JP4314213B2 - シフトレンジ選択装置 - Google Patents

Description

本発明は、自動変速機のシフトレンジを選択するシフトレンジ選択装置に関し、特にシフトバイワイヤシステムに適用される自動変速機のシフトレンジ選択装置に関する。

近年、車両制御の分野において、車両状態を変化させるアクチュエータを車両搭乗者の指令によってバイワイヤ制御回路により電気制御するバイワイヤシステムが採用されつつある。例えば、車両搭乗者の指令によって車両の自動変速機のシフトレンジを変化させるシフトバイワイヤシステムが公知である（特許文献１参照）。
このようなシフトバイワイヤシステムをはじめとするバイワイヤシステムでは、アクチュエータを構成するモータの回転角度を、ホール素子などにより磁気的に検出している（特許文献２参照）。

特開２００４−２３０９５２号公報 特開２００４−１３８４０６号公報

シフトバイワイヤシステムの場合、アクチュエータを構成するモータから最終的に駆動される例えばマニュアルバルブなどのレンジ位置選択機構までの間に緩みが生じる。この緩みは、例えばガタなどのように各構成部材の寸法的な公差によって生じるだけでなく、円滑な駆動を確保するためのあそびとして必要となる。しかしながら、モータからレンジ位置選択機構までの間に緩みがあると、レンジ位置選択機構の位置の制御性が悪化する。その結果、レンジ位置選択機構の位置の精密な制御が困難になったり、モータへの信号の入力に対するレンジ位置選択機構の移動応答性が低下する。

そこで、本発明の目的は、モータからレンジ位置選択機構までの緩みを含めてモータを制御することにより、レンジ位置選択機構の位置の精度が向上し、応答性が高いシフトレンジ選択装置を提供することにある。

請求項１記載の発明では、モータを正回転または逆回転することにより、モータからレンジ位置選択機構までの緩みを検出している。すなわち、モータからレンジ位置選択機構までの間に緩みがあると、エンコーダで検出されるモータの回転角度とレンジ位置選択機構の位置との間には、モータの正回転時と逆回転時とで差が生じる。緩み検出部では、この差を検出することにより、モータからレンジ位置選択機構までの緩みを検出している。これにより、制御部は、緩み検出部で検出された緩みを含めてモータの回転角度を設定する。したがって、モータは緩みを含めた適切な回転角度まで回転するので、レンジ位置選択機構の位置の精度を高めることができる。また、モータは緩みを含めた適切な回転角度まで回転するので、レンジ位置選択機構の移動応答性を高めることができる。

また、緩み検出部は自動変速機のシフトレンジが所定のレンジにあるとき、モータを正回転または逆回転させる。すなわち、緩み検出部は、自動変速機のシフトレンジを変更することなく、モータを正回転または逆回転させ、緩みを検出している。これにより、例えば車両のエンジン始動直後のように車両の搭乗者がシフトレンジの操作を行わないときでも、緩み検出部は緩みの検出を実施することができる。

さらに、特定凹部にストッパが噛み合っている状態でモータを正回転または逆回転させている。モータを所定角度、正回転または逆回転させた後に停止させると、特定凹部の最も底となる部分へのストッパの移動によってディテントプレートが回転する。そして、駆動軸部材を経由してディテントプレートに接続するモータも、ディテントプレートともに回転する。このとき、モータを正回転させたときと逆回転させたときとでは、ディテントプレートの回転が停止するまでのモータの回転角度に差が生じる。この差は、モータからレンジ位置選択機構までの緩みに相当する。これにより、制御部は、緩み検出部で検出された緩みを含めてモータの回転角度を設定する。したがって、レンジ位置選択機構の位置の精度を高めることができ、レンジ位置選択機構の移動応答性を高めることができる。

請求項２記載の発明では、特定凹部はＰレンジに対応する。これにより、緩み検出部は、自動変速機のシフトレンジがＰレンジにあるとき、緩みの検出を実行する。例えばエンジンの始動直後のように車両の搭乗者がシフトレンジの操作を行わない場合、シフトレンジはＰレンジにある。そのため、搭乗者によるシフトレンジの操作に関係なく、緩み検出が実行される。したがって、確実に緩みを検出することができる。

以下、本発明の複数の参考例及び実施形態を図面に基づいて説明する。なお、以下の説明では、電子制御ユニットを「ＥＣＵ」と略記する。
（第１参考例）
図１は、本発明の第１参考例による車両制御システム１を示している。例えば四輪の車両に搭載される車両制御システム１は、自動変速機制御システム２、シフトレンジ選択装置としてのシフトバイワイヤシステム３、エンジン制御システム４および統合ＥＣＵ１０などから構成されている。

自動変速機制御システム２、シフトバイワイヤシステム３およびエンジン制御システム４は、それぞれＡＴ−ＥＣＵ１２、ＳＢＷ−ＥＣＵ１３およびＥＣ−ＥＣＵ１４を有している。ＡＴ−ＥＣＵ１２、ＳＢＷ−ＥＣＵ１３およびＥＣ−ＥＣＵ１４は、いずれもマイクロコンピュータを主体に構成された電気回路である。ＡＴ−ＥＣＵ１２、ＳＢＷ−ＥＣＵ１３およびＥＣ−ＥＣＵ１４は、それぞれ車内のＬＡＮ回線１７を経由して電気的または光学的に相互に接続されている。また、ＡＴ−ＥＣＵ１２、ＳＢＷ−ＥＣＵ１３、ＥＣ−ＥＣＵ１４および統合ＥＣＵ１０は、車両の電源であるバッテリ１８に電気的に接続されており、このバッテリ１８から供給された電力によって作動する。統合ＥＣＵ１０は、上述のＡＴ−ＥＣＵ１２、ＳＢＷ−ＥＣＵ１３およびＥＣ−ＥＣＵ１４と共同して車両制御システム１全体を制御する。ＳＢＷ−ＥＣＵ１３は特許請求の範囲の制御部および緩み検出部に対応する。

自動変速機制御システム２は、車両の自動変速機を油圧により駆動する。自動変速機制御システム２は、自動変速機２０のシフトレンジおよび変速段を切り換える油圧回路２１を備えている。自動変速機２０には、走行レンジとして前進レンジであるＤレンジおよび後進レンジであるＲレンジと、非走行レンジとして駐車レンジであるＰレンジおよび中立レンジであるＮレンジとが設定されている。油圧回路２１は、レンジ位置選択機構としてのスプールバルブであるマニュアルバルブ２２を有している。マニュアルバルブ２２は、軸方向へ移動することにより、油圧回路２１を切り換える。マニュアルバルブ２２が油圧回路２１を切り換えることにより、自動変速機２０は上記のシフトレンジのいずれかに設定される。自動変速機２０は、いずれかのシフトレンジで締結する複数の摩擦係合要素を備えている。油圧回路２１に設置されている複数の電磁弁２３は、対応する摩擦係合要素を油圧により駆動する。これにより、各摩擦係合要素は、電磁弁２３から供給される油圧によって締結または解放される。

ＡＴ−ＥＣＵ１２は、油圧回路２１の電磁弁２３などの電気要素に電気的に接続されている。これにより、ＡＴ−ＥＣＵ１２は、各電磁弁２３からの出力油圧を電気的に制御する。ＡＴ−ＥＣＵ１２によって電磁弁２３からの出力油圧を制御することにより、自動変速機２０の各摩擦係合要素は締結または解放される。また、本参考例の場合、ＡＴ−ＥＣＵ１２は、例えば自動変速機２０の出力軸の回転数などから車両の速度を検出する車速センサ２４と電気的に接続している。ＡＴ−ＥＣＵ１２は、車速センサ２４から出力された検出信号を受信して車速を検出し、各電磁弁２３を制御する。

シフトバイワイヤシステム３は、自動変速機制御システム２のマニュアルバルブ２２を駆動するアクチュエータ３０および変速機構部３１を備えている。電磁駆動式のアクチュエータ３０は、モータ３２、減速部３３およびエンコーダ３４などを有している。モータ３２は、回転方向に配列された複数のコイルが結線されている駆動部３８を有している。ＳＢＷ−ＥＣＵ１３は、モータ３２の駆動部３８に信号を出力する。これにより、モータ３２は、ＳＢＷ−ＥＣＵ１３から駆動部３８へ入力された信号にしたがって図示しない軸部材を回転させる。減速部３３は、モータ３２の回転運動を減速して変速機構部３１に伝達する。変速機構部３１は、減速部３３から出力された回転駆動力をマニュアルバルブ２２へ伝達する。

変速機構部３１は、図２に示すように駆動軸部材５１、ディテントプレート５２およびストッパ５３などを有している。駆動軸部材５１は、モータ３２に接続し、モータ３２によって回転駆動される。ディテントプレート５２は、駆動軸部材５１から径方向外側に伸びて駆動軸部材５１と一体に構成されている。これにより、ディテントプレート５２は、駆動軸部材５１と一体にモータ３２によって回転駆動される。ディテントプレート５２には、駆動軸部材５１と平行に突出するピン５４が設置されている。ピン５４は、マニュアルバルブ２２と接続している。その結果、ディテントプレート５２が駆動軸部材５１とともに回転することにより、マニュアルバルブ２２は軸方向へ往復移動する。すなわち、変速機構部３１は、モータ３２の回転駆動力を直線運動に変換してマニュアルバルブ２２に伝達する。

ディテントプレート５２は、径方向において駆動軸部材５１と反対側に図３に示すように複数の凹部６１、６２、６３、６４を有している。凹部６１、６２、６３、６４は、それぞれ自動変速機のシフトレンジである「Ｐレンジ」、「Ｒレンジ」、「Ｎレンジ」および「Ｄレンジ」に対応して形成されている。ストッパ５３は、図２に示すように板ばね５５の先端に移動可能に支持されている。ストッパ５３がディテントプレート５２の凹部６１、６２、６３、６４のいずれかに噛み合うことによって、マニュアルバルブ２２の軸方向の位置が決定される。駆動軸部材５１を経由してディテントプレート５２に所定の力が加わると、ストッパ５３は図３に示すように各凹部６１〜６４間に形成される凸部６５、６６、６７を乗り越えて隣接する他の凹部６１〜６４へ移動する。その結果、モータ３２によって駆動軸部材５１を回転させることにより、マニュアルバルブ２２の軸方向の位置が変化し、自動変速機２０はシフトレンジが変更される。

図１に示すようにレンジ位置検出手段としてのニュートラルスイッチ７０は、マニュアルバルブ２２の軸方向の位置を検出する。ニュートラルスイッチ７０は、図２および図３に示すようにディテントプレート５２の回転角度からマニュアルバルブ２２の軸方向の位置、すなわちマニュアルバルブ２２が「Ｐレンジ」、「Ｒレンジ」、「Ｎレンジ」または「Ｄレンジ」のいずれにあるかを検出する。ニュートラルスイッチ７０は、図３に示すようにディテントプレート５２に設置されている電極７１、７２、７３、７４と、これらの電極７１〜７４と接する電極７５、７６、７７、７８とを有している。電極７１〜７４は、ディテントプレート５２に形成され、ディテントプレート５２の径方向へ同心状に複数の円弧状に形成されている。電極７１〜７４は、層ごとに連続または不連続に形成されている。電極７１〜７４は、ディテントプレート５２とともに回転する。一方、電極７５〜７８は、ディテントプレート５２の各電極７１〜７４に対応している。電極７５〜７８は、図示しない電極固定部に固定されている。電極７５〜７８は、ストッパ５３と同一の直線上に配置されている。これにより、ディテントプレート５２が回転すると、電極７１〜７４と電極７５〜７８との接触状態が変化し、ディテントプレート５２の位置が検出される。その結果、ニュートラルスイッチ７０は、ディテントプレート５２の位置に基づいて、マニュアルバルブ２２が「Ｐレンジ」、「Ｒレンジ」、「Ｎレンジ」または「Ｄレンジ」のいずれの位置にあるかを検出する。ニュートラルスイッチ７０は、検出したマニュアルバルブ２２の位置を電気信号としてＳＢＷ−ＥＣＵ１３に出力する。

ＳＢＷ−ＥＣＵ１３は、アクチュエータ３０のモータ３２およびエンコーダ３４、ニュートラルスイッチ７０、ならびに車両のレンジセレクタ３５のセレクタセンサ３６に電気的に接続している。エンコーダ３４は、例えばロータリエンコーダなどであり、モータ３２の出力軸の回転角度を検出し、検出した回転角度をカウントとしてＳＢＷ−ＥＣＵ１３へ出力する。上述のように自動変速機２０のシフトレンジは、モータ３２の回転角度によって変化する。そのため、エンコーダ３４により検出されるモータ３２の回転角度は、自動変速機２０で実現されているシフトレンジ（以下、「実レンジ」）を間接的に表している。本参考例の場合、ニュートラルスイッチ７０は、上述のようにディテントプレート５２の回転角度を検出し、その検出信号をＳＢＷ−ＥＣＵ１３へ出力する。これにより、ＳＢＷ−ＥＣＵ１３は、ディテントプレート５２によって駆動されるマニュアルバルブ２２の位置、すなわち自動変速機２０の実レンジを検出する。なお、ニュートラルスイッチ７０は、ディテントプレート５２の回転角度でなく、変速機構部３１の駆動軸部材５１の回転角度、あるいはマニュアルバルブ２２の軸方向の位置などを検出する構成としてもよい。この場合、ＳＢＷ−ＥＣＵ１３は、駆動軸部材５１の回転角度またはマニュアルバルブ２２の軸方向の位置から、自動変速機２０の実レンジを検出する。本参考例では、図３に示すようにシフトレンジが「Ｐレンジ」側から「Ｒレンジ」、「Ｎレンジ」および「Ｄレンジ」側へ切り換わるときにモータ３２が回転する方向は、正回転方向と定義している。一方、シフトレンジが「Ｄレンジ」側から「Ｎレンジ」、「Ｒレンジ」および「Ｐレンジ」側へ切り換わるときにモータ３２が回転する方向は、逆回転方向と定義している。

セレクタセンサ３６は、車両の搭乗者がレンジセレクタ３５を操作することにより指令したレンジ（以下、「指令レンジ」）を検出する。セレクタセンサ３６は、検出した信号をＳＢＷ−ＥＣＵ１３へ出力する。このように、エンコーダ３４、ニュートラルスイッチ７０およびセレクタセンサ３６から出力信号を受信したＳＢＷ−ＥＣＵ１３は、それらの検出信号が表す物理量に基づいてモータ３２へ出力する信号を制御する。ＳＢＷ−ＥＣＵ１３は、図示しないＣＰＵおよび各センサから入力された信号を一時的に記憶するメモリ１５を有している。

ＥＣ−ＥＣＵ１４は、車両のエンジン４０のスロットル４１、インジェクタ４２、およびアクセルペダル４３のアクセルセンサ４４に電気的に接続している。スロットル４１は、エンジン４０の吸気通路を流れる吸気の流量を調整する。インジェクタ４２は、エンジン４０の吸気通路または各気筒へ噴射する燃料の量を調整する。アクセルセンサ４４は、車両の搭乗者によるアクセルペダル４３の操作量を検出し、検出した信号をＥＣ−ＥＣＵ１４に出力する。このような構成により、ＥＣ−ＥＣＵ１４は、車両の搭乗者によってアクセルペダル４３が操作されると、その操作に基づいてスロットル４１およびインジェクタ４２などを電気的に制御する。その結果、ＥＣ−ＥＣＵ１４は、エンジン４０の回転数および出力トルクを調整する。

次に、ＳＢＷ−ＥＣＵ１３が実施する緩みの検出および検出した緩みに基づくモータ３２の制御について図４に基づいて説明する。
上述のように、シフトバイワイヤシステム３は、駆動力を発生するモータ３２から自動変速機２０のシフトレンジを切り換えるマニュアルバルブ２２までの間に減速部３３および変速機構部３１などの機械的な動力伝達機構を有している。そのため、減速部３３および変速機構部３１などを構成する各要素には、各部材の寸法公差だけでなく円滑な作動を達成するために所定の「あそび」が設定されている。その結果、モータ３２からマニュアルバルブ２２までの間には、「ガタ」などの緩みが生じる。また、モータ３２からマニュアルバルブ２２までの間には、摩耗などの経年的な形状の変化によっても緩みが生じる。

（緩みの検出）
ＳＢＷ−ＥＣＵ１３は、所定の時期にシフトバイワイヤシステム３の緩みの検出を実行する。ＳＢＷ−ＥＣＵ１３は、緩みを検出するためのプログラムを記録した記録媒体または緩みを検出するための電子回路を有している。
ＳＢＷ−ＥＣＵ１３は、シフトレンジを「Ｐレンジ」、「Ｒレンジ」または「Ｎレンジ」から「Ｄレンジ」へ切り換える要求があるか否かを検出する（Ｓ１０１）。例えば、車両を発進させるとき、車両の搭乗者はシフトレンジを「Ｐレンジ」、「Ｒレンジ」または「Ｎレンジ」から「Ｄレンジ」へ切り換える。また、統合ＥＣＵ１０によって、車両を統合して制御する場合、車両の状態によって強制的にシフトレンジを「Ｐレンジ」、「Ｒレンジ」または「Ｎレンジ」から「Ｄレンジ」へ切り換えることも考えられる。このとき、ＳＢＷ−ＥＣＵ１３は、シフトレンジの切り換え要求があったと判断する。

シフトレンジの切り換え要求があると、ＳＢＷ−ＥＣＵ１３はニュートラルスイッチ７０が「Ｄレンジ」へ切り換わるときのエンコーダ３４のカウントＡを記憶する（Ｓ１０２）。上述のように、マニュアルバルブ２２はディテントプレート５２の回転によって軸方向へ移動する。また、ディテントプレート５２は、モータ３２から出力された駆動力によって回転駆動される。そのため、シフトレンジが「Ｐレンジ」、「Ｒレンジ」または「Ｎレンジ」から「Ｄレンジ」へ切り換わるとき、ある瞬間にニュートラルスイッチ７０の「Ｄレンジ」の信号がオンとなる。そこで、ＳＢＷ−ＥＣＵ１３は、ニュートラルスイッチ７０の「Ｄレンジ」の信号がオンになった瞬間を検出する。

そして、ＳＢＷ−ＥＣＵ１３は、ニュートラルスイッチ７０の「Ｄレンジ」の信号がオンになった時点におけるエンコーダ３４のカウントＡを検出する。エンコーダ３４のカウントＡは、ニュートラルスイッチ７０の「Ｄレンジ」の信号がオンになった瞬間のモータ３２の回転角度に対応している。そのため、シフトレンジが「Ｐレンジ」、「Ｒレンジ」または「Ｎレンジ」から「Ｄレンジ」へ切り換わるときのエンコーダ３４のカウントＡを検出することにより、モータ３２が正回転するときのモータ３２の回転角度が検出される。ＳＢＷ−ＥＣＵ１３は、検出したエンコーダ３４のカウントＡを第一記憶部としてのメモリ１５に記憶する。
Ｓ１０１において、シフトレンジを「Ｐレンジ」、「Ｒレンジ」または「Ｎレンジ」から「Ｄレンジ」へ切り換える要求がなかったとき、上述のステップＳ１０２は省略される。

次に、ＳＢＷ−ＥＣＵ１３は、シフトレンジを「Ｄレンジ」から「Ｎレンジ」、「Ｒレンジ」または「Ｐレンジ」に切り換える要求があるか否かを検出する（Ｓ１０３）。例えば、車両を停車または駐車するとき、車両の搭乗者または統合ＥＣＵ１０はシフトレンジを「Ｄレンジ」から「Ｎレンジ」、「Ｒレンジ」または「Ｐレンジ」に切り換える。このとき、ＳＢＷ−ＥＣＵ１３は、シフトレンジの切り換え要求があったと判断する。

シフトレンジの切り換え要求があると、ＳＢＷ−ＥＣＵ１３はニュートラルスイッチ７０が「Ｄレンジ」から脱したときのエンコーダ３４のカウントＢを記憶する（Ｓ１０４）。シフトレンジが「Ｄレンジ」から「Ｎレンジ」、「Ｒレンジ」または「Ｐレンジ」に切り換わるとき、ある瞬間にニュートラルスイッチ７０の「Ｄレンジ」の信号がオフとなる。そこで、ＳＢＷ−ＥＣＵ１３は、ニュートラルスイッチ７０の「Ｄレンジ」の信号がオフになった瞬間を検出する。

そして、ＳＢＷ−ＥＣＵ１３は、ニュートラルスイッチ７０の「Ｄレンジ」の信号がオフになった時点におけるエンコーダ３４のカウントＢを検出する。エンコーダ３４のカウントＢは、ニュートラルスイッチ７０の「Ｄレンジ」の信号がオフになった瞬間のモータ３２の回転角度に対応している。そのため、シフトレンジが「Ｄレンジ」から「Ｎレンジ」、「Ｒレンジ」または「Ｐレンジ」に切り換わるときのエンコーダ３４のカウントＢを検出することにより、モータ３２が逆回転するときのモータ３２の回転角度が検出される。ＳＢＷ−ＥＣＵ１３は、検出したエンコーダ３４のカウントＢを第二記憶部としてのメモリ１５に記憶する。

なお、本参考例では、ＳＢＷ−ＥＣＵ１３が検出したエンコーダ３４のカウントＡおよびカウントＢをＳＢＷ−ＥＣＵ１３の同一のメモリ１５に記憶している。すなわち、ＳＢＷ−ＥＣＵ１３のメモリ１５の記憶領域を、カウントＡを記憶する第一記憶部と、カウントＢを記憶する第二記憶部とに分割している。しかし、カウントＡまたはカウントＢごとに個別のメモリを用意してもよい。
Ｓ１０３において、シフトレンジを「Ｄレンジ」から「Ｎレンジ」、「Ｒレンジ」または「Ｐレンジ」へ切り換える要求がなかったとき、上述のステップＳ１０４は省略される。

次に、ＳＢＷ−ＥＣＵ１３は、メモリ１５にカウントＡおよびカウントＢの双方が記憶されているか否かを判断する（Ｓ１０５）。すなわち、ＳＢＷ−ＥＣＵ１３は、モータ３２が正回転するときのエンコーダ３４のカウントＡを検出するＳ１０２、およびモータ３２が逆回転するときのエンコーダ３４のカウントＢを検出するＳ１０４のいずれもが実行されたか否かを判断する。

ＳＢＷ−ＥＣＵ１３は、Ｓ１０５においてカウントＡおよびカウントＢの双方が記憶されていると判断したとき、緩みを算出する（Ｓ１０６）。上述のように、モータ３２からマニュアルバルブ２２までの間に機械的な緩みがあるとき、図５に示すようにモータ３２の正回転時におけるエンコーダ３４のカウントＡとモータ３２の逆回転時におけるエンコーダ３４のカウントＢとは一致しない。すなわち、カウントＡまたはカウントＢの一方は、他方よりも大きくなる。これは、モータ３２からマニュアルバルブ２２までの間に緩みがあるとき、モータ３２には正回転時または逆回転時に一時的な空転状態、すなわちモータ３２から発生した駆動力がディテントプレート５２に伝達されない状態が生じるためである。
そこで、ＳＢＷ−ＥＣＵ１３は、モータ３２の正回転時におけるエンコーダ３４のカウントＡとモータ３２の逆回転時におけるエンコーダ３４のカウントＢとの差を緩みとして算出する。ＳＢＷ−ＥＣＵ１３は、算出した緩みをカウントＣ１としてメモリ１５に記憶する。

（モータの制御）
ＳＢＷ−ＥＣＵ１３は、シフトバイワイヤシステム３のモータ３２からマニュアルバルブ２２までの緩みが検出されると、シフトレンジを切り換える際にこの緩みを含めてモータ３２を制御する。すなわち、ＳＢＷ−ＥＣＵ１３は、シフトレンジを「Ｐレンジ」側から「Ｒレンジ」、「Ｎレンジ」または「Ｄレンジ」側へ切り換えるとき、モータ３２を所定の回転角度だけ正回転させるための信号に、緩みのカウントＣ１を加味した信号をモータ３２へ出力する。同様に、ＳＢＷ−ＥＣＵ１３は、シフトレンジを「Ｄレンジ」側から「Ｎレンジ」、「Ｒレンジ」または「Ｐレンジ」側へ切り換えるとき、モータ３２を所定の回転角度だけ逆回転させるための信号に、緩みのカウントＣ１を加味した信号をモータ３２へ出力する。これにより、モータ３２は、緩みのカウントＣ１を加味して正回転方向または逆回転方向へ回転駆動され、マニュアルバルブ２２はあるシフトレンジから所望のシフトレンジへ迅速かつ正確に切り換えられる。したがって、マニュアルバルブ２２の位置の精度を高めることができるとともに、マニュアルバルブ２２の移動応答性を高めることができる。

（変形例）
上述の第１参考例では、ニュートラルスイッチ７０はマニュアルバルブ２２の移動に対応するディテントプレート５２の回転角度を検出する構成とした。しかし、ニュートラルスイッチ７０は、マニュアルバルブ２２の軸方向の移動量を直接検出する構成としてもよい。
また、上述の第１参考例では、ニュートラルスイッチ７０はディテントプレート５２上に形成されているが、駆動軸部材５１と同軸上にあればディテントプレート５２と別体でも良い。

（第１実施形態）
本発明の第１実施形態による緩みの検出について図６に基づいて説明する。なお、シフトバイワイヤシステム３およびこれを備える車両制御システム１の全体構成は第１参考例と同一であるので、構成についての説明は省略する。
ＳＢＷ−ＥＣＵ１３は、所定の時期にシフトバイワイヤシステム３の緩みの検出を実行する。本実施形態の場合、ＳＢＷ−ＥＣＵ１３はシフトレンジとして「Ｐレンジ」が選択されているとき、緩みの検出を実行する。シフトレンジが「Ｐレンジ」のとき、緩みの検出を実行することにより、例えば車両のエンジン４０が始動された直後などのように、車両の搭乗者に違和感を与えることなく緩みの検出を実行することができる。なお、緩みの検出は、「Ｐレンジ」に限らず、その他のレンジで実行することもできる。

ＳＢＷ−ＥＣＵ１３は、シフトレンジを「Ｐレンジ」に保持する要求があるか、すなわちシフトレンジを「Ｐレンジ」から他のシフトレンジへ切り換えの要求がないことを検出する（Ｓ２０１）。第１実施形態では、シフトバイワイヤシステム３の緩みを「Ｐレンジ」で検出する。そのため、ＳＢＷ−ＥＣＵ１３は、シフトレンジが「Ｐレンジ」に保持されているかを検出する。シフトレンジが「Ｐレンジ」にあるとき、図７および図８に示すようにストッパ５３はディテントプレート５２の凹部６１と噛み合っている。したがって、本実施形態では、凹部６１が特許請求の範囲の「特定凹部」となる。

シフトレンジを保持する要求があるとき、ＳＢＷ−ＥＣＵ１３はモータ３２へ信号を出力し、モータ３２を逆回転方向へ所定の角度回転させる（Ｓ２０２）。これにより、モータ３２は、ディテントプレート５２を逆回転方向、すなわち図７の矢印ｒ方向へ回転させる。その結果、凹部６１に噛み合っているストッパ５３は図７（Ａ）に示すようにディテントプレート５２の壁部６８側へ移動する。

モータ３２が所定の角度回転すると、ＳＢＷ−ＥＣＵ１３はモータ３２への信号の出力、すなわち通電を停止する（Ｓ２０３）。これにより、モータ３２の回転は停止する。このとき、ＳＢＷ−ＥＣＵ１３は、モータ３２の回転角度を検出するエンコーダ３４から出力されるカウントが変化するか否かを検出する（Ｓ２０４）。

Ｓ２０２においてモータ３２を逆回転させたとき、ストッパ５３は図７（Ａ）に示すようにディテントプレート５２の壁部６８側へ乗り上げる。Ｓ２０３において、モータ３２の回転を停止、すなわちモータ３２からディテントプレート５２への駆動力の付与を停止すると、ディテントプレート５２は板ばね５５によって支持されているストッパ５３から力を受ける。ディテントプレート５２が受ける力は、ストッパ５３が凹部６１の底６１１へ移動する方向すなわち矢印ｒとは逆の正回転方向となる。これにより、ディテントプレート５２は、図７（Ｂ）に示すように凹部６１の底６１１側へのストッパ５３の移動にともなって正回転方向すなわち図７（Ｂ）の矢印ｎ方向へ回転する。ディテントプレート５２は駆動軸部材５１および減速部３３を経由してモータ３２に接続している。そのため、ストッパ５３の移動にともなってディテントプレート５２が回転すると、モータ３２も回転し、エンコーダ３４から出力されるカウントは変化する。

ＳＢＷ−ＥＣＵ１３は、モータ３２の回転が停止するまでモータ３２への通電の停止を継続する。一方、ストッパ５３が図７（Ｂ）に示すようにディテントプレート５２の凹部６１の底６１１まで移動すると、ディテントプレート５２およびモータ３２は回転を停止する。ストッパ５３がディテントプレート５２の凹部６１の底６１１まで移動することにより、モータ３２の回転は停止し、エンコーダ３４から出力されるカウントは変化しなくなる。そこで、ＳＢＷ−ＥＣＵ１３は、エンコーダ３４から出力されるカウントが所定の期間変化しないとき、ストッパ５３は停止したと判断する。そして、ＳＢＷ−ＥＣＵ１３は、モータ３２の回転が停止したときのエンコーダ３４のカウントＤを第一記憶部としてのメモリ１５に記憶する（Ｓ２０５）。

次に、ＳＢＷ−ＥＣＵ１３はモータ３２へ信号を出力し、モータ３２をＳ２０２とは逆の正回転方向へ所定の角度回転させる（Ｓ２０６）。Ｓ２０２において逆回転方向へ回転するモータ３２の所定角度と、Ｓ２０６において正回転方向へ回転するモータ３２の所定角度とは同一である。これにより、モータ３２は、ディテントプレート５２を正回転方向、すなわち図８の矢印ｎ方向へ回転させる。その結果、凹部６１に噛み合っているストッパ５３は図８（Ａ）に示すようにディテントプレートの壁部６９側へ移動する。

モータ３２が所定の角度回転すると、ＳＢＷ−ＥＣＵ１３はモータ３２への信号の出力、すなわち通電を停止する（Ｓ２０７）。これにより、モータ３２の回転は停止する。このとき、ＳＢＷ−ＥＣＵ１３は、モータ３２の回転角度を検出するエンコーダ３４から出力されるカウントが変化する否かを検出する（Ｓ２０８）。

Ｓ２０６においてモータ３２を正回転させたとき、ストッパ５３は図８（Ｂ）に示すようにディテントプレート５２の壁部６９側へ乗り上げる。壁部６９は、凹部６１を挟んで壁部６８と対向する位置にある。Ｓ２０７において、モータ３２の回転を停止、すなわちモータ３２からディテントプレート５２への駆動力の付与を停止すると、ディテントプレート５２は板ばね５５によって支持されているストッパ５３から力を受ける。ディテントプレート５２が受ける力は、ストッパ５３が凹部６１の底６１１へ移動する方向すなわち矢印ｒで示される逆回転方向となる。これにより、ディテントプレート５２は、図８（Ｂ）に示すように凹部６１の底６１１側へのストッパ５３の移動にともなって逆回転方向すなわち図８（Ｂ）の矢印ｒ方向へ回転する。そのため、ディテントプレート５２と接続しているモータ３２も回転し、エンコーダ３４から出力されるカウントは変化する。

ＳＢＷ−ＥＣＵ１３は、モータ３２の回転が停止するまでモータ３２への通電の停止を継続する。一方、ストッパ５３が図８（Ｂ）に示すようにディテントプレート５２の凹部６１の底６１１まで移動すると、ディテントプレート５２およびモータ３２は回転を停止する。ストッパ５３がディテントプレート５２の凹部６１の底６１１まで移動することにより、モータ３２の回転は停止し、エンコーダ３４から出力されるカウントは変化しなくなる。そこで、ＳＢＷ−ＥＣＵ１３は、エンコーダ３４から出力されるカウントが所定の期間変化しないとき、ストッパ５３は停止したと判断する。そして、ＳＢＷ−ＥＣＵ１３は、モータ３２の回転が停止したときのエンコーダ３４のカウントＥを第二記憶部としてのメモリ１５に記憶する（Ｓ２０９）。

次に、ＳＢＷ−ＥＣＵ１３は、Ｓ２０５で記憶したカウントＤおよびＳ２０９で記憶したカウントＥから緩みを算出する（Ｓ２１０）。モータ３２からマニュアルバルブ２２までの間に機械的な緩みがあるとき、モータ３２の逆回転時におけるエンコーダ３４のカウントＤと正回転時におけるエンコーダ３４のカウントＥとは一致しない。すなわち、カウントＤまたはカウントＥの一方は、他方よりも大きくなる。これは、図７に示すようにモータ３２の逆回転時おける壁部６８から凹部６１の底６１１までのストッパ５３の移動距離と、図８に示すようにモータ３２の正回転時における壁部６９から凹部６１の底６１１までのストッパ５３の移動距離とが相違するためである。つまり、モータ３２からマニュアルバルブ２２までの間に機械的な緩みがあると、正回転方向または逆回転方向のいずれか一方へ回転するとき、緩みがなくストッパ５３の移動量が大きくなるのに対し、他方へ回転するとき、緩みが残りストッパ５３の移動量が小さくなる。

そこで、ＳＢＷ−ＥＣＵ１３は、モータ３２の逆回転時におけるエンコーダ３４のカウントＤと正回転時におけるエンコーダ３４のカウントＥとの差を緩みとして算出する。ＳＢＷ−ＥＣＵ１３は、算出した緩みをカウントＣ２としてメモリ１５に記憶する。
ＳＢＷ−ＥＣＵ１３は、シフトレンジを切り換える際に上述の手順で検出した緩みを加味してモータ３２を制御する。これにより、マニュアルバルブ２２はあるシフトレンジから所望のシフトレンジへ迅速かつ正確に切り換えられる。したがって、マニュアルバルブ２２の位置の精度を高めることができるとともに、マニュアルバルブ２２の移動応答性を高めることができる。

上述の第１実施形態では、Ｓ２０２〜Ｓ２０５においてモータ３２を逆回転方向へ回転させた後、Ｓ２０６〜Ｓ２０９においてモータ３２を正回転方向へ回転させている。しかし、モータ３２をまず正回転方向へ回転させた後、逆回転方向へ回転させてもよい。すなわち、Ｓ２０２〜Ｓ２０５までの処理と、Ｓ２０６〜Ｓ２０９までの処理とを入れ換えて実行してもよい。
また、Ｓ２０３、Ｓ２０７でモータ通電停止する際は、急に通電を停止すると凹部６１の底６１１へ移動する速度が速くなりすぎてモータ３２が慣性で回りストッパ５３がガタの中を移動する場合がある。そのため、通電は徐々に停止するとガタの検出に効果的である。

本発明の第１参考例による車両制御システムを示す模式図である。 本発明の第１参考例による車両制御システムの変速機構部を示す概略図である。 本発明の第１参考例による車両制御システムのディテントプレートを示す概略図である。 本発明の第１参考例による車両制御システムの緩み検出の流れを示す概略図である。 本発明の第１参考例による車両制御システムにおけるエンコーダのカウントとニュートラルスイッチから出力される信号との関係を示す模式図であって、（Ａ）はモータの正回転時を示す図であり、（Ｂ）はモータの逆回転時を示す図である。 本発明の第１実施形態による車両制御システムの緩み検出の流れを示す概略図である。 本発明の第１実施形態による車両制御システムにおいて、（Ａ）はディテントプレートを逆回転方向へ回転させたときを示す模式図であり、（Ｂ）はモータへの通電を停止した状態を示す模式図である。 本発明の第１実施形態による車両制御システムにおいて、（Ａ）はディテントプレートを正回転方向へ回転させたときを示す模式図であり、（Ｂ）はモータへの通電を停止した状態を示す模式図である。

符号の説明

１ 車両制御システム、２ 自動変速機制御システム、３ シフトバイワイヤシステム（シフトレンジ選択装置）、４ エンジン制御システム、１３ ＳＢＷ−ＥＣＵ（緩み検出部、制御部）、１５ メモリ（第一記憶部、第二記憶部）、２０ 自動変速機、２２ マニュアルバルブ（レンジ位置選択機構）、３２ モータ、３４ エンコーダ、５１ 駆動軸部材、５２ ディテントプレート、５３ ストッパ、６１ 凹部（特定凹部）、６２、６３、６４ 凹部、７０ ニュートラルスイッチ（レンジ位置検出手段）

Claims (2)

1. 入力された信号に応じて所定の角度回転するモータと、
   前記モータの回転角度を検出するエンコーダと、
   前記モータによって駆動され、自動変速機のシフトレンジをＰレンジ、Ｒレンジ、ＮレンジまたはＤレンジのいずれかに選択するレンジ位置選択機構と、
   前記モータによって回転駆動される駆動軸部材と、
   前記駆動軸部材から径方向に伸びて設置され、径方向において前記駆動軸部材とは反対側の端部にＰレンジ、Ｒレンジ、ＮレンジまたはＤレンジに対応する凹部を有し、前記駆動軸部材とともに回転し、前記駆動軸部材の回転運動を前記レンジ位置選択機構の切換状態に変換するディテントプレートと、
   前記ディテントプレートと噛み合って、前記レンジ位置選択機構の切換状態を決定するストッパと、
   前記自動変速機のシフトレンジが所定のレンジにあるとき、前記モータを所定の角度正回転または逆回転し、前記エンコーダで検出された前記モータの回転角度と前記レンジ位置選択機構の位置とから、前記モータと前記レンジ位置選択機構との間に生じる緩みを検出する緩み検出部と、
   前記ディテントプレートのいずれかの特定凹部に前記ストッパが噛み合っている状態において、前記ストッパが前記特定凹部内に位置する範囲内で前記モータを一方向へ所定角度回転させた後に前記モータへの通電を停止したとき、前記所定角度回転した位置から変化する前記モータの回転角度を記憶する第一記憶部と、
   前記ストッパが前記特定凹部内に位置する範囲内で前記モータを反対方向へ前記所定角度回転させた後に前記モータへの通電を停止したとき、前記所定角度回転した位置から変化する前記モータの回転角度を記憶する第二記憶部と、
   前記緩み検出部で検出された前記モータと前記レンジ位置選択機構との間の緩みを含めた所定の回転角度を目標値として前記モータへ信号を出力する制御部と、を備え、
   前記緩み検出部は、前記第一記憶部に記憶された前記モータの回転角度と前記第二記憶部に記憶された前記モータの回転角度との差から緩みを検出するシフトレンジ選択装置。
2. 前記特定凹部は、前記自動変速機のＰレンジに対応する請求項１記載のシフトレンジ選択装置。

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