JP4187619B2 - 自動変速機のシフトレンジ切替装置 - Google Patents

Description

本発明は、自動変速機のシフトレンジをモータ等からなるアクチュエータを介して切り替える自動変速機のシフトレンジ切替装置に関し、特にシフトレンジの基準位置を的確に把握することができる自動変速機のシフトアクチュエータの制御に関する。

従来より、運転者によるシフトレバーの操作に従い自動変速機のシフトレンジを電気制御により切り替えるシフトレンジ切替装置においては、シフトレンジ切替用の動力源として電動機（たとえば直流モータ）を備えたものが知られている。

このようなシフトレンジ切替装置によれば、自動変速機のシフトレンジを運転者によるシフトレバーの操作力によって直接切り替える一般的な切替装置のように、シフトレバーとシフトレンジ切替機構とを機械的に接続する必要がないことから、これら各部を車両に搭載する際のレイアウト上の制限がなく、設計の自由度を高めることができる。また、車両への組み付け作業を簡単に行なうことができるという利点があった。

特開２００２−３２３１２７号公報（特許文献１）は、アクチュエータの絶対位置を把握してシフトレンジを切り替え、耐久信頼性が高く製造コストを低減する自動変速機のシフトレンジ切替装置を開示する。このシフトレンジ切替装置は、自動変速機のシフトレンジを、パーキングを含む各種走行レンジに切り替えるためのシフトレンジ切替機構と、シフトレンジ切替機構の動力源となるアクチュエータと、外部操作によって入力される切替指令に従いアクチュエータを駆動することにより、自動変速機のシフトレンジを切替指令に対応したシフトレンジに制御する制御回路と、制御回路に電力を供給する電源と、アクチュエータの回転位置および自動変速機のシフトレンジ位置を記憶する不揮発性の書換可能なメモリとを備えた自動変速機のシフトレンジ切替装置である。制御回路は、電源から供給される電力が遮断され再度導入されたとき、メモリに記憶されたアクチュエータの回転位置および自動変速機のシフトレンジ位置を読み出し初期値として設定する。

特許文献１に開示された自動変速機のシフトレンジ切替装置によると、外部操作によって入力される切替指令に従いアクチュエータを駆動することにより、自動変速機のシフトレンジを切替指令に対応したシフトレンジに制御する。そして、アクチュエータの回転位置および自動変速機のシフトレンジ位置を不揮発性の書換可能なメモリに記憶し、電源から制御回路に供給される電力が遮断され再度導入されたとき、メモリに記憶されたアクチュエータの回転位置および自動変速機のシフトレンジ位置を読み出し、初期値として設定することができる。
特開２００２−３２３１２７号公報

しかしながら、上述した特許文献１に開示された自動変速機のシフトレンジ切替装置では、アクチュエータの回転の絶対位置を把握していることが前提となるため、アクチュエータの回転の位置情報としてエンコーダ出力によるロータ位置の相対変化量しか検出できない場合、アクチュエータを適切に制御することができず、アクチュエータの回転動作によりシフト切替機構に負荷がかかり、シフト切替機構の耐久性が低下する。一方で、耐久性を向上するようにシフト切替機構を設計すると、シフト切替機構の規模が大きくなり、またコストもかかる。

本発明は、上述の課題を解決するためになされたものであって、その目的は、シフトレンジの切替においてシフト切替機構にかかる負荷を低減するシフトレンジ切替装置を提供することである。

第１の発明に係る自動変速機のシフトレンジ切替装置は、アクチュエータにより駆動されて、シフトポジションを切り替えるためのシフト手段と、所定のシフトポジションにおいてアクチュエータの所定の方向の回転を規制するための規制手段と、アクチュエータの回転量に応じた計数値を取得するための計数手段と、アクチュエータの回転を制御するための回転制御手段と、アクチュエータの回転が規制手段により規制される方向に、回転制御手段によりアクチュエータが回転されたとき、計数手段により取得された計数値の状態に基づいて、所定のシフトポジションに対応したアクチュエータの基準位置を設定するための位置設定手段と、基準位置を設定するときに、計数手段により基準位置の設定開始時と設定終了時とにそれぞれ取得される計数値に基づく変化量が所定の変化量を超えることに応じて、基準位置を再び設定するように位置設定手段に指示するための指示手段とを含む。

第１の発明によると、基準位置の設定開始時と設定終了時とにおいて、計数手段（たとえば、エンコーダ）によりそれぞれ取得される計数値に基づく変化量が所定の変化量を超えることに応じて、位置設定手段により基準位置を再設定する。そのため、所定のシフトポジション（たとえば、Ｐポジション）に対応する基準位置（Ｐ壁位置）を設定する場合、設定開始時と設定終了時とで計数手段によりそれぞれ取得される計数値に基づく変化量が大きければ、基準位置を再設定する。すなわち、非Ｐポジションを設定開始位置としてＰ壁位置を検出するような場合において、ＰポジションからＰ壁へのＰ壁位置の再検出をすることができる。ＰポジションからＰ壁位置への基準位置の検出時のアクチュエータの回転力は、非Ｐポジションから基準位置の検出時と比較して小さい。そのため、ＰポジションからのＰ壁位置の検出は、規制手段（たとえば、ディテントプレートに係合するディテントスプリング）への負荷が低い。すなわち、所定のシフトポジションから基準位置を設定することにより、ディテントスプリングの変形を防止、あるいは低減できる。ディテントスプリングの変形を防止、あるいは低減できるため、所定のシフトポジションにおける基準位置が正しく設定されることにより、シフト切替機構の耐久性も向上する。その結果、シフトレンジ切替機構にかかる負荷を低減することができる。

第２の発明に係る自動変速機のシフトレンジ切替装置においては、第１の発明の構成に加えて、変化量が所定の変化量を超えることに応じて、所定の時間、アクチュエータへの電力供給を遮断するための電力制御手段をさらに含む。

第２の発明によると、変化量が所定の変化量を超えることに応じて、所定の時間、アクチュエータへの電力供給を遮断することにより、基準位置の検出のときに生じるディテントスプリングの縮みあるいは伸びを解消することができる。すなわち、ディテントスプリングの縮みあるいは伸びによる回復力（ディテントスプリングが元の形状に戻ろうとする弾性力）が解消した位置から基準位置を再設定することができる。そのため、基準位置の再設定時の設定開始位置が定まり、より正確な基準位置を設定することができる。

第３の発明に係る自動変速機のシフトレンジ切替装置においては、第１の発明の構成に加えて、回転制御手段は、変化量が所定の変化量を超えることに応じて、アクチュエータの回転を規制手段により規制される方向の逆方向に、設定された基準位置からアクチュエータを所定の回転量の回転を行なわせるための戻し制御手段をさらに含む。

第３の発明によると、変化量が所定の変化量を超えることに応じて、アクチュエータに対して、規制される方向の逆方向に、所定の回転量の回転を行なうことにより、基準位置を検出するときに生じるディテントスプリングの縮みあるいは伸びを解消することができる。すなわち、ディテントスプリングによる回復力が解消した位置から基準位置を再設定することができる。そのため、基準位置の再設定時の設定開始位置が定まり、より正確な基準位置を設定することができる。

第４の発明に係る自動変速機のシフトレンジ切替装置においては、第１から３の発明のうちのいずれかの構成に加えて、所定のシフトポジションに対応する基準位置の設定開始時において、アクチュエータの回転開始位置が所定のシフトポジションに対応する回転範囲内となるように、所定の変化量を設定するための設定手段をさらに含む。

第４の発明によると、所定のシフトポジション（たとえば、Ｐポジション）に対応する基準位置（たとえば、Ｐ壁位置）の設定開始時において、アクチュエータの回転開始位置がＰポジションに対応する回転範囲内となるように、所定の変化量を設定することにより、アクチュエータがＰポジション以外のポジションにある場合、Ｐ壁位置が再設定されることとなり、ＰポジションからＰ壁位置を検出することができる。そのため、ＰポジションからのＰ壁位置の検出は、規制手段（たとえば、ディテントプレートに係合するディテントスプリング）への負荷が低い。すなわち、所定のシフトポジションから基準位置を設定することにより、ディテントスプリングの変形を防止、あるいは低減できる。ディテントスプリングの変形を防止、あるいは低減できるため、所定のシフトポジションにおける基準位置が正しく設定されることにより、シフト切替機構の耐久性も向上する。その結果、シフトレンジ切替機構にかかる負荷を低減することができる。

第５の発明に係る自動変速機のシフトレンジ切替装置においては、第３の発明の構成に加えて、シフト手段は、アクチュエータにより回転するディテントプレートと、シフトポジションに対応してディテントプレートに係合してシフト位置を固定するためのディテントスプリングとを含み、戻し制御手段は、ディテントスプリングの縮みおよび伸びのうちのいずれかが解消される位置までアクチュエータを回転させるための手段を含む。

第５の発明によると、ディテントスプリングに縮みおよび伸びのうちのいずれかが解消される位置までアクチュエータを回転させることにより、アクチュエータへの電力供給を遮断したときに、ディテントスプリングの縮みあるいは伸びによる回復力により、ディテントプレートが回転し、シフト位置が変わることを防止することができる。

以下、図面を参照しつつ、本発明の実施の形態について説明する。以下の説明では、同一の部品には同一の符号を付してある。それらの名称および機能も同じである。したがってそれらについての詳細な説明は繰返さない。なお、以下の説明においては、「シフトレンジ」は、「シフトポジション」と同じ意味を示す。

＜第１の実施の形態＞
図１は、本実施の形態に係るシフト制御システム１０の構成を示す。本実施の形態のシフト制御システム１０は、車両のシフトレンジを切り替えるために用いられる。シフト制御システム１０は、Ｐスイッチ２０、シフトスイッチ２６、車両電源スイッチ２８、車両制御装置（以下、「Ｖ−ＥＣＵ」と表記する）３０、パーキング制御装置（以下、「Ｐ−ＥＣＵ」と表記する）４０、アクチュエータ４２、エンコーダ４６、シフト制御機構４８、表示部５０、メータ５２および駆動機構６０を含む。シフト制御システム１０は、電気制御によりシフトレンジを切り替えるシフトバイワイヤシステムとして機能する。具体的にはシフト制御機構４８がアクチュエータ４２により駆動されてシフトレンジの切替を行なう。

車両電源スイッチ２８は、車両電源のオン・オフを切り替えるためのスイッチである。車両電源スイッチ２８は、特に限定されるものではないが、たとえば、イグニッションスイッチである。車両電源スイッチ２８がドライバなどのユーザから受付けた指示はＶ−ＥＣＵ３０に伝達される。たとえば、車両電源スイッチ２８がオンされることにより、図示しないバッテリから電力が供給されて、シフト制御システム１０が起動される。

Ｐスイッチ２０は、シフトレンジをパーキングレンジ（以下、「Ｐレンジ」と呼ぶ）とパーキング以外のレンジ（以下、「非Ｐレンジ」と呼ぶ）との間で切り替えるためのスイッチであり、スイッチの状態をドライバに示すためのインジケータ２２、およびドライバからの指示を受付ける入力部２４を含む。ドライバは、入力部２４を通じて、シフトレンジをＰレンジに入れる指示を入力する。入力部２４はモーメンタリスイッチであってもよい。入力部２４が受付けたドライバからの指示は、Ｖ−ＥＣＵ３０、およびＶ−ＥＣＵ３０を通じＰ−ＥＣＵ４０に伝達される。

Ｐ−ＥＣＵ４０は、シフトレンジをＰレンジと非Ｐレンジとの間で切り替えるために、シフト制御機構４８を駆動するアクチュエータ４２の動作を制御し、現在のシフトレンジの状態をインジケータ２２に提示する。シフトレンジが非Ｐレンジであるときにドライバは入力部２４を押下すると、Ｐ−ＥＣＵ４０はシフトレンジをＰレンジに切り替えて、インジケータ２２に現在のシフトレンジがＰレンジである旨を提示する。

アクチュエータ４２は、スイッチドリラクタンスモータ（以下、「ＳＲモータ」と表記する）により構成され、Ｐ−ＥＣＵ４０からの指示を受けてシフト制御機構４８を駆動する。エンコーダ４６は、アクチュエータ４２と一体的に回転し、ＳＲモータの回転状況を検知する。本実施の形態のエンコーダ４６は、Ａ相、Ｂ相およびＺ相の信号を出力するロータリーエンコーダである。Ｐ−ＥＣＵ４０は、エンコーダ４６から出力される信号を取得してＳＲモータの回転状況を把握し、ＳＲモータを駆動するための通電の制御を行なう。

シフトスイッチ２６は、シフトレンジをドライブレンジ（Ｄ）、リバースレンジ（Ｒ）、ニュートラルレンジ（Ｎ）、ブレーキレンジ（Ｂ）などのレンジに切り替えたり、またＰレンジに入れられているときには、Ｐレンジを解除したりするためのスイッチである。シフトスイッチ２６が受付けたドライバからの指示はＶ−ＥＣＵ３０に伝達される。Ｖ−ＥＣＵ３０は、ドライバからの指示に基づき、駆動機構６０におけるシフトレンジを切り替える制御を行なうとともに、現在のシフトレンジの状態をメータ５２に提示する。駆動機構６０は、無段変速機構から構成されているが、有段変速機構から構成されてもよい。

Ｖ−ＥＣＵ３０は、シフト制御システム１０の動作を統括的に管理する。表示部５０は、Ｖ−ＥＣＵ３０またはＰ−ＥＣＵ４０が発したドライバに対する指示や警告などを表示する。メータ５２は、車両の機器の状態やシフトレンジの状態などを提示する。

図２は、シフト制御機構４８の構成を示す。以下、シフトレンジは、Ｐレンジ、非Ｐレンジを意味し、非Ｐレンジにおける、Ｒ、Ｎ、Ｄ、Ｂの各レンジを含まない。シフト制御機構４８は、アクチュエータ４２により回転されるシャフト１０２、シャフト１０２の回転に伴って回転するディテントプレート１００、ディテントプレート１００の回転に伴って動作するロッド１０４、図示しない変速機の出力軸に固定されたパーキングギア１０８、パーキングギア１０８をロックするためのパーキングロックポール１０６、ディテントプレート１００の回転を制限してシフトレンジを固定するディテントスプリング１１０およびころ１１２を含む。ディテントプレート１００は、アクチュエータ４２により駆動されてシフトレンジを切り替えるシフト手段として機能する。シャフト１０２、ディテントプレート１００、ロッド１０４、ディテントスプリング１１０およびころ１１２は、シフト切替機構の役割を果たす。またエンコーダ４６は、アクチュエータ４２の回転量に応じた計数値を取得する計数手段として機能する。

図２は、シフトレンジが非Ｐレンジであるときの状態を示している。この状態では、パーキングロックポール１０６がパーキングギア１０８をロックしていないので、車両の駆動軸の回転は妨げられない。この状態からアクチュエータ４２によりシャフト１０２を時計回り方向に回転させると、ディテントプレート１００を介してロッド１０４が図２に示す矢印Ａの方向に押され、ロッド１０４の先端に設けられたテーパ部によりパーキングロックポール１０６が図２に示す矢印Ｂの方向に押し上げられる。ディテントプレート１００の回転に伴ってディテントプレート１００の頂部に設けられた２つの谷のうちの一方、すなわち非Ｐレンジ位置１２０にあったディテントスプリング１１０のころ１１２は、山１２２を乗り越えて他方の谷、すなわちＰレンジ位置１２４へ移る。ころ１１２は、その軸方向に回転可能にディテントスプリング１１０に設けられている。ころ１１２がＰレンジ位置１２４に来るまでディテントプレート１００が回転したとき、パーキングロックポール１０６は、パーキングギア１０８と嵌合する位置まで押し上げられる。これにより、車両の駆動軸が機械的に固定され、シフトレンジがＰレンジに切り替わる。

本実施の形態に係るシフト制御システム１０では、シフトレンジ切替時にディテントプレート１００、ディテントスプリング１１０およびシャフト１０２などのシフト切替機構に係る負荷を低減するために、Ｐ−ＥＣＵ４０が、ディテントスプリング１１０のころ１１２が山１２２を乗り越えて落ちるときの衝撃を少なくするように、アクチュエータ４２の回転量を制御する。

図３は、ディテントプレート１００の構成を示す。それぞれの谷において、山１２２から離れた側に位置する面を壁と呼ぶ。すなわち壁は、Ｐ−ＥＣＵ４０による以下に示す制御を行なわない状態でディテントスプリング１１０のころ１１２が山１２２を乗り越えて谷に落ちるときに、ころ１１２とぶつかる位置に存在する。Ｐレンジ位置１２４における壁を「Ｐ壁」と呼び、非Ｐレンジ位置１２０における壁を「非Ｐ壁」と呼ぶ。ころ１１２がＰレンジ位置１２４から非Ｐレンジ位置１２０に移動する場合、Ｐ−ＥＣＵ４０は、非Ｐ壁２１０がころ１１２に衝突しないようにアクチュエータ４２を制御する。具体的には、Ｐ−ＥＣＵ４０は、非Ｐ壁２１０がころ１１２に衝突する手前の位置でアクチュエータ４２の回転を停止する。この位置を「非Ｐ目標回転位置」と呼ぶ。また、ころ１１２が非Ｐレンジ位置１２０からＰレンジ位置１２４に移動する場合、Ｐ−ＥＣＵ４０は、Ｐ壁２００がころ１１２に衝突しないようにアクチュエータ４２を制御する。具体的には、Ｐ−ＥＣＵ４０は、Ｐ壁２００がころ１１２に衝突する手前の位置でアクチュエータ４２の回転を停止する。この位置を「Ｐ目標回転位置」と呼ぶ。Ｐ−ＥＣＵ４０によるアクチュエータ４２の制御により、シフトレンジ切替時においてディテントプレート１００、ディテントスプリング１１０およびシャフト１０２などのシフト切替機構に係る負荷を大幅に低減することができる。負荷を低減することによりシフト切替機構の軽量化、低コスト化を図ることもできる。なお、本実施の形態においては、後述する制御が行なわれることにより、さらなるシフト切替機構の軽量化および低コスト化を図ることができる。

図４は、アクチュエータ４２の制御方法を説明するための図である。アクチュエータ４２は、ディテントプレート１００を回転する。アクチュエータ４２の回転は、Ｐ壁２００および非Ｐ壁２１０により規制される。図４は、アクチュエータ４２の回転制御を行なう上でのＰ壁２００の位置および非Ｐ壁２１０の位置を概念的に示す。Ｐ壁位置から非Ｐ壁位置までをアクチュエータ４２の可動回転量と呼ぶ。可動回転量は、エンコーダ４６の計数値から求められる実際の可動回転量（以下、「実可動回転量」と呼ぶ）と、設計により定められた可動回転量（以下、「設計可動回転量」と呼ぶ）とを含む。

現在のシフトレンジは、Ｐ壁位置または非Ｐ壁位置から所定回転量の範囲内にある場合に決定される。シフトレンジの判定基準として、Ｐロック判定位置およびＰ解除判定位置を設定し、Ｐ壁位置からＰロック判定位置の範囲、および非Ｐ壁位置からＰ解除判定位置までの範囲を、シフトレンジ判定範囲とする。具体的には、エンコーダ４６で検出されたアクチュエータ４２の回転量がＰ壁位置からＰロック判定位置の範囲にあるときには、シフトレンジがＰレンジであることを判定し、一方でアクチュエータ４２の回転量は非Ｐ壁位置からＰ解除判定位置の範囲にあるときには、シフトレンジが非Ｐレンジであることを判定する。なお、アクチュエータ４２の回転量がＰロック判定位置からＰ解除判定位置の間にあるときには、シフトレンジが不定またはシフトが切替中であることを判定する。以上の判定は、Ｐ−ＥＣＵ４０により実行される。

Ｐ目標回転位置は、Ｐ壁位置とＰロック判定位置との間に設定される。Ｐ目標回転位置は、非ＰレンジからＰレンジへの切替時に、Ｐ壁２００がディテントスプリング１１０のころ１１２に衝突しない位置であり、Ｐ壁位置から所定のマージンをもって定められる。マージンは、経時変化などによりガタを考慮して余裕を持って設定される。これによりある程度の使用回数であれば経時変化を吸収することができ、シフトレンジ切替時におけるＰ壁２００ところ１１２との衝突を回避できる。

同様に、非Ｐ目標回転位置は、非Ｐ壁位置とＰ解除判定位置との間に設定される。非Ｐ目標回転位置は、Ｐレンジから非Ｐレンジへの切替時に、非Ｐ壁２１０がディテントスプリング１１０のころ１１２に衝突しない位置であり、非Ｐ壁位置から所定のマージンを持って定められる。マージンは経時変化などによるガタを考慮して余裕を持って設定され、ある程度の使用回数であれば経時変化を吸収することができ、シフトレンジ切替時における非Ｐ壁２１０ところ１１２との衝突を回避することができる。なお、非Ｐ壁位置からのマージンとＰ壁位置からのマージンとは同一である必要はなく、ディテントプレート１００の形状などに依存して異なってもよい。

以上、Ｐ壁位置および非Ｐ壁位置が検出されていることを前提にアクチュエータ４２の制御方法を示した。Ｐ壁位置または非Ｐ壁位置は、Ｐレンジ位置１２４または非Ｐレンジ位置１２０におけるシフトレンジ判定範囲および目標回転位置を定めるための基準位置となる。以下では、相対的な位置情報を検出するエンコーダ４６を用いて、アクチュエータ４２の位置制御を行なう方法、具体的には基準位置となる壁位置を検出する方法を示す。

Ｐ−ＥＣＵ４０またはＶ−ＥＣＵ３０は、前回の車両電源スイッチ２８のオフ時におけるシフトレンジを記憶しておく。車両電源スイッチ２８がオンされるとき、Ｐ−ＥＣＵ４０は記憶していたシフトレンジを現在のシフトレンジに設定する。壁位置検出制御は、現在のシフトレンジにおける壁位置を検出する。なお前回のシフトレンジを記憶していない場合には、Ｖ−ＥＣＵ３０は車速に基づいて現在のシフトレンジを定める。具体的に、たとえば車速が３ｋｍ／ｈ以下の低速にある場合には、Ｖ−ＥＣＵ３０は現在のシフトレンジをＰレンジと定め、また３ｋｍ／ｈよりも速い中高速にある場合には、現在のシフトレンジを非Ｐレンジと定める。なお、前回のシフトレンジを記憶していない状態で車速が中高速にある場合とは、たとえば車両の走行中に電源が瞬断されて、現在のシフトレンジのデータを消失したような状況に相当する。ほとんどの場合は、車両電源スイッチ２８のオン時、車速が低速であることが判定され、現在のシフトレンジがＰレンジと定められることになる。

図５（ａ）は、Ｐ壁位置を検出する制御方法を説明するための図である。Ｐ−ＥＣＵ４０は、アクチュエータ４２を回転させる回転制御手段、およびアクチュエータ４２のＰ壁位置、すなわち基準位置を設定する位置設定手段として機能する。Ｐ壁位置検出制御では、まず、アクチュエータ４２によりディテントプレート１００を時計回り方向、すなわちＰ壁２００がディテントスプリング１１０のころ１１２に向かう方向に回転させ、ころ１１２とＰ壁２００とを接触させる。Ｐ壁２００は、Ｐレンジ位置において、アクチュエータ４２の時計回り方向の回転を規制する規制手段として機能する。なおＰ壁２００は、ディテントスプリング１１０およびころ１１２と協同して規制手段を構成するようにしてもよい。図５（ａ）において、矢印Ｆ１は、アクチュエータ４２による回転力、矢印Ｆ２は、ディテントスプリング１１０によるばね力、矢印Ｆ３は、ロッド１０４による押し戻し力を示す。点線で示すディテントプレート１００′は、Ｐ壁２００ところ１１２とが接触した位置を示す。したがって、ディテントプレート１００′の位置を検出することがＰ壁２００の位置を検出することに相当する。

ディテントプレート１００は、Ｐ壁２００ところ１１２との接触後も、点線で示す位置から、アクチュエータ４２の回転力Ｆ１により時計回り方向に、ディテントスプリング１１０のばね力に抗して回転される。これによりディテントスプリング１１０に撓みが生じて、ばね力Ｆ２が増加し、またロッド１０４による押し戻し力Ｆ３も増加する。回転力Ｆ１が、ばね力Ｆ２および押し戻し力Ｆ３と釣り合ったところでディテントプレート１００の回転が停止する。

ディテントプレート１００の回転停止は、エンコーダ４６により取得される計数値の状態に基づいて判定される。Ｐ−ＥＣＵ４０は、エンコーダ４６の計数値の最小値または最大値が所定時間変化しない場合に、ディテントプレート１００およびアクチュエータ４２の回転停止を判定する。計数値の最小値または最大値のいずれかを監視するかは、エンコーダ４６に応じて設定されればよく、いずれにしても最小値または最大値が所定時間変化しないことは、ディテントプレート１００が動かなくなった状態を示す。

Ｐ−ＥＣＵ４０は、回転停止時のディテントプレート１００の位置を暫定的なＰ壁位置（以下、「暫定Ｐ壁位置」と呼ぶ）として検出し、またディテントスプリング１１０の撓み量または撓み角を算出する。撓み量または撓み角の算出は、Ｐ−ＥＣＵ４０に予め保持されている、アクチュエータ４２への印加電圧に対応する撓み量または撓み角の関係を示すマップを用いて行なわれる。Ｐ−ＥＣＵ４０は、マップから暫定Ｐ壁位置検出時のアクチュエータ４２への印加電圧に対応する撓み量ないし撓み角を算出する。なお、アクチュエータ４２の印加電圧の代わりに、バッテリ電圧を用いたマップであってもよい。バッテリ電圧はＰ−ＥＣＵ４０により監視されており、容易に検出することができる。なお、この場合は、バッテリからアクチュエータ４２までのワイヤハーネスなどによる電圧降下分を考慮してマップが作成されることになる。Ｐ−ＥＣＵ４０は、このマップを用いて、算出した撓み量または撓み角から、暫定Ｐ壁位置をマップ補正し、マップ補正した位置をＰ壁位置として確定する。Ｐ壁位置を確定することによりＰロック判定位置およびＰ目標回転位置を設定することができる。なお、印加電圧に対する撓み量または撓み角の関係を示すマップの代わりに、アクチュエータ４２の出力トルクに対応する撓み量または撓み角の関係を示すマップであってもよいし、マップを用いて算出する代わりに、撓み量または撓み角を検出するセンサを設け、それにより検出するようにしてもよい。

図５（ｂ）は、非Ｐ壁位置を検出する制御方法を説明するための図である。Ｐ−ＥＣＵ４０は、アクチュエータ４２を回転させる回転制御手段およびアクチュエータ４２の非Ｐ壁位置、すなわち基準位置を設定する位置設定手段として機能する。非Ｐ壁位置検出制御では、まず、アクチュエータ４２によりディテントプレート１００を反時計回り方向、すなわち非Ｐ壁２１０がディテントスプリング１１０のころに向かう方向に回転させ、ころ１１２と非Ｐ壁２１０を接触させる。非Ｐ壁２１０は、非Ｐレンジ位置において、アクチュエータ４２の反時計回り方向の回転を規制する規制手段として機能する。なお非Ｐ壁２１０は、ディテントスプリング１１０およびころ１１２と協同して規制手段を構成するようにしてもよい。図５（ｂ）において、矢印Ｆ１はアクチュエータ４２による回転力、矢印Ｆ２は、ディテントスプリング１１０によるばね力、矢印Ｆ３は、ロッド１０４による引張り力を示す。点線で示すディテントプレート１００’’は、非Ｐ壁２１０ところ１１２とが接触した位置を示す。したがって、ディテントプレート１００’’の位置を検出することが、非Ｐ壁２１０の位置を検出することに相当する。

ディテントプレート１００は、非Ｐ壁２１０ところ１１２との接触後も点線で示す位置からアクチュエータ４２の回転力Ｆ１により、ディテントスプリング１１０の引張り力に抗して反時計回り方向に回転される。これによりディテントスプリング１１０に伸びが生じて、ばね力Ｆ２が増加し、またロッド１０４により引張り力Ｆ３も増加する。回転力Ｆ１が、ばね力Ｆ２および引張り力Ｆ３と釣り合ったところでディテントプレート１００の回転が停止する。

ディテントプレート１００の回転停止は，エンコーダ４６により取得される計数値に基づいて判定される。具体的にはエンコーダ４６の計数値の最大値または最小値が所定時間変化しない場合に、ディテントプレート１００およびアクチュエータ４２の回転停止が判定される。

Ｐ−ＥＣＵ４０は、回転停止時のディテントプレート１００の位置を暫定的な非Ｐ壁位置（以下、「暫定非Ｐ壁位置」と呼ぶ）として検出し、また、ディテントスプリング１１０の伸び量を算出する。伸び量の算出は、Ｐ−ＥＣＵ４０に予め保持されている、アクチュエータ４２への印加電圧に対応する伸び量の関係を示すマップを用いて行なわれる。Ｐ−ＥＣＵ４０は、マップから暫定非Ｐ壁位置検出時のアクチュエータ４２への印加電圧に対応する伸び量を算出する。Ｐ−ＥＣＵ４０は、このマップを用いて、算出した伸び量から、暫定非Ｐ壁位置をマップ補正し、マップ補正した位置を非Ｐ壁位置として確定する。非Ｐ壁位置を確定することにより、Ｐ解除判定位置および非Ｐ目標回転位置を設定することができる。なお、印加電圧に対する伸び量の関係を示すマップの代わりに、アクチュエータ４２の出力トルクに対応する伸び量の関係を示すマップであってもよいし、マップを用いて算出する代わりに、伸び量を検出するセンサを設け、それにより検出するようにしてもよい。

以上のように、壁位置検出制御では、現在のシフトレンジにおける壁位置を検出する。既に、Ｐ壁位置から非Ｐ壁位置までの間の実可動回転量が検出されている場合には、この実可動回転量を用いて、他方のシフトレンジにおける壁位置を算出することもできる。実可動回転量は、一方のシフトレンジにおける壁位置検出制御を行なって壁位置を検出した後、他方のシフトレンジにおける壁位置検出制御を行なって他方の壁位置を検出することで、２つの壁位置の間の範囲を測定することができる。Ｐ−ＥＣＵ４０は、測定した実可動回転量を記憶する。一旦、実可動回転量を取得すれば、Ｐ−ＥＣＵ４０は、一方のシフトレンジにおける壁位置を検出すると、その壁位置から実可動回転量だけ回転した位置を他方のシフトレンジにおける壁位置と設定することができ、２つのシフトレンジにおけるシフトレンジ範囲および目標回転位置を設定することができる。

以上のことから、Ｐレンジおよび非Ｐレンジの双方の壁位置の検出は、Ｐ−ＥＣＵ４０が実可動回転量を記憶していない場合に行なえばよい。たとえば車両の工場出荷時やＰ−ＥＣＵ４０におけるデータが消失したような場合に、両壁位置の検出が行なわれる。また、実可動回転量を記憶している場合であっても、所定の切替回数やトリップ数毎に両壁位置の検出制御を行なってもよい。たとえば、シフトレンジの切替が数万回行なわれた場合には、摩耗によるガタ量が増加するため、実可動回転量にも誤差が生じてくる。そのため実可動回転量を改めて測定することにより経時変化に対応した壁位置検出を行なうことができる。さらに、車両電源スイッチ２８がオンされる度に行なうようにしてもよいし、前回のトリップで、たとえば、アクチュエータ４２の異常などが発生した場合において、両壁位置の検出制御を行ない、実可動回転量を算出してもよい。

なお、１回のトリップは、車両電源スイッチ２８がオンからオフされるまでと定義してもよく、また実際に車両の車両電源がオンしてからオフするまでと定義してもよい。

図６は、前回トリップにおいて記憶されたデータを用いて行なう壁位置検出制御の例を示す。前回トリップ終了時のシフトレンジがＰレンジにある場合、まずＰ壁位置の検出制御を行ない、実可動回転量を検出済みであれば、非Ｐ壁位置の検出制御を行なわない。一方で、実可動回転量が不明の場合には、非Ｐ壁位置の検出制御を行なう。非Ｐ壁位置の検出制御は、ドライバ操作により非Ｐレンジへの切替要求があったときに行なわれる。このとき、Ｐ−ＥＣＵ４０は、シフトレンジを非Ｐレンジに切り替えるとともに、非Ｐ壁２１０とディテントスプリング１１０のころ１１２とを接触させて、非Ｐ壁位置検出制御を実行する。両壁位置の検出後、Ｐ−ＥＣＵ４０は、実可動回転量を測定し、記憶する。

前回トリップ終了時のシフトレンジが非Ｐレンジにある場合、まず非Ｐ壁位置の検出制御を行ない、実可動回転量を検出済みであれば、Ｐ壁位置の検出制御を行なわない。一方で、実可動回転量が不明の場合には、Ｐ壁位置の検出制御を行なう。Ｐ壁位置の検出制御は、ドライバ操作によりＰレンジへの切替要求があったときに行なわれる。Ｐ−ＥＣＵ４０は、シフトレンジをＰレンジに切り替えるとともに、Ｐ壁２００とディテントスプリング１１０のころ１１２とを接触させて、Ｐ壁位置検出制御を実行する。両壁位置の検出後、Ｐ−ＥＣＵ４０は、実可動回転量を測定し、記憶する。

前回トリップ終了時のシフトレンジが不明である場合、Ｖ−ＥＣＵ３０が車速に基づいて現在のシフトレンジを定め、Ｐ−ＥＣＵ４０に対して壁位置検出指令を送る。指令により、現在のシフトレンジをＰレンジに定めたことが判明すると、Ｐ−ＥＣＵ４０は、まずＰ壁位置の検出制御を行ない、その後、ユーザからのシフト切替要求を受けて、非Ｐ壁位置の検出制御を行なう。一方、指令により、現在のシフトレンジを非Ｐレンジに定めたことが判明すると、Ｐ−ＥＣＵ４０は、まず非Ｐ壁位置の検出制御を行ない、その後、ユーザからのシフト切替要求を受けてＰ壁位置の検出制御を行なう。

図７は、アクチュエータ４２の目標回転位置の算出方法の例を示す。図７では、Ｐ壁位置から非Ｐ壁位置に向かう方向にエンコーダ４６による計数値がカウントアップする場合を例にとる。Ｐ壁位置、非Ｐ壁位置および実可動回転量を検出済みの場合、Ｐ目標回転位置を、（Ｐ壁位置＋マージン）と設定し、非Ｐ目標回転位置を、（非Ｐ壁位置−マージン）と設定する。

Ｐ壁位置が検出済みであって、非Ｐ壁位置が不明である場合、実可動回転量を検出済みであれば、Ｐ目標回転位置を、（Ｐ壁位置＋マージン）と設定し、非Ｐ目標回転位置を（Ｐ壁位置＋実可動回転量−マージン）と設定する。また、実可動回転量が不明である場合には、Ｐ目標回転位置を、（Ｐ壁位置＋マージン）と設定し、非Ｐ目標回転位置を、（Ｐ壁位置＋設計可動回転量）と設定する。なお、設計可動回転量は、マージン分を考慮した値が設定される。

Ｐ壁位置が不明であって、非Ｐ壁位置が検出済みである場合、実可動回転量を検出済みであれば、Ｐ目標回転位置を、（非Ｐ壁位置−実可動回転量＋マージン）と設定し、非Ｐ目標回転位置を、（非Ｐ壁位置−マージン）と設定する。また、実可動回転量が不明である場合には、Ｐ目標回転位置を、（非Ｐ壁位置−設計可動回転量）と設定し、非Ｐ目標回転位置を、（非Ｐ壁位置−マージン）と設定する。

なお別の例では、非Ｐ壁位置からＰ壁位置に向かう方向にエンコーダ４６による計数値がカウントアップしてもよい。この場合、非Ｐ壁位置、Ｐ壁位置および実可動回転量を検出済みの場合、非Ｐ目標回転位置を、（非Ｐ壁位置＋マージン）と設定し、Ｐ目標回転位置を、（Ｐ壁位置−マージン）と設定する。

非Ｐ壁位置が検出済みであって、Ｐ壁位置が不明である場合、実可動回転量を検出済みであれば、非Ｐ目標回転位置を、（非Ｐ壁位置＋マージン）と設定し、Ｐ目標回転位置を、（非Ｐ壁位置＋実可動回転量−マージン）と設定する。また、実可動回転量が不明である場合には、非Ｐ目標回転位置を、（非Ｐ壁位置＋マージン）と設定し、Ｐ目標回転位置を、（非Ｐ壁位置＋設計可動回転量）と設定する。

非Ｐ壁位置が不明であって、Ｐ壁位置が検出済みである場合、実可動回転量を検出済みであれば、非Ｐ目標回転位置を、（Ｐ壁位置−実可動回転量＋マージン）と設定し、Ｐ目標回転位置を、（Ｐ壁位置−マージン）と設定する。また、実可動回転量が不明である場合には、非Ｐ目標回転位置を、（Ｐ壁位置−設計可動回転量）と設定し、Ｐ目標回転位置を、（Ｐ壁位置−マージン）と設定する。

以上のように説明したとおり、シフト制御システム１０は、アクチュエータ４２を回転させて、ディテントプレート１００の壁と、ディテントスプリング１１０のころ１１２とを接触させる。そして、その接触位置を検出することにより、シフトレンジの基準位置に対応するディテントプレート１００の壁位置を検出する。この壁位置を基準位置として設定することにより、相対位置情報しか検出できないエンコーダ４６を用いても、アクチュエータ４２の回転を適切に制御することができる。すなわち、ニュートラルスタートスイッチ等を用いずにシフトレンジの切り替えを適切に実行することができる。ここで、この方法によりシフトレンジの切り替えを行なう場合に、（１）シフトレンジが切り替わる位置までアクチュエータ４２の回転を制御する。（２）耐久性を向上させるために、シフトレンジの切り替え動作ではディテントプレート１００の壁に当てる前にアクチュエータ４２の回転を止める。この（１）、（２）を満足させるためにシフトレンジを切り替える際のアクチュエータ４２の実可動回転量を学習する必要がある。

しかしながら、Ｐ壁位置の検出では、ディテントスプリング１１０が縮められる。一方、非Ｐ壁位置の検出では、ディテントスプリング１１０が引張られる。そのため、壁位置の検出にあたって、検出開始時におけるシフトレンジと同じレンジの壁位置を検出する場合と、異なるレンジの壁位置を検出する場合とでスプリングの変形に差が発生する。そのため、検出が開始されるシフトレンジによって実可動回転量が異なってしまうことが考えられる。

図８は、非ＰレンジからＰ壁への壁当てによる壁位置検出時のエンコーダ４６のカウント数の変化のタイムチャートの例を示す図である。図８のタイムチャートにおいて、横軸は、時間を示す。一方、縦軸は、エンコーダ４６のカウント数を示す。この場合において、エンコーダ４６のカウント数の最大値は、ディテントプレート１００の非Ｐ壁２１０にころ１１２が接触する非Ｐ壁位置を示す。一方、エンコーダ４６のカウント数の最小値は、ディテントプレート１００のＰ壁２００にころ１１２が接触するＰ壁位置を示す。このとき、図８を参照して、非ＰレンジからＰ壁への壁当て時において、ディテントプレート１００のＰ壁２００にころ１１２が接触することに応じて、ディテントスプリング１１０が撓むこととなり、その結果、ディテントスプリング１１０が縮められることがわかる。これは、非ＰレンジからＰ壁への壁当て時に回転力が大きいことに起因する。すなわち、非ＰレンジからＰ壁への回転力には、アクチュエータ４２の出力トルクに加えてディテントプレート１００の山１２２を乗り越えて谷に落ちるときの衝撃力が含まれることが考えられる。そのため、Ｐ壁位置の誤学習の可能性がある。Ｐ壁位置の誤学習により、算出される目標回転位置および実可動回転量にずれが生じるため、通常の切替時にディテントプレート１００の壁に当たる可能性がある。つまり、ディテントスプリング１１０に対しての負荷が大きくなるといえる。そのため、Ｐ壁位置の検出は、非ＰレンジからＰ壁への壁当てよりも、ＰレンジからＰ壁への壁当てが望ましい。

そこで、壁当て学習により壁位置の検出を行なう際に、ころ１１２の壁位置の検出開始時の回転位置と壁位置検出終了時の回転位置とに基づく変化量が所定の変化量以上であることに応じて、壁位置検出を再度行なう。このことにより、たとえば、非ＰレンジからＰ壁への壁当て学習によるＰ壁位置の検出を行なう場合において、非Ｐレンジにおける開始位置からＰ壁を検出するとき、ディテントプレート１００が所定の変化量以上回転しているとして、ＰレンジからＰ壁への壁当て学習を再び行なうこととなる。ここで、所定の変化量は、たとえば、Ｐレンジに対応するＰ壁位置の再検出開始時において、アクチュエータ４２の回転開始位置がＰレンジに対応する回転範囲内（Ｐ解除判定位置からＰ壁位置までの回転範囲内）となるように予め設定される。

以下、図９を参照しつつ、壁当て学習により壁位置の検出を開始したときのＰ−ＥＣＵ４０で実行されるプログラムの制御構造について説明する。なお、ここで壁位置の検出を行なうのは、Ｐレンジに対応するＰ壁位置でもよいし、非Ｐレンジに対応する非Ｐ壁位置でもよい。

ステップ（以下、ステップをＳと略す。）１００にて、Ｐ−ＥＣＵ４０は、壁当て学習による壁位置の検出を開始する。このとき、Ｐ−ＥＣＵ４０は、図示しない内部メモリに壁位置の検出開始時におけるエンコーダ４６により取得される計数値を記憶させる。ここで、内部メモリは、書換可能な不揮発性メモリを含む。不揮発性メモリは、たとえば、ＳＲＡＭ（Static Random Access Memory）である。

Ｓ１０２にて、Ｐ−ＥＣＵ４０は、現在のシフトレンジに対応する壁位置を検出したか否かの判断を行なう。Ｐ−ＥＣＵ４０は、エンコーダ４６により取得される計数値が所定の時間の間変化しない位置を壁位置として検出する。そして、現在のシフトレンジに対応する壁位置が検出されると（Ｓ１０２にてＹＥＳ）、処理はＳ１０４に移される。もしそうでないと（Ｓ１０２にてＮＯ）、Ｐ−ＥＣＵ４０は、壁位置が検出されるまで、検出処理を継続する。

Ｓ１０４にて、Ｐ−ＥＣＵ４０は、アクチュエータ４２への電力供給を遮断する。Ｓ１０６にて、Ｐ−ＥＣＵ４０は、（壁位置検出時のシフトカウント−壁位置学習開始時のシフトカウント）が所定の変化量よりも大きいか否かを判断する。（壁位置検出時のシフトカウント−壁位置学習開始時のシフトカウント）が所定の変化量よりも大きいと判断されると（Ｓ１０６にてＹＥＳ）、処理はＳ１０８に移される。もしそうでないと（Ｓ１０６にてＮＯ）、処理はＳ１１２に移される。

Ｓ１０８にて、Ｐ−ＥＣＵ４０は、アクチュエータ４２への電力供給の遮断から所定の時間が経過したか否かの判断を行なう。ここでアクチュエータ４２への電力供給の遮断から所定の時間が経過することにより、壁当て学習によるディテントスプリング１１０の撓みあるいは伸びを開放し、通常の電力供給が開始されるときと同様にディテントスプリング１１０が撓みあるいは伸びのない状態でＰレンジからＰ壁位置の検出を行なうことができる。アクチュエータ４２への電力供給の遮断から所定の時間が経過すると（Ｓ１０８にてＹＥＳ）、処理はＳ１１０に移される。もしそうでないと（Ｓ１０８にてＮＯ）、Ｐ−ＥＣＵ４０は、所定の時間が経過するまで待機する。

Ｓ１１０にて、Ｐ−ＥＣＵ４０は、現在のシフトレンジに対応する壁位置の検出を再び開始する。そして、処理はＳ１０２に移される。

Ｓ１１２にて、Ｐ−ＥＣＵ４０は、検出された壁位置を現在のシフトレンジに対応する壁位置として確定する。

以上のような構造およびフローチャートに基づく、本実施の形態に係るシフト制御システム１０における動作を詳細に説明する。

Ｐ−ＥＣＵ４０は、Ｖ−ＥＣＵ３０からのシフトの切替要求等に応じて、壁当て学習による壁位置の検出を開始する（Ｓ１００）。Ｐ−ＥＣＵ４０は、壁位置が検出されると（Ｓ１０２にてＹＥＳ）、アクチュエータ４２への電力供給を遮断する（Ｓ１０４）。そして、Ｐ−ＥＣＵ４０は、（壁位置検出時シフトカウント−壁位置学習開始時シフトカウント）が所定の変化量より大きいと（Ｓ１０６にてＹＥＳ）、アクチュエータ４２への電力供給を遮断してから所定の時間経過した後に（Ｓ１０８にてＹＥＳ）、壁位置学習を再び開始する（Ｓ１１０）。そして、再び壁位置が検出されると（Ｓ１０２にてＹＥＳ）、Ｐ−ＥＣＵ４０は、アクチュエータ４２への電力供給を遮断し（Ｓ１０４）、（壁位置検出時のシフトカウント−壁位置学習開始時シフトカウント）が所定の変化量より小さいと判断されると（Ｓ１０６にてＮＯ）、壁位置を確定する（Ｓ１１２）。

次に、以下、図１０を参照にして、車両電源スイッチ２８がオンされることに応じて、壁当て学習によりＰ壁位置の検出を開始したときにＰ−ＥＣＵ４０で実行されるプログラムの制御構造について説明する。この説明においては、車両の工場出荷時を想定する。ただし、Ｐ−ＥＣＵ４０で実行されるプログラムは、車両の工場出荷時に限定されるものではない。たとえば、バッテリクリア時のようにＰ−ＥＣＵ４０の内部メモリに前回のシフトレンジが記憶されていない場合を含む。

Ｓ２００にて、Ｖ−ＥＣＵ３０は、ユーザの車両電源スイッチ２８への操作に応じて、シフト制御システム１０に電力供給を開始する。

Ｓ２０２にて、Ｐ−ＥＣＵ４０は、初期待機状態となる。すなわち、工場出荷時であるため、内部メモリに前回のシフトレンジが記憶されていないので、Ｖ−ＥＣＵ３０からのレンジ切替要求を受けるまで待機する。

Ｓ２０４にて、Ｐ−ＥＣＵ４０は、Ｖ−ＥＣＵ３０からのシフトレンジの切替要求を受けたか否かの判断を行なう。Ｖ−ＥＣＵ３０からのシフトレンジの切替要求を受けると（Ｓ２０４にてＹＥＳ）、Ｐ−ＥＣＵ４０は、処理をＳ２０６に移す。もしそうでないと（Ｓ２０４にてＮＯ）、処理はＳ２０２に戻され、Ｖ−ＥＣＵ３０からのシフトレンジの切替要求を受けるまで待機する。

Ｓ２０６にて、Ｐ−ＥＣＵ４０は、初期駆動の動作として、エンコーダ４６において、ロータと通電相の位相合わせを行なう。Ｓ２０８にて、Ｐ−ＥＣＵ４０は、Ｐ壁位置を検出するための壁当て学習を開始する。

Ｓ２１０にて、Ｐ−ＥＣＵ４０は、Ｐレンジに対応するＰ壁位置を検出したか否かの判断を行なう。Ｐレンジに対応する壁位置が検出されると（Ｓ２１０にてＹＥＳ）、処理はＳ２１２に移される。もしそうでないと（Ｓ２１０にてＮＯ）、Ｐ−ＥＣＵ４０は、Ｐ壁位置が検出されるまで検出処理が継続される。

Ｓ２１２にて、Ｐレンジに対応するＰ壁位置が検出されると、Ｐ−ＥＣＵ４０は、アクチュエータ４２への電力供給を遮断する。

Ｓ２１４にて、Ｐ−ＥＣＵ４０は、（Ｐ壁位置検出時のシフトカウント−Ｐ壁位置学習開始時のシフトカウント）が所定の変化量よりも大きいか否かの判断を行なう。（Ｐ壁位置検出時のシフトカウント−Ｐ壁位置学習開始時のシフトカウント）が所定の変化量よりも大きいと判断されると（Ｓ２１４にてＹＥＳ）、処理はＳ２１６に移される。もしそうでないと（Ｓ２１４にてＮＯ）、処理はＳ２２０に移される。

Ｓ２１６にて、Ｐ−ＥＣＵ４０は、アクチュエータ４２への電力供給の遮断から所定の時間が経過したか否かを判断する。アクチュエータ４２への電力供給の遮断から所定の時間が経過したと判断すると（Ｓ２１６にてＹＥＳ）、処理はＳ２１８に移される。もしそうでないと（Ｓ２１６にてＮＯ）、Ｐ−ＥＣＵ４０は、所定の時間が経過するまで待機する。

Ｓ２１８にて、Ｐ−ＥＣＵ４０は、再びＰ壁位置の学習を開始する。その後、処理はＳ２１０に移される。Ｓ２２０にて、Ｐ−ＥＣＵ４０は、Ｓ２１０にて検出されたＰ壁位置をＰレンジに対応する壁位置として確定する。

以上のような構造およびフローチャートに基づく、本実施の形態に係るシフト制御システム１０における動作を図１１のタイムチャートを参照して説明する。なお、図１１におけるシフト制御システム１０の動作は、工場出荷時の動作を一例として説明する。

図１１（Ａ）は、Ｖ−ＥＣＵ３０からの切替要求の変化を示す図である。また、図１１（Ｂ）は、エンコーダ４６により検出されるカウント数の変化を示す図である。図１１（Ａ）および図１１（Ｂ）において、横軸は、時間を示す。

まず、図１１（Ｂ）を参照して、ユーザの車両電源スイッチ２８への操作に応じて、シフト制御システム１０への電力供給が開始される（Ｓ２００）。そして、工場出荷時において、Ｐ−ＥＣＵ４０に含まれる内部メモリには、シフトレンジの記憶がないため、Ｖ−ＥＣＵ３０は、車速判定を行なう。このとき、Ｐ−ＥＣＵ４０は、Ｖ−ＥＣＵ３０からの切替要求の信号を受けるまで待機する（Ｓ２０２）。そして、図１１（Ａ）を参照して、Ｖ−ＥＣＵ３０は、車速判定の結果、現在のシフトレンジがＰレンジであると判定することに応じて、Ｐ−ＥＣＵ４０に対して、Ｐレンジの切替要求を送る（Ｓ２０４にてＹＥＳ）。そして、Ｐ−ＥＣＵ４０は、初期駆動を実行する（Ｓ２０６）。

次に、図１１（Ｂ）を参照して、Ｐ−ＥＣＵ４０は、Ｐ壁当て学習により、１回目のＰレンジに対応するＰ壁位置の検出を行なう（Ｓ２０８）。ここで、Ｐ−ＥＣＵ４０は、Ｐ壁位置が検出されたと判断すると（Ｓ２１０にてＹＥＳ）、アクチュエータ４２への電力供給を遮断する（Ｓ２１２）。このとき、Ｐ−ＥＣＵ４０は、（Ｐ壁位置検出時のシフトカウント−Ｐ壁位置開始時のシフトカウント）が所定の変化量よりも大きいと判断すると（Ｓ２１４にてＹＥＳ）、アクチュエータ４２への電力供給を遮断してから所定の時間経過した後に（Ｓ２１６にてＹＥＳ）、２回目のＰ壁位置の学習を開始する（Ｓ２１８）。そして、Ｐ壁位置が検出されると（Ｓ２１０にてＹＥＳ）、Ｐ−ＥＣＵ４０は、アクチュエータ４２への電力供給を遮断し（Ｓ２１２）、（Ｐ壁位置検出時のシフトカウント−Ｐ壁位置開始時のカウント）が所定の変化量よりも小さいと判断すると（Ｓ２１４にてＮＯ）、Ｐ壁位置を確定する（Ｓ２２０）。

以上のようにして、本実施の形態に係るシフト制御システムによると、ニュートラルスイッチが不要となるとともに、以下のような効果を有する。すなわち、シフト制御システムにおいて、壁位置を設定するときに、エンコーダにより壁位置の設定開始時と設定終了時とにおいてそれぞれ取得されるカウント数に基づく変化量が所定の変化量を超えることに応じて、壁位置を再設定することにより、たとえば、非ＰレンジからＰ壁位置の検出を行なう場合、設定開始時と設定終了時とでエンコーダによりそれぞれ取得されるカウント数に基づく変化量が大きいとして、Ｐ壁位置を再設定することができる。すなわち、２回目の壁位置の検出の動作において、ＰレンジからＰ壁位置を検出することができる。ＰレンジからＰ壁位置への基準位置の検出時のアクチュエータの回転力は、非Ｐレンジから基準位置の検出時と比較して小さい。そのため、ＰレンジからのＰ壁位置の検出は、ディテントプレートに係合するディテントスプリングへの負荷が低い。すなわち、ディテントスプリングの変形を防止、あるいは低減することができる。ディテントスプリングの変形を防止、あるいは低減できるため、ＰレンジにおけるＰ壁位置が正しく設定されることにより、シフト切替機構の耐久性も向上する。その結果、シフトレンジ切替機構にかかる負荷を低減することができる。

＜第２の実施の形態＞
以下、本発明の第２の実施の形態に係る自動変速機のシフト制御システムについて説明する。本実施の形態に係る自動変速機のシフト制御システムのハードウェア構成は、前述の第１の実施の形態と同じである。それらについて、同じ参照符号を付してある。それらの機能も同じである。したがって、それらについての詳細な説明はここでは繰返さない。

本実施の形態に係るシフト制御システムは、壁位置検出制御が終了した後に、アクチュエータ４２を検出された壁位置から、壁により回転が規制される方向の逆方向に所定の回転量の回転を行なう点が特徴である。

すなわち、壁位置検出制御が終了した後、ディテントスプリング１１０がディテントプレート１００の壁に押し当てられて撓んだ、あるいは伸びた状態でＰ−ＥＣＵ４０がアクチュエータ４２への電力供給を遮断した場合、またはその状態で何らかの故障が生じてアクチュエータ４２への電力供給が停止した場合、ディテントスプリング１１０の弾性力により元の形状に戻ろうとする回復力によってディテントプレート１００に不必要な回転が生じ、シフト位置が予定していない位置に移動しうる。このような事態を回避するために、本実施の形態では、壁位置検出制御の終了後に、アクチュエータ４２を、壁位置から、壁により回転が規制される方向の逆方向に所定の回転量の回転を行なう。そして、ディテントスプリング１１０の撓みまたは伸びを解消してからＰ−ＥＣＵ４０は、アクチュエータ４２への電力供給を遮断する。以下、このような制御を「戻し制御」と呼ぶ。

図１２を参照して、Ｐ−ＥＣＵ４０で実行されるプログラムの制御構造について説明する。なお、図１２に示したフローチャートの中で、前述の図１０に示したフローチャートと同じ処理については同じステップ番号を付してある。それらについて処理も同じである。したがって、それらについての詳細な説明はここでは繰返さない。

Ｓ３００にて、Ｐ−ＥＣＵ４０は、アクチュエータ４２の通電相を第１の所定の時間、たとえば、５０ミリ秒間固定してアクチュエータ４２を完全に停止させる。

Ｓ３０２にて、Ｐ−ＥＣＵ４０は、アクチュエータ４２の回転が壁により規制される方向の逆方向に、アクチュエータ４２を駆動させる。たとえば、現在位置がＰ壁位置である場合は、非Ｐ壁の方向にアクチュエータ４２を回転させる。

Ｓ３０４にて、Ｐ−ＥＣＵ４０は、エンコーダ４６により検知されるアクチュエータ４２の回転位置が検出された壁位置より所定の回転量手前に位置するか否かの判断を行なう。アクチュエータ４２の位置が壁位置より所定の回転量手前の位置であると判断すると（Ｓ３０４にてＹＥＳ）、処理はＳ３０６に移される。もしそうでないと（Ｓ３０４にてＮＯ）、処理はＳ３０２に戻される。

Ｓ３０６にて、Ｐ−ＥＣＵ４２は、アクチュエータ４２を完全に停止させるために、第２の所定の時間、たとえば、１００ミリ秒間通電相を固定する。Ｓ３０８にて、Ｐ−ＥＣＵ４０は、アクチュエータ４２への電力供給を遮断する。なお、第１の所定の時間と第２の所定の時間とは、同じ時間でもよいし、それぞれ別々に設定される時間でもよい。

これにより、ディテントスプリング１１０の回復力でディテントプレート１００が回転する状態を回避することができる。このとき、Ｐ−ＥＣＵ４０がアクチュエータ４２を壁位置から、逆の壁位置方向に回転させるときの所定の回転量は、ディテントスプリング１１０の撓みまたは伸びが解消される程度に設定すればよい。また、この所定の回転量は、ディテントプレート１００やディテントスプリング１１０の形状などに依存して設定されてもよく、１回目で設定された目標回転位置と同じ位置であってもよいし、シフト位置を正確に定めるために目標回転位置よりも壁側に設定されてもよいし、より安全性を高めるために目標回転位置よりもさらに大きなマージンをとって設定されてもよい。あるいは、この所定の回転量は、ディテントプレート１００の形状などに応じて、Ｐ壁側と非Ｐ壁側で異なる値としてもよく、たとえば、Ｐ壁側では非Ｐ壁方向に２度程度、非Ｐ壁側ではＰ壁方向に３度程度であってもよい。

以上のようにして、本実施の形態に係るシフト制御システムによると、ディテントスプリング１１０の撓みまたは伸び等による回復力でディテントプレート１００に無用の回転が生じ、シフト位置が予定していない位置に移動しうる事態を回避することができる。

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

本実施の形態に係るシフト制御システムの構成を示す図である。 シフト制御機構の構成を示す図である。 ディテントプレートの構成を示す図である。 アクチュエータの制御方法を説明するための図である。 Ｐ壁位置を検出する制御方法を説明するための図および非Ｐ壁位置を検出する制御方法を説明するための図である。 壁位置検出制御の例を示す図である。 アクチュエータ４２の目標回転位置の算出方法の例を示す図である。 非ＰレンジからＰ壁への壁当てによる壁位置検出時のエンコーダ４６のカウント数の変化のタイムチャートの一例を示す図である。 本発明の第１の実施の形態に係るシフト制御システムのＰ−ＥＣＵにおいて実行されるプログラムの制御構造を示すフローチャートである。 本発明の第１の実施の形態に係るシフト制御システムのＰ−ＥＣＵにおいて、車両電源スイッチがオンされてから実行されるプログラムの制御構造を示すフローチャートである。 エンコーダ４６により検出されるカウント数の変化を示すタイムチャートの一例を示す図である。 本発明の第２の実施の形態に係るシフト制御システムのＰ−ＥＣＵにおいて実行されるプログラムの制御構造を示すフローチャートである。

符号の説明

１０ シフト制御システム、２０ Ｐスイッチ、２２ インジケータ、２４ 入力部、２６ シフトスイッチ、２８ 車両電源スイッチ、３０ Ｖ−ＥＣＵ、４０ Ｐ−ＥＣＵ、４２ アクチュエータ、４６ エンコーダ、４８ シフト制御機構、５０ 表示部、５２ メータ、６０ 駆動機構、１００ ディテントプレート、１０２ シャフト、１０４ ロッド、１０６ パーキングロックポール、１０８ パーキングギア、１１０ ディテントスプリング、１１２ ころ、１２０ 非Ｐレンジ位置、１２２ 山、１２４ Ｐレンジ位置、２００ Ｐ壁、２１０ 非Ｐ壁。

Claims (5)

1. アクチュエータにより駆動されて、シフトポジションを切り替えるためのシフト手段と、
   所定のシフトポジションにおいて前記アクチュエータの所定の方向の回転を規制するための規制手段と、
   前記アクチュエータの回転量に応じた計数値を取得するための計数手段と、
   前記アクチュエータの回転を制御するための回転制御手段と、
   前記アクチュエータの回転が前記規制手段により規制される方向に、前記回転制御手段により前記アクチュエータが回転されたとき、前記計数手段により取得された前記計数値の状態に基づいて、前記所定のシフトポジションに対応した前記アクチュエータの基準位置を設定するための位置設定手段と、
   前記基準位置を設定するときに、前記基準位置の設定開始時の計数値と設定終了時の計数値との差が所定値以上となるような前記アクチュエータの回転が発生したときには、前記基準位置を再び設定するように前記位置設定手段に指示するための指示手段とを含む、自動変速機のシフトレンジ切替装置。
2. 前記シフトレンジ切替装置は、前記変化量が前記所定の変化量を超えることに応じて、所定の時間、前記アクチュエータへの電力供給を遮断するための電力制御手段をさらに含む、請求項１記載の自動変速機のシフトレンジ切替装置。
3. 前記回転制御手段は、前記変化量が前記所定の変化量を超えることに応じて、前記アクチュエータの回転を前記規制手段により規制される方向の逆方向に、設定された前記基準位置から前記アクチュエータを所定の回転量の回転を行なわせるための戻し制御手段をさらに含む、請求項１記載の自動変速機のシフトレンジ切替装置。
4. 前記シフトレンジ切替装置は、前記所定のシフトポジションに対応する前記基準位置の設定開始時において、前記アクチュエータの回転開始位置が前記所定のシフトポジションに対応する回転範囲内となるように、前記所定の変化量を設定するための設定手段をさらに含む、請求項１から３のうちのいずれかに記載の自動変速機のシフトレンジ切替装置。
5. 前記シフト手段は、前記アクチュエータにより回転するディテントプレートと、前記シフトポジションに対応して前記ディテントプレートに係合してシフト位置を固定するためのディテントスプリングとを含み、
   前記戻し制御手段は、前記ディテントスプリングの縮みおよび延びのうちのいずれかが解消される位置まで前記アクチュエータを回転させるための手段を含む、請求項３記載の自動変速機のシフトレンジ切替装置。

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