JP4346940B2 - シフト制御システムおよびシフト制御方法並びにシフト制御装置 - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、変速機のシフトレンジをアクチュエータを介して切り替えるシフト制御システムに関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、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「シフトバイワイヤ」とも呼ばれる技術に基づくシフト制御システムが知られている。このようなシフト制御システムでは、運転者によってシフトレバーが操作されると、シフト位置の切替指令が発生してアクチュエータに通電がなされ、ディテントプレートが回転する。ディテントプレートが所定の回転位置にくると、ディテントプレートとディテントスプリングが係合し、シフト位置が確定する。ディテントスプリングのころと係合するディテントプレートの複数の凹部は、それぞれ異なるシフト位置に対応している（例えば、特許文献１参照）。
【０００３】
【特許文献１】
特開２００２−３２３１２７号公報
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
上述のシフト制御システムでは、シフト位置を変更する際、ディテントスプリングのころがディテントプレートの凸部を越えて所望の凹部に嵌り、その位置で所望のシフト位置が確定する。従って、前記のころが凹部ときちんと対応する位置にディテントプレートを止める必要がある。ディテントプレートの位置がずれると、前記のころがディテントプレートの凸部や両端の壁に押しつけられディテントスプリングが撓んだ状態でディテントプレートが停止する可能性がある。その場合、ディテントスプリングの回復力によってディテントプレートに無用の回転が生じ、シフト位置が予定せぬ位置に移動しうる。
【０００５】
一方、その無用の回転を防止するために、ディテントスプリングが撓んだ状態でも系全体を静止させようとすると、ディテントスプリングをはじめとする部材の耐久性が求められ、構造全体を大きくせざるを得ないおそれがある。すなわち、無用の回転防止と、構造の簡素化及び低コスト設計は、二律背反の課題である。
【０００６】
本発明はこうした状況に鑑みてなされたものであり、その目的は、不必要に構造を大きくせずとも、シフト位置をより確実に確定することの可能なシフト制御システムおよびシフト制御方法を提供することにある。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するために、本発明のある態様は、シフト位置の切替指令に応じ、アクチュエータに通電して第１シフト手段を所定の目標範囲に回転させ、第２シフト手段に係合させることによってシフト位置を固定するシフト制御システムに関する。
【０００８】
このシフト制御システムは、前記の目標範囲として、第２シフト手段が係合個所において第１シフト手段に抗する反発力と、第１シフト手段のレンジ位置に形成された係合個所の形状とをもとに、第１シフト手段がアクチュエータの非通電時に異なるレンジ位置へ移動しない安定範囲を設定する手段と、かかる設定のもと、第１シフト手段が目標範囲まで回転するとアクチュエータへの通電をオフするよう通電制御する手段とを有する。ここで、「目標範囲」は、目標位置のような、広がりのない１点を含む概念である。
【０００９】
この構成によれば、第１シフト手段が目標範囲に入った後にアクチュエータへの通電がオフされるが、そのときには、第１シフト手段が異なるシフト位置へ移動しない状態が実現されている。したがって、アクチュエータへの通電時間の短縮による節電効果が得られ、シフト位置の予期せぬ移動も解消できる。
【００１０】
一例として、第１シフト手段はディテントプレート、第２シフト手段はディテントスプリングであってもよく、その場合、前記の目標範囲は、ディテントスプリングの弾性力とディテントプレートのレンジ位置に形成された凹部形状をもとに、ディテントプレートがアクチュエータの非通電時に異なるレンジ位置へ移動しない安定範囲として設定される。
【００１１】
目標範囲はさらに、ディテントプレートとディテントスプリングとの係合によってディテントプレートの回転が規制される位置に基づいて設定されてもよい。この場合、例えばディテントプレートが前記の回転が規制される位置にくる手前でアクチュエータの駆動を停止することができ、ディテントプレートをはじめとする機構部材にかかる負荷を減らすことができる。これは機構部材の耐久設計上有利であり、一般的には、より軽量であるか、より低コストの部材採用の余地が生じる。
【００１２】
以上のシフト制御システムにおいて、前記の目標範囲は、このシフト制御システムの構成要素のばらつきをもとに定まる最小値として設定されてもよい。その場合、設計誤差や部品公差などの不確定要因を吸収することができ、より安定的なシフト位置制御が実現する。
【００１３】
本発明の別の態様は、シフト位置の切替指令に応じ、アクチュエータに通電してディテントプレートを回転させ、ディテントスプリングに係合させることによってシフト位置を固定するシフト制御方法に関する。このシフト制御方法は、ディテントプレートをアクチュエータの非通電時に異なるレンジ位置へ移動しない目標範囲に回転駆動するステップと、ディテントプレートが目標範囲まで回転するとアクチュエータへの通電をオフするステップとを含む。ここで、回転駆動するステップは、ディテントプレートがディテントスプリングとの係合によって所定の規制力が生じる位置より前でディテントプレートの回転を停止してもよい。
また、本発明のある態様は、シフト位置の切替指令に応じ、アクチュエータに通電して第１シフト手段を所定の目標範囲に回転させ、第２シフト手段に係合させることによってシフト位置を固定するシフト制御システムにおいて、目標範囲として、第２シフト手段が係合個所において第１シフト手段に抗する反発力と、第１シフト手段のレンジ位置に形成された係合個所の形状とをもとに、第１シフト手段がアクチュエータの非通電時に異なるレンジ位置へ移動しない安定範囲を設定する手段と、第２シフト手段が、係合個所において第１シフト手段の壁に当たらない非接触範囲を設定する手段と、当該設定した安定範囲および非接触範囲のもと、第１シフト手段が目標範囲まで回転するとアクチュエータへの通電をオフするよう通電制御する手段とを有するシフト制御システムとする。
また、本発明の他のある態様は、シフト位置の切替指令に応じ、アクチュエータに通電してディテントプレートを所定の目標範囲に回転させ、ディテントスプリングに係合させることによってシフト位置を固定するシフト制御システムにおいて、目標範囲として、ディテントスプリングの弾性力とディテントプレートのレンジ位置に形成された凹部形状をもとに、ディテントプレートがアクチュエータの非通電時に異なるレンジ位置へ移動しない安定範囲を設定する手段と、ディテントスプリングが、レンジ位置においてディテントプレートの壁に当たらない非接触範囲を設定する手段と、当該設定した安定範囲および非接触範囲のもと、ディテントプレートが目標範囲まで回転するとアクチュエータへの通電をオフするよう通電制御する手段とを有するシフト制御システムとする。
また、本発明のある態様では、シフト位置の切替指令に応じ、アクチュエータに通電してディテントプレートを回転させ、ディテントスプリングに係合させることによってシフト位置を固定するシフト制御方法において、ディテントプレートをアクチュエータの非通電時に異なるレンジ位置へ移動しない目標範囲に回転駆動するステップと、ディテントプレートが目標範囲まで回転するとアクチュエータへの通電をオフするステップと、を含み、かつ目標範囲は、ディテントスプリングが、シフト位置においてディテントプレートの壁に当たらない範囲であるシフト制御方法とする。
また、本発明にかかるシフト制御装置のある態様では、シフト位置の切替指令に応じ、アクチュエータに通電して第一シフト手段を所定の目標回転位置に回転させるパーキング制御部と、第一シフト手段と係合してシフト位置を固定する第二シフト手段と、を備えるシフト制御装置において、パーキング制御部は、切替え前後での各シフト位置における第一シフト手段の壁位置間に対応する可動回転量を記憶する記憶部と、シフト位置の切替えに際し、切替え後の第一シフト手段の壁に、第二シフト手段が衝突しないように、可動回転量を補正する補正値を演算する補正量演算部と、記憶部が記憶する可動回転量を、補正量演算部が演算した補正値で補正して、目標回転位置とする目標回転位置設定部と、を備える。
また、本発明にかかるシフト制御方法のある態様では、シフト位置の切替指令に応じ、アクチュエータに通電して第一シフト手段を所定の目標回転位置に回転させて、第二シフト手段に係合させてシフト位置を固定するシフト制御方法において、切替え前後での各シフト位置における第一シフト手段の壁位置間に対応する可動回転量を検出する工程と、シフト位置の切替えに際し、切替え後の第一シフト手段の壁に、第二シフト手段が衝突しないように、可動回転量を補正する補正値を演算する工程と、検出した可動回転量を、演算した補正値で補正して、目標回転位置とする工程と、を有する。
【００１４】
【発明の実施の形態】
以下、まず実施の形態１において、シフト位置の切替指令に応じ、アクチュエータに通電してディテントプレートを所定の目標範囲に回転させ、ディテントスプリングに係合させることによってシフト位置を固定するシフト制御システムの全体動作と、前記の目標範囲を定めるための学習動作の原理を説明する。
【００１５】
つづいて、実施の形態２において、本発明のひとつの特徴である、目標範囲の設定方法、すなわち、目標範囲として、ディテントプレートがアクチュエータの非通電時に異なるレンジ位置へ移動しない安定範囲を設定する方法を説明する。
【００１６】
［実施の形態１］
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り替えを行う。
【００１７】
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がドライバなどのユーザから受け付けた指示はＶ−ＥＣＵ３０に伝達される。例えば、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。
【００１８】
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け付ける入力部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などであってもよい。入力部２４が受け付けたドライバからの指示は、Ｖ−ＥＣＵ３０、およびＶ−ＥＣＵ３０を通じてＰ−ＥＣＵ４０に伝達される。
【００１９】
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が入力部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。
【００２０】
アクチュエータ４２は、スイッチト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う。
【００２１】
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が受け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、有段変速機から構成されてもよい。
【００２２】
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。
【００２３】
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ＲＮＤＢ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ヤ１０８、パーキングギヤ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。
【００２４】
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がパーキングギヤ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ー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にく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、パーキングギヤ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。
【００２５】
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かか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。
【００２６】
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かか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。
【００２７】
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）を含む。
【００２８】
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で検出したアクチュエータ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の回転量が非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、またはシフトレンジ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。
【００２９】
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。マージンの決定方法は実施の形態２で詳述する。これにより、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。
【００３０】
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もって定められる。これにより、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。
【００３１】
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。
【００３２】
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がオンされたとき、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が車速に基づいて現在のシフトレンジを定める。具体的に、例えば車速が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、例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。殆どの場合は、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。
【００３３】
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によるバネ力、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。
【００３４】
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のバネ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、バネ力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、バネ力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。
【００３５】
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。
【００３６】
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までのワイヤー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、印加電圧に対応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。
【００３７】
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とを接触させる。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によるバネ力、矢印Ｆ３は、ロッド１０４による引っ張り力を示す。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。
【００３８】
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の引っ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、バネ力Ｆ２が増加し、またロッド１０４による引っ張り力Ｆ３も増加する。回転力Ｆ１が、バネ力Ｆ２および引っ張り力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。
【００３９】
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。
【００４０】
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、印加電圧に対応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。
【００４１】
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。
【００４２】
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えばよい。例えば、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ごとに、両壁位置の検出制御を行ってもよい。例えば、シフトレンジの切替が数万回行われた場合には、磨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うことが可能となる。
【００４３】
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。
【００４４】
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。
【００４５】
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う。
【００４６】
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。
【００４７】
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。
【００４８】
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。
【００４９】
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。
【００５０】
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。
【００５１】
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。
【００５２】
図８は、アクチュエータ４２に印加する通電指令パルスの波形を示す。シフトレンジの通常切替制御時は、通電指令パルスとしてハイ期間の長い信号をアクチュエータ４２に印加する。一方、壁位置検出制御時には、通電指令パルスとして、アクチュエータ４２の単位時間あたりの出力を、シフトレンジの通常切替制御時におけるアクチュエータ４２の単位時間あたりの出力よりも小さくする信号をアクチュエータ４２に印加する。具体的には、アクチュエータ４２に印加する通電指令パルスのオン幅を小さくする。壁位置検出制御時のアクチュエータ４２の回転速度を遅くすることにより、壁ところ１１２との衝撃を低減できる。
【００５３】
図９は、実施の形態におけるシフト制御システム１０による基準位置検出方法のフローチャートを示す。このフローでは、電源オン時のシフトレンジがＰレンジである場合を例にとる。まず、ドライバが車両電源スイッチ２８をオンすることにより、シフト制御システム１０に電源が投入される（Ｓ１０）。続いて、アクチュエータ４２であるモータの励磁合わせなどを行い、初期駆動制御を実行する（Ｓ１２）。初期駆動制御の実行により、アクチュエータ４２の回転を適切に制御できるようになる。シフトレンジがＰレンジであることに基づいて、壁当てのためのアクチュエータ４２の回転方向を決定する（Ｓ１４）。具体的には、Ｐ壁２００がディテントスプリング１１０のころ１１２に当たる方向にアクチュエータ４２の回転方向を決定する。
【００５４】
エンコーダ４６の計数値の状態に基づいてＰ壁位置の検出制御を行い、暫定Ｐ壁位置を検出する（Ｓ１６）。暫定Ｐ壁位置をマップにより補正し（Ｓ１８）、補正した位置をＰ壁位置として確定する（Ｓ２０）。実可動回転量を記憶している場合には（Ｓ２２のＹ）、非Ｐ壁位置を（Ｐ壁位置＋実可動回転量）の位置として算出し（Ｓ２４）、非Ｐ壁位置を確定する（Ｓ２６）。なお、Ｓ２４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前提として非Ｐ壁位置を算出したが、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する場合には、非Ｐ壁位置を（Ｐ壁位置−実可動回転量）の位置として算出することになる。
【００５５】
実可動回転量を記憶していない場合に（Ｓ２２のＮ）、ドライバからの非Ｐレンジへの切替指令があるか否かを判定する（Ｓ２８）。切替指令がない場合（Ｓ２８のＮ）、切替指令を監視し続ける。切替指令があった場合（Ｓ２８のＹ）、Ｐレンジから非Ｐレンジへの切替制御を行う（Ｓ３０）。
【００５６】
図１０は、図９のＳ３０における非Ｐレンジへの切替制御のフローチャートを示す。まず、非Ｐ壁位置が確定しているか否かを判定する（Ｓ５０）。確定している場合には（Ｓ５０のＹ）、非Ｐ目標回転位置を非Ｐ壁位置より手前に設定し（Ｓ５２）、非Ｐ目標回転位置までアクチュエータ４２を回転する。これにより、非Ｐ壁２１０とディテントスプリング１１０のころ１１２とが接触することなく、シフトレンジを非Ｐレンジに切り替えることが可能となる。
【００５７】
一方、非Ｐ壁位置が確定していない場合には（Ｓ５０のＮ）、非Ｐ目標回転位置をＰ壁位置より非Ｐ壁方向へ所定量だけ奥の位置に設定する（Ｓ５４）。設計可動回転量を用いて、非Ｐ目標回転位置を設定してもよい。続いて、非Ｐ目標回転位置までアクチュエータ４２を回転する（Ｓ５６）。
【００５８】
図９に戻って、Ｓ３０の切替制御が終了後、非Ｐ壁位置が未確定か、または所定トリップ数に到達したか否かを判定する（Ｓ３２）。非Ｐ壁位置が確定済みであり、且つ所定トリップ数に到達していない場合には（Ｓ３２のＮ）、本フローを終了する。一方、非Ｐ壁位置が未確定か、または所定トリップ数に到達した場合には（Ｓ３２のＹ）、エンコーダ４６の計数値の状態に基づいて非Ｐ壁位置の検出制御を行い、暫定非Ｐ壁位置を検出する（Ｓ３４）。暫定非Ｐ壁位置をマップにより補正し（Ｓ３６）、補正した位置を非Ｐ壁位置として確定する（Ｓ３８）。このとき、Ｐ壁位置と非Ｐ壁位置とから、実可動回転量を測定する。実可動回転量は次回以降のトリップで、壁位置の設定に利用するために、Ｐ−ＥＣＵ４０において記憶される。
【００５９】
以上、実施の形態１を説明した。なお本実施の形態には様々な変形が可能である。例えば、ディテントプレート１００が、Ｐレンジと非Ｐレンジの２つのシフトレンジをもつものとして説明したが、さらにＤレンジやＲレンジなどの複数のシフトレンジをもつものであってもよい。３つ以上のシフトレンジをもつ場合は、両端のシフトレンジ位置における壁位置を基準位置として設定することにより、好適なシフトレンジの切替制御を行うことが可能となる。
【００６０】
［実施の形態２］
本実施の形態に係るシフト制御システムは、実施の形態１において、原理説明上、「マージン」として総括された量を「目標範囲」として詳細に設定する。本実施の形態の構成と制御は基本的に実施の形態１と同様のため、以下、実施の形態１との相違点ないし新たに生じた考察を中心に説明する。
【００６１】
まず、目標範囲を決定するための規則は以下のとおりである。
【００６２】
規則１．アクチュエータ４２への通電がオフしていても、現在のシフトレンジが変化しないこと。すなわち、現在シフト位置がＰレンジにある場合、アクチュエータ４２への通電を遮断しても、ころ１１２に対してＰレンジ位置１２４に吸い込む方向の力が働き、ころ１１２が非Ｐレンジ位置１２０へ移動しないこと。逆に、現在シフト位置が非Ｐレンジにある場合、アクチュエータ４２への通電を遮断しても、ころ１１２に対して非Ｐレンジ位置１２０に吸い込む方向の力が働き、ころ１１２がＰレンジ位置１２４へ移動しないこと。
【００６３】
規則２．シフトレンジ切替時、ころ１１２がＰ壁、非Ｐ壁に当たらないこと。
【００６４】
規則３．規則１を規則２よりも優先し、仮に規則２が満たされても、規則１が満たされなければ目標範囲の設定を変更し、規則２の条件をあきらめても、規則１を満足するよう設定すること。
【００６５】
以下、Ｐレンジ側、非Ｐレンジ側とも基本的な議論は同じであるから、特に断らない限り、Ｐレンジ側について説明する。
【００６６】
規則１が満たされるころ１１２の位置範囲、すなわち吸い込みがなされる範囲を「安定範囲」といい、これはディテントプレート１００の形状、すなわちＰレンジ位置１２４と１２２の形状、および１００と１１０の取り付け位置関係で定まるため、設計上は既知である（以下、設計上の安定範囲を「理論安定範囲」という）。しかし、機構部材には公差やがたがあるため、本当に安全な範囲（以下「現実安定範囲」という）は、理論安定範囲から種々のばらつき要因を差し引くことによって求まる。安全を見れば、現実安定範囲は理論安定範囲の最小値として定まる。現実安定範囲が定まれば、その範囲の値、例えば中央値を実施の形態１における「マージン」としてＰ−ＥＣＵ４０のマップに記録し、実施の形態１の制御を行えばよい。すなわち、この実施の形態では、目標範囲として現実安定範囲をとる。以下、学習、すなわち壁検出動作によってＰ壁が存在するとされた位置を「学習Ｐ壁位置」、現実にＰ壁が存在する位置を「実Ｐ壁位置」、学習Ｐ壁位置から前記の中央値までの距離を以下「目標位置」と表記する。ここで注意すべきは、Ｐ−ＥＣＵ４０は実Ｐ壁位置を知ることはできず、あくまでも学習Ｐ壁位置をもってＰ壁の位置と判断する点である。
【００６７】
図１１は、規則１、２を満足する目標位置を定める位置関係を示す。同図は、右へいくほどプラス、左へいくほどマイナスとなるよう一次元表現をしており、上の線３００は、エンコーダ４６の計数値からＰ−ＥＣＵ４０が認識できる位置に対応する軸、下の線３０２は現実の位置に対応する軸である。同図の表記は以下のとおりである。
【００６８】
Ｐｅ：学習Ｐ壁位置
Ｒｒ：実Ｐ壁位置
ＮＰｅ：学習非Ｐ壁位置
ＮＰｒ：実非Ｐ壁位置
ΔＡ：目標位置
ΔＰ：理論安定範囲
ΔＳ：ガタ
Δｍ：制御精度
同図において、下向きの「ちりとり」状の開口３０４、３０６によって示されるガタΔＳは、アクチュエータ４２の内部やアクチュエータ４２と変速機（図示せず）との間などに微妙に存在するものの総和で、ここではガタΔＳの振り分けをＰ壁側と非Ｐ壁側で均等としている。実際には、ガタΔＳのどこかに模式的に示されるころ１１２が存在するが、ここではＰ壁に当てることによる片寄せ効果により、ころ１１２は、Ｐ壁から離れるプラス方向で止まる。同図中、目標位置ΔＡの存在すべき範囲は、点Ｐ１、Ｐ２の間の太線部分３１０であり、この目標位置がこの範囲にあるかぎり、規則１、規則２が満足できる。なぜなら、規則１については、理論安定範囲ΔＰに対して制御精度ΔｍとガタΔＳを悪いほうに見積もっており、規則２については、実Ｐ壁位置Ｐｒに対して制御精度ΔｍとガタΔＳを悪いほうに見積もっているためである。なお、点Ｐ１とＰ２の間の太線部分３１０は、Ｐ−ＥＣＵ４０から制御する目標位置であり、一方、現実の位置関係は下の線３０２上の太線部分３１２となり、制御の目標が正しいことがわかる。
【００６９】
規則１、２を満足するための要件１、２は、したがって、それぞれ以下のとおりである。なお、ここで登場する実Ｐ壁位置Ｐｒは未知であるが、後にこの項が消えるよう計算がされる。
【００７０】
［要件１］Ｐｅ＋ΔＡ＜Ｐｒ−ΔＳ／２＋ΔＰ−Δｍ（式１）
［要件２］Ｐｒ−ΔＳ／２＋Δｍ−Δｕ＜Ｐｅ＋ΔＡ（式２）
ΔＡを最小値で見積もるべく、式１について右辺が最小値になり、式２については左辺が最大値になるよう配慮されている。ここで新たな項であるΔｕはＰ壁の摩耗量である。要件１については、ころ１１２がＰ壁に当たることによる摩耗は意味を持たない。なぜなら、理論安定範囲ΔＰはＰ壁の摩耗する側とは別の側の壁について決まるためである。一方、要件２は、当然摩耗によって実Ｐ壁位置Ｐｒがマイナス方向へ移動するため、項として算入する。ただし、本実施の形態の摩耗量Δｕは、可動回転量を検出（学習）したときの摩耗を指すとする。そうでない過去の摩耗は、前回のＰ壁位置学習の際に織り込まれているためである。その意味から、図１１では摩耗量Δｕを図示していない。
【００７１】
以上が目標位置ΔＡの概要であるが、ＮＰ側については対称性と正負の方向を考慮して、要件１、２はそれぞれ以下のようになる。ただし、「’」はＮＰ側であることを示す。要件２’では摩耗Δｕの影響がでない点に留意する。
【００７２】
［要件１’］ＮＰｅ−ΔＡ’＜ＮＰｒ＋ΔＳ／２−ΔＮＰ＋Δｍ（式３）
［要件２’］ＮＰｒ＋ΔＳ／２−Δｍ＜ＮＰｅ−ΔＡ’（式４）
以上がＰ側、ＮＰ側の目標位置の概要であるが、さらに配慮すべき点として、「補正ばらつき」がある。実施の形態１では、壁位置学習処理において、Ｐ壁の検出位置から、Ｐ−ＥＣＵ４０が把握できるＰ壁の実際の位置、すなわち学習Ｐ壁位置Ｐｅを推定する際にマップ補正をした。その際、その補正の際に発生しうるばらつきは考慮しなかったが、本実施の形態ではそれも考慮する。補正ばらつきは、いくつかの要因で発生するが、代表的ものとして、アクチュエータ４２の温度特性や製造ばらつき、機構全体の組み付けに起因するばらつきなどがある。いま、新たに以下のパラメータを定義する。
【００７３】
ΔＨｐ：Ｐ壁側の補正ばらつき
ΔＨｎｐ：非Ｐ壁側の補正ばらつき
Ｐｄ：Ｐ壁検出位置
Ｐｅ０：補正ばらつきがないときの学習Ｐ壁位置
Ｐｅ１：補正ばらつきが最小のときの学習Ｐ壁位置
Ｐｅ２：補正ばらつきが最大のときの学習Ｐ壁位置
ＮＰｄ：非Ｐ壁検出位置
ＮＰｅ０：補正ばらつきがないときの学習非Ｐ壁位置
ＮＰｅ１：補正ばらつきが最小のときの学習非Ｐ壁位置
ＮＰｅ２：補正ばらつきが最大のときの学習非Ｐ壁位置
図１２は、Ｐ壁検出位置Ｐｄから補正によって実Ｐ壁位置Ｐｒを推定する際、補正ばらつきの影響がある位置関係を示す。まず、Ｐ壁を考察する。実施の形態１においてＰ壁位置の学習が行われると、まずＰ壁検出位置Ｐｄが確定する。つぎに、同図の→に示す方向の補正により、学習Ｐ壁位置がＰｅ１〜Ｐｅ２の範囲で確定する。Ｐｅ１、Ｐｅ２はそれぞれ補正ばらつきがないときの学習Ｐ壁位置Ｐｅ０からΔＨｐだけずれている。この図から、学習Ｐ壁位置の最小値であるＰｅ１は、以下のように定まる（同図▲２▼の位置）。
【００７４】
Ｐｅ１＝Ｐｒ−ΔＳ／２−ΔＨｐ−Δｕ（式５）
一方、学習Ｐ壁位置の最大値であるＰｅ２は、以下のように定まる（同図▲１▼の位置）。
【００７５】
Ｐｅ２＝Ｐｒ−ΔＳ／２＋ΔＨｐ（式６）
ここで、摩耗量Δｕがないのは、Ｐ壁学習直後であって摩耗の影響がないときに、学習Ｐ壁位置がより大きな方へ振れるためである。
【００７６】
同様に、学習非Ｐ壁位置について検証するが、この際、可動回転量が記憶されていれば、壁当て学習をＰ壁のみで行うとする。逆に、可動回転量が記憶されていなければ、両壁当てによる学習を行うとする。そのため、学習非Ｐ壁位置については図１２に示す４通り、すなわち、ＮＰｅ１（Ｐ）、ＮＰｅ１、ＮＰｅ２、ＮＰｅ２（Ｐ）の可能性がある。これらはそれぞれ、以下の意味をもつ。
【００７７】
ＮＰｅ１（Ｐ）（図中▲５▼）：学習Ｐ壁位置の最小値Ｐｅ１を基準に、可動回転量を足して求まる推定の学習非Ｐ壁位置
ＮＰｅ２（Ｐ）（図中▲６▼）：学習Ｐ壁位置の最大値Ｐｅ２を基準に、可動回転量を足して求まる推定の学習非Ｐ壁位置
ＮＰｅ１（図中▲３▼）：非Ｐ壁自体の学習結果をもとに定まる学習非Ｐ壁位置の最小値
ＮＰｅ２（図中▲４▼）：非Ｐ壁自体の学習結果をもとに定まる学習非Ｐ壁位置の最大値
これら４つの数値のうち、最大になるのは、摩耗が小さいとしてＮＰｅ２（Ｐ）であり、
ＮＰｅ２（Ｐ）＝ＮＰｒ＋ΔＳ／２＋（２ΔＨｐ＋ΔＨｎｐ）−Δｕ（式７）
となる。一方、最小になるのはＮＰｅ１（Ｐ）であり、
ＮＰｅ１（Ｐ）＝ＮＰｒ＋ΔＳ／２−（２ΔＨｐ＋ΔＨｎｐ）−Δｕ（式８）となる。
【００７８】
最後に、これらの補正ばらつきと摩耗による学習壁位置の最大値、最小値である式５〜８を、式１〜４においてそれぞれΔＡまたはΔＡ’が最大および最小になるように代入する。まず、要件１の式１については、左辺のＰｅにその最大値であるＰｅ２（式６）を代入する。要件２の式２については、右辺のＰｅにその最小値であるＰｅ１（式５）を代入する。同様に、要件１’の式３については、左辺のＮＰｅにその最小値であるＮＰｅ１（Ｐ）（式８）を代入する。要件２’の式４については右辺のＮＰｅにその最大値であるＮＰｅ２（Ｐ）（式７）を代入する。以上を整理すると、目標位置ΔＡ、ΔＡ’は、それぞれ、以下のように求まる。
【００７９】
Ｐ側：ΔＨｐ＋Δｍ＜ΔＡ＜ΔＰ−Δｍ−ΔＨｐ（式９）
ＮＰ側：（２ΔＨｐ＋ΔＨｎｐ）−Δｕ＋Δｍ＜ΔＡ’
＜ΔＮＰ−Δｍ−（２ΔＨｐ＋ΔＨｎｐ）−Δｕ（式１０）
以上、式９、１０に実験やシミュレーション等から得られた各パラメータを代入すれば、目標位置が範囲として、すなわち目標範囲として求められる。なお、以上の検討では、補正ばらつき以下、考え得る種々のパラメータを考慮したが、当然ながらこれらのうち任意のひとつまたは任意の複数だけを考慮してもよいし、これら以外のパラメータを考慮してもよい。
［実施の形態から把握される種々の発明］
実施の形態１からは、例えば以下のような発明も理解することができる。
【００８０】
（１）アクチュエータを介してシフトレンジを切り替えるシフト制御システムであり、アクチュエータにより駆動されて、シフトレンジを切り替えるシフト手段、例えばディテントプレートと、所定のシフトレンジにおいてアクチュエータの所定方向の回転を規制する規制手段、例えばディテントプレートの壁と、アクチュエータを回転させる回転制御手段、例えばＥＣＵと、アクチュエータの回転量に応じた計数値を取得する計数手段、例えばエンコーダと、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、所定のシフトレンジに対応したアクチュエータの基準位置を設定する位置設定手段、例えばＥＣＵとを備える。シフト手段および規制手段は一体の構造を有してもよく、規制手段が、シフト手段の一部の構造であってもよい。
【００８１】
このシフト制御システムによると、規制手段によりアクチュエータの回転を規制し、計数手段による計数値から規制状態を判定することによって、アクチュエータの基準位置を定めることが可能となる。これにより、計数手段が相対的な位置情報しか取得できないエンコーダであっても、基準位置をもとにアクチュエータを適切に回転制御することができ、アクチュエータの回転に伴う負荷を低減し、シフト手段を用いてシフトレンジを好適に切り替えることが可能となる。また、絶対位置を検出するポテンショメータなどを使用しなくてよいため、低コスト化を実現することができる。位置設定手段は、計数手段により取得された計数値の最小値または最大値が所定時間変化しない状態を検出することにより、アクチュエータの基準位置を設定してもよい。
【００８２】
（２）位置設定手段は、所定のシフトレンジと、所定のシフトレンジと異なる別のシフトレンジとの間のアクチュエータの可動回転量に基づいて、別のシフトレンジに対応したアクチュエータの基準位置を設定してもよい。これにより、可動回転量を用いて別のシフトレンジにおけるアクチュエータの基準位置を簡易に設定することができる。
【００８３】
（３）位置設定手段は、シフト手段により所定のシフトレンジから別のシフトレンジに切り替えられたときに、別のシフトレンジに対応したアクチュエータの基準位置を設定してもよい。別のシフトレンジにおけるアクチュエータの基準位置の設定を、シフトレンジを切り替えたタイミングで行うことにより、別のシフトレンジにおけるアクチュエータの基準位置を効率的に設定することが可能となる。
【００８４】
（４）位置設定手段は、シフト手段または規制手段の経時変化を補正するために、所定のタイミングで、別のシフトレンジに対応したアクチュエータの基準位置を設定してもよい。所定のタイミングとは、例えば、シフトの切替が所定回数行われたときや、このシフト制御システムを搭載した車両のトリップが所定回数に到達したときである。これにより、経時変化を補正し、２つの基準位置を正確に設定することが可能となる。なお、１回のトリップは、車両電源スイッチ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。
【００８５】
（５）位置設定手段は、所定のシフトレンジに対応した基準位置と、別のシフトレンジに対応した基準位置とに基づいて、アクチュエータの可動回転量を検出してもよい。可動回転量を取得することで、次回のトリップにおいて、１つのシフトレンジにおけるアクチュエータの基準位置を検出することにより、他方のシフトレンジにおけるアクチュエータの基準位置を容易に検出することができる。
【００８６】
（６）回転制御手段は、アクチュエータの基準位置を設定するために駆動するアクチュエータの単位時間あたりの出力を、シフトレンジを切り替えるために駆動するアクチュエータの単位時間あたりの出力よりも小さくしてもよい。これにより、基準位置を設定するときに、シフト手段や規制手段などにかかる負荷を低減することができる。
【００８７】
（７）位置設定手段は、基準位置に基づいて、基準位置を設定されたシフトレンジにおけるアクチュエータのシフトレンジ切替時の目標回転位置を設定してもよい。回転制御手段は、シフトレンジ切替時に、アクチュエータを回転してシフト手段を駆動し、アクチュエータの回転量を目標回転位置にあわせてもよい。
【００８８】
（８）アクチュエータを介してシフトレンジを切り替えるシフト制御方法であって、シフトレンジを切り替えるシフト手段をアクチュエータにより回転して、所定のシフトレンジにおいてアクチュエータの所定方向の回転を規制する規制手段により停止させ、停止させた位置に基づいて所定のシフトレンジにおける基準位置を検出し、基準位置に応じてアクチュエータによるシフトレンジ切替時の目標回転位置を定めることを特徴とするシフト制御方法を提供する。このシフト制御方法によると、規制手段によりアクチュエータの回転を停止し、停止位置に基づいてアクチュエータの基準位置を検出し、基準位置に応じてアクチュエータの目標回転位置を定めることが可能となる。これにより、アクチュエータを目標回転位置に適切に制御することができ、シフト手段を用いてシフトレンジを好適に切り替えることが可能となる。
【００８９】
従って、これら（１）から（８）の発明と、実施の形態２から認識される発明を任意に組み合わせたものもまた、本発明として有効である。例えば（１）と実施の形態２に係る発明の組合せによる以下の発明が把握できる。
【００９０】
（９）シフト位置の切替指令に応じ、アクチュエータに通電して第１シフト手段、例えばディテントプレートを所定の目標範囲に回転させ、第２シフト手段、例えばディテントスプリングに係合させることによってシフト位置を固定するシフト制御システムであり、前記の目標範囲として、第２シフト手段が係合個所において第１シフト手段に抗する反発力と、第１シフト手段のレンジ位置に形成された係合個所の形状とをもとに、第１シフト手段がアクチュエータの非通電時に異なるレンジ位置へ移動しない安定範囲を設定する手段と、かかる設定のもと、例えばＥＣＵによって、第１シフト手段が目標範囲まで回転するとアクチュエータへの通電をオフするよう通電制御する手段とを有する。「安定範囲を設定する手段」は、ＥＣＵとそれに内蔵されるマップなどが考えられる。また、「通電制御する手段」もＥＣＵが考えられる。
【００９１】
このシフト制御システムはさらに、アクチュエータにより駆動されて、シフトレンジを切り替えるシフト手段、例えばディテントプレートと、所定のシフトレンジにおいてアクチュエータの所定方向の回転を規制する規制手段、例えばディテントプレートの壁と、アクチュエータを回転させる回転制御手段、例えばＥＣＵと、アクチュエータの回転量に応じた計数値を取得する計数手段、例えばエンコーダと、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、所定のシフトレンジに対応したアクチュエータの基準位置を設定する位置設定手段、例えばＥＣＵとを備える。
【００９２】
【発明の効果】
本発明のシフト制御システムおよび方法によると、シフト位置をより安定的に確定することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】実施の形態１に係るシフト制御システムの構成を示す図である。
【図２】シフト制御機構の構成を示す図である。
【図３】ディテントプレートの構成を示す図である。
【図４】アクチュエータの制御方法を説明するための図である。
【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り、（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。
【図６】壁位置検出制御の例を示す図である。
【図７】アクチュエータの目標回転位置の算出方法の例を示す図である。
【図８】アクチュエータに印加する通電指令パルスの波形を示す図である。
【図９】実施の形態１におけるシフト制御システムによる基準位置検出方法のフローチャートである。
【図１０】図９のＳ３０における非Ｐレンジへの切替制御のフローチャートである。
【図１１】実施の形態２に係るシフト制御システムにおいて、マージンの目標範囲を定める方法を示す図である。
【図１２】実施の形態２に係るシフト制御システムにおいて、マージンの目標範囲を補正ばらつきと摩耗も考慮して定める方法を示す図である。
【符号の説明】
１０・・・シフト制御システム、
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、
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・・・パーキングギヤ、
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 (11)

1. シフト位置の切替指令に応じ、アクチュエータに通電して第１シフト手段を所定の目標範囲に回転させ、第２シフト手段に係合させることによってシフト位置を固定するシフト制御システムにおいて、
   前記目標範囲として、
   前記第２シフト手段が係合個所において前記第１シフト手段に抗する反発力と、前記第１シフト手段のレンジ位置に形成された前記係合個所の形状とをもとに、前記第１シフト手段が前記アクチュエータの非通電時に異なるレンジ位置へ移動しない安定範囲を設定する手段と、
   前記第２シフト手段が、前記係合個所において前記第１シフト手段の壁に当たらない非接触範囲を設定する手段と、
   当該設定した安定範囲および非接触範囲のもと、前記第１シフト手段が前記目標範囲まで回転すると前記アクチュエータへの通電をオフするよう通電制御する手段と、を有することを特徴とするシフト制御システム。
2. シフト位置の切替指令に応じ、アクチュエータに通電してディテントプレートを所定の目標範囲に回転させ、ディテントスプリングに係合させることによってシフト位置を固定するシフト制御システムにおいて、
   前記目標範囲として、前記ディテントスプリングの弾性力と前記ディテントプレートのレンジ位置に形成された凹部形状をもとに、前記ディテントプレートが前記アクチュエータの非通電時に異なるレンジ位置へ移動しない安定範囲を設定する手段と、
   前記ディテントスプリングが、前記レンジ位置において前記ディテントプレートの壁に当たらない非接触範囲を設定する手段と、
   当該設定した安定範囲および非接触範囲のもと、前記ディテントプレートが前記目標範囲まで回転すると前記アクチュエータへの通電をオフするよう通電制御する手段と、を有することを特徴とするシフト制御システム。
3. 請求項２に記載のシフト制御システムにおいて、前記目標範囲がさらに、前記ディテントプレートと前記ディテントスプリングとの係合によって前記ディテントプレートの回転が規制される位置に基づいて設定されることを特徴とするシフト制御システム。
4. 請求項２または３に記載のシフト制御システムにおいて、前記目標範囲が、当該シフト制御システムの構成要素のばらつきをもとに定まる最小値として設定されることを特徴とするシフト制御システム。
5. シフト位置の切替指令に応じ、アクチュエータに通電してディテントプレートを回転させ、ディテントスプリングに係合させることによってシフト位置を固定するシフト制御方法において、
   前記ディテントプレートを前記アクチュエータの非通電時に異なるレンジ位置へ移動しない目標範囲に回転駆動するステップと、
   前記ディテントプレートが前記目標範囲まで回転すると前記アクチュエータへの通電をオフするステップと、を含み
   かつ前記目標範囲は、前記ディテントスプリングが、前記シフト位置において前記ディテントプレートの壁に当たらない範囲である
   ことを特徴とするシフト制御方法。
6. 請求項５に記載のシフト制御方法において、前記回転駆動するステップは、前記ディテントプレートが前記ディテントスプリングとの係合によって所定の規制力が生じる位置より前で前記ディテントプレートの回転を停止することを特徴とするシフト制御方法。
7. 請求項１乃至請求項４のいずれか一項に記載のシフト制御システムにおいて、
   前記安定範囲は、理論安定範囲に対して制御精度とガタとを悪い方に見積もりした範囲であり、前記非接触範囲は、前記壁位置に対して制御精度とガタとを悪い方に見積もりした範囲である
   ことを特徴とするシフト制御システム。
8. 請求項７に記載のシフト制御システムにおいて、
   前記非接触範囲は、前記壁位置に対して摩耗量を考慮した範囲である
   ことを特徴とするシフト制御システム。
9. 請求項１乃至請求項４のいずれか一項に記載のシフト制御システムにおいて、
   前記非接触範囲は、前記壁の位置を学習する場合のばらつきを考慮した範囲である
   ことを特徴とするシフト制御システム。
10. シフト位置の切替指令に応じ、アクチュエータに通電して第一シフト手段を所定の目標回転位置に回転させるパーキング制御部と、前記第一シフト手段と係合してシフト位置を固定する第二シフト手段と、を備えるシフト制御装置において、
    前記パーキング制御部は、
    切替え前後での各シフト位置における前記第一シフト手段の壁位置間に対応する可動回転量を記憶する記憶部と、
    シフト位置の切替えに際し、切替え後の前記第一シフト手段の前記壁に、前記第二シフト手段が衝突しないように、前記可動回転量を補正する補正値を演算する補正量演算部と、
    前記記憶部が記憶する可動回転量を、前記補正量演算部が演算した前記補正値で補正して、前記目標回転位置とする目標回転位置設定部と、を備える
    ことを特徴とするシフト制御装置。
11. シフト位置の切替指令に応じ、アクチュエータに通電して第一シフト手段を所定の目標回転位置に回転させて、第二シフト手段に係合させてシフト位置を固定するシフト制御方法において、
    切替え前後での各シフト位置における前記第一シフト手段の壁位置間に対応する可動回転量を検出する工程と、
    シフト位置の切替えに際し、切替え後の前記第一シフト手段の前記壁に、前記第二シフト手段が衝突しないように、前記可動回転量を補正する補正値を演算する工程と、
    検出した前記可動回転量を、演算した前記補正値で補正して、前記目標回転位置とする工程と、を有する
    ことを特徴とするシフト制御方法。

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