範囲は、パーキングロック機構３０を確実に解除可能な範囲に設定され、Ｐレンジ判定範囲はパーキングロック機構３０を確実に作動可能な範囲に設定される。また、山部２１５の頂点と谷部２１１、２１２との間の角度を山谷間角度θｍｖとする。図５では、谷部２１１側の山谷間角度θｍｖの記載を省略した。山谷間角度θｍｖは、Ｐレンジ側とｎｏｔＰレンジ側とで同じであってもよいし、異なっていてもよい。

本実施形態の電動アクチュエータ１０は、ＰレンジとｎｏｔＰレンジとを切り替えるパークロックシステム１に適用されており、油圧機構を備えていない。そのため、ディテントローラ２６を必ずしも谷底まで落とし込まなくても、パーキングロック機構３０を適切に機能させることができる。

また本実施形態では、ガタＧが中間レンジ角度θｂ１、θｂ２より大きく、山谷間角度θｍｖより小さく形成されている。そのため、ディテントローラ２６が山部２１５を越えた後、ガタＧの範囲内で出力軸１５が回転することで、出力軸１５はＰレンジ範囲内またはｎｏｔＰレンジ範囲内となる。そこで本実施形態では、ディテントローラ２６が山部２１５を越えたと判定された場合、レンジが切り替わったと判定する。

本実施形態の切替処理を図４のフローチャートに基づいて説明する。図４等の処理は、制御部７０にて所定の周期で実行される。以下、ステップＳ１０１等の「ステップ」を省略し、単に記号「Ｓ」と記す。

Ｓ１０１では、制御部７０は、駆動モードがスタンバイモードか否か判断する。駆動モードがスタンバイモードでないと判断された場合（Ｓ１０１：ＮＯ）、Ｓ１０６へ移行する。駆動モードがスタンバイモードであると判断された場合（Ｓ１０１：ＹＥＳ）、Ｓ１０２へ移行する。

Ｓ１０２では、制御部７０は、目標レンジが切り替わったか否か判断する。目標レンジが切り替わっていないと判断された場合（Ｓ１０２：ＮＯ）、スタンバイモードを継続する。目標レンジが切り替わったと判断された場合（Ｓ１０２：ＹＥＳ）、Ｓ１０３へ移行する。Ｓ１０３では、位置判定部７３は山越え判定フラグＦｍｊをオフにする。Ｓ１０４では、制御部７０は、駆動モードを切替モードとする。Ｓ１０５では、駆動制御部７５は、モータ４０への通電をオンにする。

Ｓ１０６では、制御部７０は、駆動モードが切替モードか否か判断する。駆動モードが切替モードでないと判断された場合（Ｓ１０６：ＮＯ）、Ｓ１１１へ移行する。駆動モードが切替モードであると判断された場合（Ｓ１０６：ＹＥＳ）、Ｓ１０７へ移行する。

Ｓ１０７では、位置判定部７３は、山越え判定フラグＦｍｊがオンか否か判断する。制御部７０は、ディテントローラ２６が山部２１５を越えたか否かを本処理とは別途の位置判定処理にて判定しており、ディテントローラ２６が山部２１５を越えたと判断された場合、山越え判定フラグＦｍｊがオンされる。

ディテントローラ２６が山部２１５を越えると、ディテントスプリング２５のスプリング力にて出力軸１５が先行するため、負荷トルクが反転し、ガタＧが反対側に一気に詰まるため、位置センサ５５の検出値が急峻に変動する。そこで本実施形態では、センサ角度θｓの前回値と今回値との差の絶対値である角度変化量Δθが急変判定閾値θｔｈ以上である場合、ディテントローラ２６が山部２１５を乗り越えたと判定し、山越え判定フラグＦｍｊをオンにする。なお、山越え判定は、ここで例示した以外の方法で行ってもよい。

山越え判定フラグＦｍｊがオフであると判断された場合（Ｓ１０７：ＮＯ）、ディテントローラ２６は山上り中であって、現在の駆動状態を継続する。山越え判定フラグＦｍｊがオンであると判断された場合（Ｓ１０７：ＹＥＳ）、Ｓ１０８へ移行する。制御部７０は、Ｓ１０８にて駆動モードを停止モードとし、Ｓ１０９にてモータ４０への通電をオフにする。停止モードでは、逆起電力を還流させることでブレーキ力を発生させる。また、Ｓ１１０にて、レンジ判定部７４は、現在のレンジを目標レンジとする。

駆動モードが切替モードでないと判断された場合（Ｓ１０６：ＮＯ）に移行するＳ１１１では、制御部７０は、駆動モードが停止モードか否か判断する。駆動モードが停止モードでないと判断された場合（Ｓ１１１：ＮＯ）、Ｓ１１２以降の処理をスキップする。駆動モードが停止モードであると判断された場合（Ｓ１１１：ＹＥＳ）、Ｓ１１２へ移行する。

Ｓ１１２では、制御部７０は、停止モード移行から停止判定時間Ｘｓｔが経過したか否か判断する。停止判定時間Ｘｓｔが経過していないと判断された場合（Ｓ１１２：ＮＯ）、停止モード移行からの経過時間を計時する停止制御カウンタをインクリメントする。停止判定時間Ｘｓｔが経過したと判断された場合（Ｓ１１２：ＹＥＳ）、Ｓ１１３へ移行し、駆動モードをスタンバイモードとする。また、停止制御カウンタをリセットする。

本実施形態の切替処理を図５のタイムチャートに基づいて説明する。ここでは、目標レンジをｎｏｔＰレンジとし、ＰレンジからｎｏｔＰレンジへの切り替えを例に説明する。図５では、上段にディテント機構２０の駆動状態を示す模式図、下段にタイムチャートを示した。また、タイムチャートでは、共通時間軸を横軸とし、上側から、駆動モード、通電量、回転角度、出力軸角速度、山越え判定フラグＦｍｊ、レンジ判定を示す。

角度について、位置センサ５５の検出値に基づくセンサ角度θｓを実線、モータ４０の挙動に応じたモータ角度θｍを二点鎖線で示し、ギア比換算によりスケールを揃えている。また、ディテントローラ２６が谷部２１１の最底部にあるときのモータ角度を「Ｐ」、谷部２１２の最底部にあるときのモータ角度を「ｎｏｔＰ」、Ｐレンジ側の駆動限界を「Ｐ壁」、ｎｏｔＰレンジ側の駆動限界を「Ｐ壁」とした。図７等も同様である。

時刻ｘ１０にて、目標シフトレンジがＰレンジからｎｏｔＰレンジに切り替わると、駆動モードがスタンバイモードから切替モードに変更され、モータ４０が駆動される。モータ４０が駆動されると、ガタが進行方向側に詰まった状態にて、ディテントローラ２６は山部２１５の頂上に向かって移動する。また、レンジ判定をＰレンジから中間レンジとする。

時刻ｘ１１にて、ディテントローラ２６が山部２１５を乗り越えると、トルクが逆向きとなりガタが反対側に一気に詰まる。本実施形態では、ガタＧが中間レンジ角度θｂ１より大きく形成されているため、ガタＧの範囲にて出力軸１５が動くことで、ｎｏｔＰレンジ範囲に到達する。

ディテントローラ２６が山部２１５を越えたと判定されたタイミングである時刻ｘ１２にて、山越え判定フラグＦｍｊをオンにし、レンジ判定をｎｏｔＰレンジとする。また、駆動モードを停止モードとし、モータ４０への通電をオフにする。停止モード開始から停止判定時間Ｘｓｔが経過した時刻ｘ１３にて、駆動モードをスタンバイモードとする。なお本実施形態のように、被駆動トルクが比較的大きい場合、山部２１５から谷部２１２へ向かう途中にてモータ４０がオフされると、ディテントローラ２６は谷底まで落ちず、下り坂の途中で停止する。

本実施形態では、センサ軸であるドリブンシャフト４７と出力軸１５との間にスプラインガタが存在しているため、ディテントローラ２６が山部２１５を越えてガタが反転することで、センサ角度θｓが急変する。この急変を検出することで、ディテントローラ２６が山部２１５を越えたことを判定可能である。また本実施形態では、ガタＧが中間レンジ角度θｂ１、θｂ２より大きく形成されているため、ディテントローラ２６が山部２１５を越えれば、ガタＧの範囲で出力軸１５が移動することで、目標レンジ範囲に入る。そこで、ディテントローラ２６が山部２１５を越えることでのセンサ角度θｓの急変が検出された時点で、目標レンジに切り替わったと判定可能である。これにより、速やかにレンジ判定を行うことができる。

また、電動アクチュエータ１０の被駆動トルクが大きいため、ディテントローラ２６は、ｎｏｔＰレンジ範囲内であって、谷部２１２の最底部よりも山部２１５側にて停止する。これにより、ディテントローラ２６を谷底まで移動させる場合と比較し、切替角度が小さいため、応答性を向上可能である。

以上説明したように、制御装置６０は、モータ４０を有する電動アクチュエータ１０と、ディテント機構２０と、を備えるパークロックシステム１において、モータ４０を駆動しディテントローラ２６を移動させることでシフトレンジの切り替えを制御する。

ディテント機構２０は、ディテントプレート２１、および、ディテントローラ２６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が形成される。ディテントローラ２６は、電動アクチュエータ１０により出力軸１５が駆動されることで谷部２１１、２１２間を移動可能である。

制御装置６０の制御部７０は、駆動制御部７５と、位置判定部７３と、レンジ判定部７４と、を備える。駆動制御部７５は、モータ４０の駆動を制御する。位置判定部７３は、ディテントローラ２６を目標レンジに応じた目標谷部に移動させるとき、センサ情報に基づいてディテントローラ２６が山部２１５を乗り越えたことを判定する。本実施形態のセンサ情報は、位置センサ５５からの情報であるが、例えば電流センサ等、位置センサ５５以外の情報に基づいて山越え判定を行ってもよい。

レンジ判定部７４は、ディテントローラ２６が山部２１５を乗り越えたと判定されたタイミングである山越え判定タイミングにて、ディテントローラ２６が目標レンジに対応する目標レンジ範囲に到達したと推定可能である。これにより、シフトレンジを切り替える際、速やかにレンジ判定を行うことができる。

レンジ判定部７４は、山越え判定タイミングにて、現在のレンジが目標レンジであると判定する。駆動制御部７５は、山越えタイミングにて、モータ４０を停止させる停止制御を開始する。これにより、ディテントローラ２６が谷底に到達する前にレンジ判定するため、応答性を向上することができる。

モータ４０と出力軸１５との間に設けられている遊びの合計であるガタＧは、山部２１５の頂点とレンジ判定範囲との間の角度より大きく、山部２１５の頂点と谷部２１１、２１２の最底部との間の角度より小さい。ガタＧを山部２１５の頂点とレンジ判定範囲との間の角度より大きく形成することで、ディテントローラ２６が山部２１５を乗り越えたとき、ガタＧの範囲内で出力軸１５が回転し、ディテントローラ２６をレンジ判定範囲内まで移動可能であるため、ディテントローラ２６の山越えタイミングにて適切にレンジ判定を行うことができる。また、ガタＧを山谷間角度θｍｖより小さく形成することで、ディテントローラ２６の山越え時に、ガタＧの範囲内で出力軸１５が回転しても、ディテントローラ２６は谷底まで到達しないため、ディテント機構２０における衝突力および異音を抑制することができる。

モータ４０と出力軸１５との間には、減速機構４２が設けられている。減速機構４２の被駆動トルクは、ディテント機構２０におけるディテントローラ２６を谷部２１１、２１２側へ移動させるトルクより大きい。これにより、ディテントローラ２６は谷底に吸い込まれることなく、ガタ詰め状態にて谷底の手前で停止するため、切替角度が低減され、応答性を向上可能である。また、ディテントローラ２６を谷底以外の箇所にて停止させるための通電が不要であり、消費電力を抑制することができる。さらにまた、モータ４０への通電をオフしたときのディテントローラ２６の揺動を抑制することができる。

（第２実施形態）
第２実施形態を図６および図７に示す。第２実施形態および第３実施形態は、切替処理が上記実施形態と異なるので、この点を中心に説明する。本実施形態の切替処理を図６のフローチャートに基づいて説明する。Ｓ２０１～Ｓ２０７の処理は、図４中のＳ１０１～Ｓ１０７の処理と同様である。

山越え判定フラグＦｍｊがオンであると判断された場合（Ｓ２０７：ＹＥＳ）に移行するＳ２０８では、位置判定部７３は、山越え判定フラグがオンされてから停止移行時間Ｘｓｓが経過したか否か判断する。停止移行時間Ｘｓｓは、ディテントローラ２６が山部２１５を乗り越えてから停止制御へ移行するまでの時間に応じて設定される。停止移行時間Ｘｓｓが経過したと判断された場合（Ｓ２０８：ＹＥＳ）、Ｓ２１１へ移行する。停止移行時間Ｘｓｓが経過していないと判断された場合（Ｓ２０８：ＮＯ）、山越え判定フラグＦｍｊがオンされてからの経過時間を計時する停止移行カウンタをインクリメントし、Ｓ２０９へ移行する。

Ｓ２０９では、レンジ判定部７４は、山越え判定フラグがオンされてからレンジ判定待機時間Ｘｒが経過したか否か判断する。レンジ判定待機時間Ｘｒは、ディテントローラ２６が山部２１５を越えてからレンジ判定を行うまでの時間であって、停止移行時間Ｘｓｓより短く設定される。すなわち、Ｘｒ＜Ｘｓｓである。レンジ判定待機時間Ｘｒが経過していないと判断された場合（Ｓ２０９：ＮＯ）、山越え判定フラグＦｍｊがオンされてからの経過時間を計時するレンジ判定カウンタをインクリメントする。レンジ判定待機時間Ｘｒが経過したと判断された場合（Ｓ２０９：ＹＥＳ）、Ｓ２１０へ移行し、現在のレンジを目標レンジとする。

停止移行時間Ｘｓｓが経過したと判断された場合（Ｓ２０８：ＹＥＳ）に移行するＳ２１１、Ｓ２１２では、制御部７０は、駆動モードを停止モードとし、モータ４０への通電をオフにする。Ｓ２１３～Ｓ２１５の処理は、図４中のＳ１１１～Ｓ１１３の処理と同様である。

本実施形態の切替処理を図７のタイムチャートに基づいて説明する。時刻ｘ２０～時刻ｘ２１までの処理は、図５中の時刻ｘ１０～時刻ｘ１１と同様である。時刻ｘ２２にて、山越え判定フラグＦｍｊがオンになると、レンジ判定カウンタおよび停止移行カウンタでの計時が開始される。

時刻ｘ２３にて、レンジ判定待機時間Ｘｒが経過すると、レンジ判定をｎｏｔＰレンジとする。時刻ｘ２４にて、停止移行時間Ｘｓｓが経過すると、停止モードに移行する。停止モード移行後の処理は、図５と同様である。本実施形態では、第１実施形態と比較し、停止移行時間Ｘｓｓの分、ディテントローラ２６が谷底側へ移動した位置にて停止する。

本実施形態では、レンジ判定部７４は、山越え判定タイミングからレンジ判定待機時間Ｘｒが経過した後に現在のレンジが目標レンジであると判定する。駆動制御部７５は、山越え判定タイミングから停止移行時間Ｘｓｓが経過した後にモータ４０を停止させる停止制御を開始する。これにより、確実に目標レンジ範囲への切り替えを行うことができる。また上記実施形態と同様の効果を奏する。

（第３実施形態）
第３実施形態を図８に基づいて説明。本実施形態の切替処理を図８のフローチャートに基づいて説明する、Ｓ３０１～Ｓ３０７は、図４中のＳ１０１～Ｓ１０７の処理と同様である。

山越え判定フラグＦｍｊがオンされると判断された場合（Ｓ３０８：ＹＥＳ）に移行するＳ３０８では、制御部７０は、山越え判定フラグＦｍｊがオンであると判定された初回のセンサ角度θｓを山越え角度θｏｍとして記憶する。山越え角度θｏｍが既に記憶されている場合は、その値を保持する。

Ｓ３０９では、制御部７０は、現在のセンサ角度θｓである現在角度θｉと山越え角度θｏｍとの差の絶対値が停止移行角度θｓｓより大きいか否か判断する。停止移行角度θｓｓは、ディテントローラ２６を停止させる停止位置に基づいて設定される。現在角度θｉと山越え角度θｏｍとの差の絶対値が停止移行角度θｓｓより大きいと判断された場合（Ｓ３０９：ＹＥＳ）、Ｓ３１２へ移行する。現在角度θｉと山越え角度θｏｍとの差の絶対値が停止移行角度θｓｓ以下であると判断された場合（Ｓ３０９：ＮＯ）、Ｓ３１０へ移行する。

Ｓ３１０では、レンジ判定部７４は、現在角度θｉと山越え角度θｏｍとの差の絶対値がレンジ判定待機角度θｒより大きいか否か判断する。レンジ判定待機角度θｒは、レンジ判定を行うレンジ判定位置に応じて設定される。現在角度θｉと山越え角度θｏｍとの差の絶対値がレンジ判定待機角度θｒ以下であると判断された場合（Ｓ３１０：ＮＯ）、Ｓ３１１をスキップする。現在角度θｉと山越え角度θｏｍとの差の絶対値がレンジ判定待機角度θｒより大きいと判断された場合（Ｓ３１０：ＹＥＳ）、Ｓ３１１へ移行し、現在のレンジを目標レンジとする。

現在角度θｉと山越え角度θｏｍとの差の絶対値が停止移行角度θｓｓより大きいと判断された場合（Ｓ３０９：ＹＥＳ）に移行するＳ３１２、Ｓ３１３では、制御部７０は、駆動モードを停止モードとし、モータ４０への通電をオフにする。Ｓ３１４～Ｓ３１６の処理は、図４中のＳ１１１～Ｓ１１３の処理と同様である。

本実施形態では、レンジ判定のタイミングおよび停止モードへの移行タイミングを、経過時間に替えてセンサ角度θｓに基づいて判定している点を除き、タイムチャートは第２実施形態と略同様である。

本実施形態では、レンジ判定部７４は、山越え判定タイミングから、出力軸１５の位置を検出可能な位置センサ５５の検出値がレンジ判定待機角度θｒ変化した後に現在のレンジが目標レンジであると判定する。位置センサ５５は、出力軸１５の位置を直接的に検出するものに限らず、出力軸１５と接続されるシャフトやギア比等で換算可能な検出対象を検出するものも含む。駆動制御部７５は、山越え判定タイミングから位置センサ５５の検出値が停止移行角度θｓｓ変化した後にモータ４０を停止させる停止制御を開始する。これにより、確実に目標レンジ範囲への切り替えを行うことができる。また上記実施形態と同様の効果を奏する。

（第４実施形態）
第４実施形態を図９に示す。図９は、上段にディテント機構２０の駆動状態を示す模式図、下段にタイムチャートを示しており、タイムチャートにおいて回転角度が省略されている点を除き、項目等は図５と同様である。また、切替処理は第１実施形態と同様である。

本実施形態では、ガタＧは、山部２１５と谷部２１１、２１２の谷底とのなす角である山谷間角度θｍｖよりも大きく設けられている。時刻ｘ３０にて目標シフトレンジがＰレンジからｎｏｔＰレンジに切り替わると、モータ４０が駆動され、ガタが進行方向に詰まった時刻ｘ３１にて出力軸１５の駆動が開始される。

時刻ｘ３２にて、ディテントローラ２６が山部２１５を乗り越えると、ガタＧの範囲で出力軸１５が動くことで、ディテントローラ２６が谷部２１２の最底部まで落とし込まれる。このとき、ガタが反対側に詰まる前にディテントローラ２６が谷底に落ちるので、電動アクチュエータ１０の内部での衝撃や衝突音の発生を防ぐことができる。また、ディテントローラ２６が山部２１５を乗り越えてから停止制御開始までの間、モータ軸がガタＧの範囲内で回転する。ディテントローラ２６が山部２１５を乗り越えたと判定された時刻ｘ３３から、停止判定時間Ｘｓｔが経過する時刻ｘ３４までの間、停止制御を行う。

本実施形態では、モータ４０と出力軸１５との間に設けられている遊びの合計は、山部２１５の頂点と谷部２１１、２１２の最底部との間の角度である山谷間角度θｍｖ以上となるように形成されている。これにより、ディテントローラ２６が山部２１５を越えたときに電動アクチュエータ１０の内部にて生じる衝撃力および異音を抑制することができる。また、山越えタイミングにて停止制御を開始しても、ディテントローラ２６を谷部２１１、２１２の最底部にて停止させることができる。また、上記実施形態と同様の効果を奏する。

（第５実施形態）
第５実施形態を図１０および図１１に示す。本実施形態のディテント機構２０は、第４実施形態と同様、ガタＧが山谷間角度θｍｖより大きく形成されている。本実施形態の切替処理を図１０のフローチャートに基づいて説明する。Ｓ４０１～Ｓ４１０の処理は、図４中のＳ１０１～Ｓ１１０の処理と同様である。

駆動モードが切替モードでないと判断された場合（Ｓ４０６：ＮＯ）に移行するＳ４１１では、制御部７０は、駆動モードが停止モードか否か判断する。駆動モードが停止モードであると判断された場合（Ｓ４１１：ＹＥＳ）、Ｓ４１２へ移行し、停止モードでないと判断された場合（Ｓ４１１：ＮＯ）、Ｓ４１５へ移行する。

Ｓ４１２の処理は、図４中のＳ１１２の処理と同様であり、停止判定時間Ｘｓｔが経過していないと判断された場合（Ｓ４１２：ＮＯ）、停止制御カウンタをインクリメントする。停止判定時間Ｘｓｔが経過したと判断された場合（Ｓ４１２：ＹＥＳ）、Ｓ４１３へ移行し、駆動モードをガタ詰めモードとする。また、停止制御カウンタをリセットする。

駆動モードが停止モードでないと判断された場合（Ｓ４１１：ＮＯ）に移行するＳ４１５では、制御部７０は、駆動モードがガタ詰めモードか否か判断する。駆動モードがガタ詰めモードでないと判断された場合（Ｓ４１５：ＮＯ）、Ｓ４１６以降の処理をスキップする。駆動モードがガタ詰めモードであると判断された場合（Ｓ４１５：ＹＥＳ）、Ｓ４１６へ移行する。

Ｓ４１６では、制御部７０は、ガタ詰め制御が完了したか否か判断する。ガタ詰め制御が完了していないと判断された場合（Ｓ４１６：ＮＯ）、Ｓ４１７へ移行し、モータ４０への通電をオンにし、ガタ詰め制御を行う。ガタ詰め制御中である場合は、その状態を継続する。ガタ詰め制御では、次回切替時の応答性を向上すべく、レンジ切替時とはモータ４０を反対方向に駆動し、現在のレンジがｎｏｔＰレンジであればＰレンジ側、現在のレンジがＰレンジであればｎｏｔＰレンジ側にガタを詰めておく。ガタ詰め制御が完了したと判断された場合（Ｓ４１６：ＹＥＳ）、Ｓ４１８へ移行し、駆動モードをスタンバイモードとし、Ｓ４１９にてモータ４０への通電をオフにする。

本実施形態の切替制御を図１１のタイムチャートに基づいて説明する。図１１では、共通時間軸を横軸とし、上段から、駆動モード、通電量、回転角度、出力軸角速度、山越え判定フラグＦｍｊ、レンジ判定を示す。

時刻ｘ４０にて、目標シフトレンジがＰレンジからｎｏｔに切り替わると、駆動モードがスタンバイモードから切替モードに変更され、モータ４０が駆動される。ここでは、前回の切替時にガタ詰め制御がされているので、モータ４０の駆動開始と略同時に出力軸１５も駆動され、ディテントローラ２６が山部２１５の頂点に向かって移動する。また、レンジ判定をＰレンジから中間レンジとする。

時刻ｘ４１にて、ディテントローラ２６が山部２１５を乗り越えると、トルクが逆向きとなり、ガタＧの範囲にて出力軸１５が動くことで、ディテントローラ２６が谷部２１２の谷底まで移動する。時刻ｘ４２では、山越え判定フラグＦｍｊをオンにし、駆動モードを停止モードに変更し、モータ４０への通電をオフにする。

停止モード開始から停止判定時間Ｘｓｔが経過した時刻ｘ４３では、駆動モードをガタ詰めモードに変更し、切替時とは反対方向にモータ４０を駆動するように通電する。これにより、出力軸１５は、ガタＧの範囲内にて、次回切替時の進行方向側であるＰレンジ側に寄せられる。時刻ｘ４４では、ガタ詰め制御を完了し、モータ４０への通電をオフにする。

本実施形態では、レンジ切替終了後、モータ４０と出力軸１５との遊びの範囲内にて、モータ４０を切替時とは反対方向に駆動するガタ詰め制御を行う。これにより、応答性を向上可能である。また上記実施形態と同様の効果を奏する。

実施形態では、パークロックシステム１が「駆動システム」、電動アクチュエータ１０が「アクチュエータ」、ディテントプレート２１が「ディテント部材」、ディテントローラ２６が「係合部材」、モータ４０が「駆動源」、制御装置６０が「アクチュエータ制御装置」に対応する。また、センサ回転数Ｎｓが「駆動変化率」に対応する。また、レンジ判定待機角度θｒが「レンジ判定待機量」、停止移行角度θｓｓが「停止移行量」に対応し、ガタ詰め制御が「戻し制御」に対応する。

（他の実施形態）
上記実施形態では、減速機構は、ウォームギア、ヘリカルギアおよび中間ギア等によって構成されている。他の実施形態では、減速機構の構成や減速段数は、上記実施形態と異なっていてもよい。上記実施形態では、駆動源は、ブラシ付きＤＣモータである。他の実施形態では、駆動源は、ブラシ付きＤＣモータ以外のモータであってもよいし、ソレノイド等であってもよい。上記実施形態では電動アクチュエータは回転式であるが、他の実施形態では直動式のものであってもよい。

上記実施形態では、電動アクチュエータはパークロックシステムに適用される。他の実施形態では、電動アクチュエータをパークロックシステム以外の車載システム、または、車載以外の駆動システムに適用してもよい。

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。

１・・・パークロックシステム（駆動システム）
１０・・・電動アクチュエータ（アクチュエータ）
１５・・・出力軸
２０・・・ディテント機構 ２１・・・ディテントプレート（ディテント部材）
２２１、２２２・・・谷部 ２１５・・・山部
２６・・・ディテントローラ（係合部材）
４０・・・モータ（駆動源） ５５・・・位置センサ
６０・・・制御装置（アクチュエータ制御装置）
７３・・・位置判定部 ７４・・・レンジ判定部
７５・・・駆動制御部

Claims (8)

1. 駆動源（４０）を有するアクチュエータ（１０）と、
   複数の谷部（２１１、２１２）および前記谷部を隔てる山部（２１５）が形成されているディテント部材（２１）、および、前記アクチュエータにより出力軸（１５）が駆動されることで前記谷部間を移動可能である係合部材（２６）を有するディテント機構（２０）と、
   を備える駆動システム（１）において、前記アクチュエータを駆動し前記係合部材を移動させることでシフトレンジの切り替えを制御するアクチュエータ制御装置であって、
   前記アクチュエータの駆動を制御する駆動制御部（７５）と、
   前記係合部材を目標レンジに応じた目標谷部に移動させるとき、センサ情報に基づいて前記係合部材が前記山部を乗り越えたことを判定する位置判定部（７３）と、
   前記係合部材が前記山部を乗り越えたと判定されたタイミングである山越え判定タイミングにて、前記係合部材が前記目標レンジに対応する目標レンジ範囲に到達したと推定可能であるレンジ判定部（７４）と、
   を備えるアクチュエータ制御装置。
2. 前記レンジ判定部は、前記山越え判定タイミングにて、現在のレンジが前記目標レンジであると判定し、
   前記駆動制御部は、前記山越え判定タイミングにて、前記アクチュエータを停止させる停止制御を開始する請求項１に記載のアクチュエータ制御装置。
3. 前記レンジ判定部は、前記山越え判定タイミングからレンジ判定待機時間が経過した後に現在のレンジが前記目標レンジであると判定し、
   前記駆動制御部は、前記山越え判定タイミングから停止移行時間が経過した後に前記アクチュエータを停止させる停止制御を開始する請求項１に記載のアクチュエータ制御装置。
4. 前記レンジ判定部は、前記山越え判定タイミングから、前記出力軸の位置を検出可能な位置センサ（５５）の検出値がレンジ判定待機量変化した後に現在のレンジが前記目標レンジであると判定し、
   前記駆動制御部は、前記山越え判定タイミングから前記位置センサの検出値が停止移行量変化した後に前記アクチュエータを停止させる停止制御を開始する請求項１に記載のアクチュエータ制御装置。
5. 前記駆動源と前記出力軸との間に設けられている遊びの合計は、前記山部の頂点とレンジ判定範囲との間の角度より大きく、前記山部の頂点と前記谷部の最底部との間の角度より小さく形成されている請求項１～４のいずれか一項に記載のアクチュエータ制御装置。
6. 前記駆動源と前記出力軸との間には、減速機構（４２）が設けられており、
   前記減速機構の被駆動トルクは、前記ディテント機構にて前記係合部材を前記谷部側に移動させるトルクより大きい請求項５に記載のアクチュエータ制御装置。
7. 前記駆動源と前記出力軸との間に設けられている遊びの合計は、前記山部の頂点と前記谷部の最底部との間の角度以上となるように形成されている請求項１～４のいずれか一項に記載のアクチュエータ制御装置。
8. 前記駆動制御部は、レンジ切替が終了した後、前記駆動源と前記出力軸との遊びの範囲内にて、前記アクチュエータを切替時とは反対方向に駆動する戻し制御を行う請求項７に記載のアクチュエータ制御装置。

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