JP5862613B2 - シフトバイワイヤ制御装置 - Google Patents

Description

本発明は、自動変速機を電気的に制御するシフトバイワイヤにおける制御装置に関する。

従来、スイッチトリラクタンスモータ（ＳＲモータ）を用いて自動変速機のシフトレンジを電気的に切り替えるシフトバイワイヤが普及している。ＳＲモータを用いる場合、モータの回転位置とシフトレンジとを関連づける必要がある。そのため、シフトバイワイヤを利用する場合、車両の電源のオン時などに、モータの初期位置を学習している（特許文献１）。すなわち、シフトバイワイヤの制御装置は、電源がオンされると、Ｐレンジなどの末端側の特定のシフトレンジにおいて、初期位置を学習する。そして、シフトバイワイヤ制御装置は、学習した初期位置に基づいて、特定のシフトレンジへモータを駆動する。

しかしながら、特許文献１の場合、電源がＰレンジ以外でオンされると、初期位置を学習することができない。そのため、瞬間的な停電などによって特定のシフトレンジ以外で電源がオンされると、シフトバイワイヤの制御装置は、モータの駆動およびシフトレンジの切り替えを実行できないという問題がある。

特開２０１２−１０７６５７号公報

そこで、本発明の目的は、シフトレンジに関わらずモータの回転位置を特定するシフトバイワイヤの制御装置を提供することにある。

請求項１記載の発明では、ポジションセンサを備えている。ポジションセンサは、自動変速機のシフトレンジがいずれの位置にあるかを検出する。例えばシフトレンジの切り替え中などに瞬断などによって電源のオフおよびオンがされると、モータは特定のシフトレンジ以外でオンされる。そのため、エンコーダによって検出されるモータの回転位置は、リセットされる。その結果、判断手段は、エンコーダからモータの現在位置を取得できないと判断する。このとき、位置特定手段は、ポジションセンサから自動変速機が複数のシフトレンジのうちいずれのシフトレンジあるかを特定する。そして、位置特定手段は、特定したシフトレンジからモータを駆動して自動変速機のシフトレンジを切り替える。このとき、ポジションセンサから出力される信号は、自動変速機のシフトレンジが切り替えられるごとに変化する。位置取得手段は、ポジションセンサから出力される信号の変化から、信号の変化点を切替エッジとして取得する。これにより、位置特定手段は、ポジションセンサで概略的に特定したシフトレンジと、位置取得手段で取得した切替エッジとから、モータの回転位置を特定する。したがって、自動変速機が特定のシフトレンジになくても、シフトレンジに関わらずモータの回転位置を特定することができる。

第１実施形態によるシフトバイワイヤ制御装置の概略的な構成を示すブロック図 第１実施形態によるシフトバイワイヤシステムの構成を示す模式図 第１実施形態によるシフトバイワイヤシステムのプレートとシフトレンジとの関係を示す模式図 第１実施形態によるシフトバイワイヤシステムにおいて、各シフトレンジにおけるポジションセンサの信号、およびレンジカウンタのカウント量との関係を示す模式図 第１実施形態によるシフトバイワイヤ制御装置における処理の流れを示す概略図 図５のＳ１０６における現在位置特定処理の流れを示す概略図 第２実施形態によるシフトバイワイヤ制御装置における処理の流れを示す概略図 第３実施形態の図１に相当するブロック図 第３実施形態によるシフトバイワイヤ制御装置における処理の流れを示す概略図 第４実施形態によるシフトバイワイヤ制御装置における処理の流れを示す概略図

以下、複数の実施形態によるシフトバイワイヤ制御装置を図面に基づいて説明する。なお、複数の実施形態において、実質的に同一の構成部位には同一の符号を付し、説明を省略する。また、シフトバイワイヤは「ＳＢＷ」と省略し、シフトバイワイヤ制御装置は「制御装置」と省略する。

（第１実施形態）
まず、ＳＢＷシステム１０について説明する。図１および図２に示すようにＳＢＷシステム１０は、アクチュエータ１１、変速機構部１２および入力手段としてのシフトスイッチ１３を備えている。アクチュエータ１１は、自動変速機１４のマニュアルバルブ１５およびパーキングロック部１６を駆動する。アクチュエータ１１はモータ１７、エンコーダ１８および減速部１９を有している。モータ１７は、通電により駆動力を発生する。エンコーダ１８は、回転するモータ１７の回転位置を検出する。減速部１９は、モータ１７で発生した駆動力を減速して変速機構部１２へ伝達する。モータ１７は、ＳＲモータであり、永久磁石を用いることなく駆動力を発生する。変速機構部１２は、減速部１９から出力された回転駆動力をマニュアルバルブ１５およびパーキングロック部１６へ伝達する。エンコーダ１８は、図示しない磁石およびホールＩＣなどにより構成されている。磁石は、モータ１７の図示しないロータと一体に回転する。ホールＩＣは、磁石と対向して設けられ、磁石から発生する磁束を通過する。ホールＩＣは、この磁束の変化によってモータ１７の回転角度をパルス信号として出力する。エンコーダ１８は、Ａ相およびＢ相に対応する信号を出力する。

変速機構部１２は、シャフト２１、プレート２２およびスプリング２３などを有している。シャフト２１は、アクチュエータ１１の減速部１９に接続し、モータ１７の駆動力によって回転駆動される。プレート２２は、シャフト２１から径方向外側に伸びてシャフト２１と一体に構成されている。プレート２２は、シャフト２１と一体にアクチュエータ１１によって回転駆動される。プレート２２は、シャフト２１とほぼ平行に突出するピン２４を有している。ピン２４は、マニュアルバルブ１５と接続している。これにより、プレート２２がシャフト２１ともに回転することにより、マニュアルバルブ１５は軸方向へ往復移動する。このように、変速機構部１２は、アクチュエータ１１の回転駆動力を直線運動に変換してマニュアルバルブ１５に伝達する。

プレート２２は、図３に示すように径方向外側の端部に複数の凹部を有している。具体的には、プレート２２は、第一凹部３１、第二凹部３２、中間凹部３３、および中間凹部３４を有している。第一凹部３１は、プレート２２の回転方向において一方の端部側に設けられている。第二凹部３２は、プレート２２の回転方向において他方の端部側に設けられている。中間凹部３３および中間凹部３４は、これら第一凹部３１と第二凹部３２との間に形成されている。

本実施形態の場合、これら第一凹部３１、第二凹部３２、中間凹部３３、および中間凹部３４は、それぞれ自動変速機１４のシフトレンジに対応している。具体的には、第一凹部３１は、駐車用の「Ｐレンジ」に対応する。第二凹部３２は、前進用の「Ｄレンジ」に対応する。また、中間凹部３３は後進用の「Ｒレンジ」に対応し、中間凹部３３は中立用の「Ｎレンジ」に対応する。このように、本実施形態の場合、「Ｐレンジ」および「Ｄレンジ」は末端側に位置するとともに、これらの間に「Ｐレンジ」側から順に「Ｒレンジ」および「Ｎレンジ」が位置している。

図２に示すスプリング２３は、先端に規制部材としてのローラ４１を有している。シャフト２１と一体のプレート２２に回転方向の力が加わると、ローラ４１は第一凹部３１、中間凹部３３、中間凹部３４および第二凹部３２の相互間を移動する。例えばローラ４１が第一凹部３１にあるときにプレート２２が回転すると、ローラ４１は、第一凹部３１と中間凹部３３との間の凸部を乗り越えて中間凹部３３へ移動する。これにより、アクチュエータ１１でシャフト２１を回転させることにより、マニュアルバルブ１５の軸方向の位置およびパーキングロック部１６の状態が変化する。その結果、自動変速機１４のシフトレンジは、「Ｐレンジ」、「Ｒレンジ」、「Ｎレンジ」または「Ｄレンジ」のいずれかに切り替えられる。ローラ４１は、プレート２２の第一凹部３１、第二凹部３２、中間凹部３３または中間凹部３４のいずれかにはまり込むことにより、プレート２２の回転を規制する。これにより、マニュアルバルブ１５の軸方向の位置、およびパーキングロック部１６の状態が固定される。したがって、自動変速機１４のシフトレンジは、「Ｐレンジ」、「Ｒレンジ」、「Ｎレンジ」または「Ｄレンジ」のいずれかで固定される。

本明細書では、自動変速機１４のシフトレンジが「Ｐレンジ」側から「Ｒレンジ」、「Ｎレンジ」および「Ｄレンジ」へ切り替わるときの回転方向は、正回転方向と定義する。一方、自動変速機のシフトレンジが「Ｄレンジ」側から「Ｎレンジ」、「Ｒレンジ」および「Ｐレンジ」へ切り替わるときの回転方向は、逆回転方向と定義する。また、本実施形態の場合、「Ｐレンジ」および「Ｄレンジ」は、末端側の端側シフトレンジに相当する。
パーキングロック部１６は、自動変速機１４のシフトレンジが「Ｐレンジ」のとき、ロッド４２の先端に設けられたテーパ部４３がロックポール４４を図２の上方へ押し上げる。これにより、ロックポール４４とパーキングギア４５とが噛み合い、パーキングギア４５はロックされる。その結果、車両の車輪は、回転が規制された状態となる。

シフトスイッチ１３は、自動変速機１４のシフトレンジの入力を受け付ける。すなわち、ユーザは、シフトスイッチ１３から所望のシフトレンジを入力する。シフトスイッチ１３は、「Ｐレンジ」、「Ｒレンジ」、「Ｎレンジ」および「Ｄレンジ」に対応してそれぞれスイッチ１３１、スイッチ１３２、スイッチ１３３およびスイッチ１３４を有している。スイッチ１３１、スイッチ１３２、スイッチ１３３またはスイッチ１３４が操作されると、制御装置５０は操作されたスイッチ１３１〜１３４に対応するシフトレンジを所望シフトレンジとして認識する。制御装置５０は、この所望シフトレンジに対応する目標シフトレンジへシフトレンジが切り替わるようにモータ１７を駆動する。

次に、上記のＳＢＷシステム１０に適用される制御装置５０について説明する。
制御装置５０は、図１に示すようにポジションセンサ５１、エンコーダ１８および制御ユニット５２を備えている。ポジションセンサ５１は、アクチュエータ１１またはシャフト２１に設けられている。ポジションセンサ５１はモータ１７によって駆動される図示しないモータ１７の出力軸またはシャフト２１の回転角度から、自動変速機１４のシフトレンジが「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。ポジションセンサ５１は、検出したシフトレンジを対応する電気信号として制御ユニット５２へ出力する。ポジションセンサ５１は、例えば図示しない一対の電極で構成されている。電極は、一方がシャフト２１に設けられ、他方がシャフト２１の外周側に対向して設けられている。シャフト２１に設けられている電極は、それぞれ異なる抵抗値を有している。この場合、ポジションセンサ５１は、このシャフト２１側の電極とシャフト２１と対向する電極とが導通しているときの抵抗値から、シャフト２１の角度に対応する自動変速機１４のシフトレンジを電気信号として出力する。これにより、ポジションセンサ５１は、シフトレンジが「Ｐレンジ」にあるとき、「Ｐ信号」を出力する。また、ポジションセンサ５１は、シフトレンジが「Ｒレンジ」にあるとき「Ｒ信号」、シフトレンジが「Ｎレンジ」にあるとき「Ｎ信号」、およびシフトレンジが「Ｄレンジ」にあるとき「Ｄ信号」を出力する。なお、上記のポジションセンサ５１の構成は一例である。したがって、ポジションセンサ５１は、例えば接点、磁気、光など、物理的にシフトレンジを検出可能であれば任意の構成とすることができる。

制御ユニット５２は、ＣＰＵ、ＲＯＭおよびＲＡＭを有するマイクロコンピュータで構成されており、ＲＯＭに記憶されているコンピュータプログラムを実行することにより、ＳＢＷシステム１０の全体を制御する。制御ユニット５２は、コンピュータプログラムを実行することにより、シフトレンジ判断部６１、位置取得部６２、判断部６３、位置特定部６４および駆動制御部６５をソフトウェア的に実現している。これら、シフトレンジ判断部６１、位置取得部６２、判断部６３、位置特定部６４および駆動制御部６５は、ソフトウェア的に限らず、ハードウェア的またはソフトウェアとハードウェアとの協働によって実現してもよい。制御装置５０は、上記に加え、蓄積手段としての記憶部６６を備えている。記憶部６６は、例えば不揮発性のメモリ装置などで構成されている。記憶部６６は、制御ユニット５２のＲＡＭおよびＲＯＭを共用してもよい。

位置取得部６２は、自動変速機１４のシフトレンジが切り替えられるごとに、ポジションセンサ５１から切替エッジを取得する。切替エッジは、シフトレンジが切り替わる位置に相当する。具体的には、図４に示すように自動変速機１４のシフトレンジが「Ｐレンジ」から「Ｒレンジ」側へ切り替わることにより、ポジションセンサ５１は「Ｐ信号」を「オン」から「オフ」へ切り替える。すなわち、ポジションセンサ５１は、シフトレンジが「Ｐレンジ」にあるとき、「Ｐ信号」の出力を「オン」し、「Ｐレンジ」以外のとき「Ｐ信号」の出力を「オフ」する。このように、ポジションセンサ５１から出力される「Ｐ信号」が「オン」から「オフ」へ変化する変化点が、切替エッジＰ２となる。同様に、正回転方向においてポジションセンサ５１から出力される「Ｒ信号」が「オフ」から「オン」に変化する変化点は、切替エッジＲ１となる。さらに、「Ｒ信号」が「オン」から「オフ」に変化する変化点は切替エッジＲ２である。「Ｎ信号」が「オフ」から「オン」に変化する変化点は切替エッジＮ１であり、「Ｎ信号」が「オン」から「オフ」に変化する変化点は切替エッジＮ２である。「Ｄ信号」が「オフ」から「オン」に変化する変化点は切替エッジＤ１である。位置取得部６２は、このようにシフトレンジが切り替わるごとにポジションセンサ５１から出力される各信号から、切替エッジＰ２、切替エッジＲ１、切替エッジＲ２、切替エッジＮ１、切替エッジＮ２および切替エッジＤ１を取得する。取得された切替エッジＰ２、切替エッジＲ１、切替エッジＲ２、切替エッジＮ１、切替エッジＮ２および切替エッジＤ１は、エッジ学習値として記憶部６６に記憶される。

また、位置取得部６２は、シフトレンジが切り替えられるごとに、各シフトレンジの相互間におけるモータ１７の駆動量をシフト学習値として取得する。すなわち、位置取得部６２は、シフトレンジが切り替えられるごとに、モータ１７の回転角度を駆動量としてエンコーダ１８から取得する。位置取得部６２は、エンコーダ１８から出力されたＡ相およびＢ相の出力値に基づいてレンジカウンタのカウント量として駆動量を算出する。位置取得部６２は、算出したカウント量に基づいて、各シフトレンジの相互間で、シフトレンジが切り替わるごとに必要なモータ１７の駆動量を取得する。すなわち、位置取得部６２は、「Ｐレンジ」から「Ｒレンジ」までの駆動量を「Ｐ−Ｒ駆動量」、「Ｒレンジ」から「Ｎレンジ」までの駆動量を「Ｒ−Ｎ駆動量」、および「Ｎレンジ」から「Ｄレンジ」までの駆動量を「Ｎ−Ｄ駆動量」としてそれぞれ算出する。位置取得部６２は、取得したモータの駆動量をシフト間学習値として記憶部６６に記憶する。

判断部６３は、エンコーダ１８からモータ１７の回転位置を現在位置Ｐｐとして取得可能か否かを判断する。エンコーダ１８は、例えば「Ｐレンジ」などにおいて初期位置の学習が行なわれたとき、この初期位置からの回転位置をレンジカウンタの出力値として出力する。初期位置が学習され、エンコーダ１８からのレンジカウンタの出力が連続しているとき、レンジカウンタの値を参照することにより、モータ１７の回転位置は現在位置Ｐｐとして取得される。一方、電源の瞬断などが生じると、レンジカウンタの出力値は瞬断後の不特定な位置からの値となる。すなわち、瞬断が生じると、レンジカウンタの出力値は不連続となる。そのため、モータ１７の回転位置は、初期位置を基準とした現在位置Ｐｐとして取得することができない。そこで、判断部６３は、エンコーダ１８から出力されるレンジカウンタの値によって、モータ１７の回転位置を現在位置Ｐｐとして取得可能か否かを判断する。初期位置の学習は、制御ユニット５２が実行する。すなわち、制御ユニットは、初期位置学習手段に相当する。

位置特定部６４は、判断部６３においてモータ１７の現在位置Ｐｐが取得できないと判断されたとき、モータ１７の位置を推定位置Ｐｓとして特定する。具体的には、位置特定部６４は、まずポジションセンサ５１から出力される信号からシフトレンジがいずれにあるかを認識する。自動変速機１４は通常、「Ｐレンジ」、「Ｒレンジ」、「Ｎレンジ」または「Ｄレンジ」のいずれかのシフトレンジにあり、各シフトレンジの中間位置に存在する可能性は低い。そのため、位置取得部６２においてポジションセンサ５１から取得した「Ｐ信号」、「Ｒ信号」、「Ｎ信号」または「Ｄ信号」から、位置特定部６４はシフトレンジがいずれにあるかを認識することができる。さらに、位置特定部６４は、ポジションセンサ５１の信号からシフトレンジを認識するとともに、モータ１７を駆動して自動変速機１４のシフトレンジを切り替える。シフトレンジが切り替えられると、ポジションセンサ５１は対応する「Ｐ信号」、「Ｒ信号」、「Ｎ信号」または「Ｄ信号」をそれぞれ「オン」または「オフ」する。これにより、位置取得部６２は、ポジションセンサ５１の出力値から切替エッジＰ２、切替エッジＲ１、切替エッジＲ２、切替エッジＮ１、切替エッジＮ２または切替エッジＤ１を取得する。位置特定部６４は、取得した切替エッジＰ２、切替エッジＲ１、切替エッジＲ２、切替エッジＮ１、切替エッジＮ２または切替エッジＤ１から、モータ１７が現在位置Ｐｐを特定する。

駆動制御部６５は、入力された信号、すなわちシフトスイッチ１３の操作によって入力された信号に対応する目標シフトレンジへ自動変速機１４が切り替わるようにモータ１７を駆動する。このとき、駆動制御部６５は、位置特定部６４で特定したモータ１７の現在位置Ｐｐ、ならびに記憶部６６に蓄積した切替エッジＰ２、切替エッジＲ１、切替エッジＲ２、切替エッジＮ１、切替エッジＮ２および切替エッジＤ１の学習値などに基づいてモータ１７を駆動する。

次に、上記の構成によるＳＢＷシステム１０の作動について図５に基づいて説明する。
制御ユニット５２は、ＳＢＷ１０の電源がオンされると、初期位置の学習が可能か否かを判断する（Ｓ１０１）。初期位置の学習は、例えばシフトレンジが「Ｐレンジ」などの特定のレンジにあるとき実行される。すなわち、制御ユニット５２は、自動変速機１４のシフトレンジが特定のシフトレンジにあるとき、初期位置の学習が可能であると判断する。制御ユニット５２は、初期位置の学習が可能であると判断すると（Ｓ１０１：Ｙｅｓ）、初期位置の学習を実行する（Ｓ１０２）。初期位置は、例えばシフトレンジが「Ｐレンジ」などの特定のレンジにあるとき、エンコーダ１８からモータ１７の回転角度を検出し、図４に示すように検出した回転角度を初期位置と設定することにより行なわれる。この初期位置の学習は、周知の技術であるので詳細を省略する。

制御ユニット５２は、初期位置の学習が実行されると、シフトレンジの切替要求があるか否かを判断する（Ｓ１０３）。制御ユニット５２は、シフトレンジの切替要求があると判断すると（Ｓ１０３：Ｙｅｓ）、予め設定された制御量に応じてモータ１７を駆動し、目標シフトレンジへの切替制御を実行する（Ｓ１０４）。すなわち、制御ユニット５２は、予め学習によって記憶部６６に記憶されている「Ｐ−Ｒ制御量」、「Ｒ−Ｎ制御量」および「Ｎ−Ｄ制御量」に基づいて、目標シフトレンジへ切り替わるようにモータ１７を駆動する。制御ユニット５２は、シフトレンジの切替要求がないと判断すると（Ｓ１０３：Ｎｏ）、シフトレンジの切替要求があるまで待機する。さらに、制御ユニット５２は、目標シフトレンジへの切替制御が行なわれると、切替の元となったシフトレンジから目標シフトレンジまでのモータの回転角度を、シフト間学習値として取得する（Ｓ１０５）。すなわち、制御ユニット５２は、シフトレンジが切り替えられるごとに、学習したシフト間学習値を補正しつつ更新する。

本実施形態における処理は、Ｓ１０１において初期位置の学習ができないと判断されたときに実行される。すなわち、初期位置の学習ができないと判断されると（Ｓ１０１：Ｎｏ）、制御ユニット５２は現在位置特定処理へ移行する（Ｓ１０６）。図６に示す現在位置特定処理に移行すると、ポジションセンサ５１は、現在のシフトレンジを取得する（Ｓ２０１）。そして、判断部６３は、エンコーダ１８でモータ１７の回転位置を現在位置Ｐｐとして取得可能か否かを判断する（Ｓ２０２）。判断部６３においてモータ１７の現在位置Ｐｐを取得できないと判断されると（Ｓ２０２：Ｎｏ）、位置特定部６４はモータ１７を駆動する（Ｓ２０３）。モータ１７が駆動することにより、シフトレンジが切り替わり、位置取得部６２は切替エッジＰ２、切替エッジＲ１、切替エッジＲ２、切替エッジＮ１、切替エッジＮ２または切替エッジＤ１のいずれかを取得する（Ｓ２０４）。位置特定部６４は、Ｓ２０４で取得した切替エッジから、モータ１７の現在位置Ｐｐを特定する（Ｓ２０５）。例えば瞬断などによってレンジカウンタのカウント量が不連続となっているとき、モータ１７の現在位置Ｐｐは未確定である。そのため、判断部６３は、モータ１７の現在位置Ｐｐを取得できないと判断する。一方、モータ１７の現在位置Ｐｐが未確定であっても、モータ１７を駆動することにより、位置取得部６２は切替エッジのいずれかを取得する。位置特定部６４は、この取得した切替エッジからモータ１７の現在位置Ｐｐを特定する。

例えばシフトレンジが「Ｎレンジ」にあるとき、モータ１７を駆動すると、切替エッジＮ１または切替エッジＮ２のいずれかが検出される。このとき、ポジションセンサ５１は、「Ｎレンジ」であることを示す「Ｎ信号」出力している。このことから、位置特定部６４は、エンコーダ１８からモータ１７の現在位置Ｐｐを取得できなくても、モータ１７を正方向へ回転駆動すると、位置取得部６２で取得した切替エッジＮ２から、モータ１７の現在位置Ｐｐを正確に特定することができる。すなわち、モータ１７の回転によってエンコーダ１８から得られた回転位置と、切替エッジＮ２が出力された回転位置との関係から、モータ１７の現在位置Ｐｐは特定される。つまり、ポジションセンサ５１の出力が「Ｎ信号」であり、切替エッジＮ２が出力されたとき、モータ１７は切替エッジＮ２に相当する位置にあることが特定される。シフトレンジがＮレンジ以外にあるときも、同様の手順でモータ１７の現在位置Ｐｐが特定される。

位置特定部６４でモータ１７の現在位置が特定されると、図５に示す処理へ復帰する。また、Ｓ２０２において判断部６３がモータ１７の現在位置Ｐｐは取得可能であると判断すると（Ｓ２０２：Ｙｅｓ）、Ｓ２０３以降の処理をすることなく、図５に示す処理へ復帰する。

Ｓ１０６における現在位置特定処理が完了すると、制御ユニット５２は、シフトレンジの切替要求があるか否かを判断する（Ｓ１０７）。制御ユニット５２は、シフトレンジの切替要求があると判断すると（Ｓ１０７：Ｙｅｓ）、Ｓ１０５で取得され記憶部６６に記憶されているシフト間学習値を読み取る（Ｓ１０８）。これにより、駆動制御部６５は、Ｓ１０６における現在位置特定処理で特定したモータ１７の現在位置Ｐｐと、Ｓ１０８で記憶部６６から取得したシフト間学習値とに基づいて、切替要求に対応する目標シフトレンジへモータ１７を駆動する（Ｓ１０９）。

現在位置特定処理のＳ２０２においてモータ１７の現在位置Ｐｐを取得できないと判断されたときでも、Ｓ２０４で切替エッジを取得することにより、Ｓ２０５においてモータ１７の現在位置Ｐｐが特定されている。また、各シフトレンジ間のモータ１７の駆動量は、シフト間学習値として既に記憶部６６に記憶されている。そのため、駆動制御部６５は、Ｓ２０５において特定したモータ１７の現在位置Ｐｐと、既に記憶部６６に記憶されているシフト間学習値とから、目標シフトレンジへ移行するために必要なモータ１７の回転位置つまり回転角度を算出目標位置として算出することができる。さらに、位置取得部６２は、モータ１７の駆動によってシフトレンジが切り替わるごとに、切替エッジを取得する。そこで、駆動制御部６５は、位置取得部６２で取得した切替エッジの学習値であるエッジ学習値を用いて、目標シフトレンジに対応して算出した算出目標位置までのモータ１７の駆動量を補正してもよい。

以上説明したように、第１実施形態の制御装置５０は、ポジションセンサ５１を備えている。ポジションセンサ５１は、自動変速機１４のシフトレンジがいずれの位置にあるかを検出する。瞬断などにより、エンコーダ１８からモータ１７の現在位置Ｐｐを取得できないと判断されたとき、位置特定部６４は、ポジションセンサ５１から自動変速機１４が複数のシフトレンジのうちいずれのシフトレンジあるかを特定する。そして、位置特定部６４は、特定したシフトレンジからモータ１７を駆動して自動変速機１４のシフトレンジを切り替える。このとき、ポジションセンサ５１から出力されるＰ信号、Ｒ信号、Ｎ信号またはＤ信号は、自動変速機１４のシフトレンジが切り替えられるごとに変化する。位置取得部６２は、ポジションセンサ５１から出力される信号の変化から、信号の変化点を切替エッジとして取得する。これにより、位置特定部６４は、ポジションセンサ５１で特定したシフトレンジと、位置取得部６２で取得した切替エッジとから、モータ１７の回転位置を特定する。したがって、自動変速機１４が特定のシフトレンジになくても、シフトレンジに関わらずモータ１７の回転位置を特定することができる。

また、第１実施形態では、駆動制御部６５は、位置特定部６４で特定したモータ１７の現在位置Ｐｐと、記憶部６６に記憶しているシフト間学習値とに基づいて、モータ１７を目標シフトレンジへ駆動する。すなわち、駆動制御部６５は、瞬断などによりモータ１７の初期位置が学習されていないときでも、位置特定部６４で特定したモータ１７の現在位置Ｐｐと、既に記憶している学習値とから、目標シフトレンジに対応するモータ１７の駆動量を設定する。そして、駆動制御部６５は、設定したモータ１７の駆動量に応じて目標シフトレンジに対応する位置へモータ１７を駆動する。したがって、瞬断からの回復などによってモータ１７の回転位置が特定できないときでも、自動変速機１４を所定のシフトレンジへ正確に制御することができる。

さらに、第１実施形態では、駆動制御部６５は、モータ１７の駆動にともなって位置取得部６２で取得した切替エッジを用いて、算出目標位置までのモータ１７の駆動量を補正している。モータ１７の駆動によってシフトレンジが切り替えられるごとに、切替エッジは刻々と更新される。この更新される最新の切替エッジを用いてモータ１７の駆動量を補正することにより、駆動制御部６５によるモータ１７の制御精度はより向上する。したがって、自動変速機１４を所定のシフトレンジへより正確に制御することができる。

（第２実施形態）
第２実施形態による制御装置を説明する。
第２実施形態の場合、具体的な構成は、第１実施形態と共通であるので、説明を省略する。また、第２実施形態では、図５に示す第１実施形態の処理において、Ｓ１０１とＳ１０２の間に処理が追加される点で異なる。したがって、以下、第１実施形態と異なる点を中心に図７に基づいて第２実施形態による処理を説明する。

第２実施形態では、Ｓ３０１において初期位置の学習が可能であると判断されると（Ｓ３０１：Ｙｅｓ）、制御ユニット５２はモータ１７の初期位置を学習するか否かを判断する（Ｓ３０２）。そして、制御ユニット５２は、モータ１７の初期位置を学習すると判断すると（Ｓ３０２：Ｙｅｓ）、第１実施形態におけるＳ１０２からＳ１０５の処理を実行する（Ｓ３０３〜Ｓ３０６）。一方、制御ユニット５２は、Ｓ３０１において初期位置が学習できないと判断したとき（Ｓ３０１：Ｎｏ）、およびＳ３０２において初期位置を学習しないと判断したとき（Ｓ３０２：Ｎｏ）、第１実施形態におけるＳ１０６からＳ１０９の処理を実行する（Ｓ３０７〜Ｓ３１０）。

位置特定部６４は、第１実施形態で説明したように初期位置を学習することなくモータ１７の現在位置Ｐｐを特定することができる。そのため、Ｓ３０１においてモータ１７の初期位置を学習できる状態、例えばシフトレンジが「Ｐレンジ」へ切り替わった状態となっていても、必ずしも初期位置を学習する必要は無い。そこで、制御ユニット５２は、位置特定部６４によりモータ１７の現在位置Ｐｐを特定できているとき、Ｓ３０２においてモータ１７の初期位置を学習しないと判断する。これにより、第２実施形態では、瞬断などが生じることによって、モータ１７の位置がリセットされた後に、モータ１７の現在位置Ｐｐが特定されたとき、モータ１７の初期位置を学習可能なシフトレンジに移行しても、モータ１７の初期位置の学習は実行されない。したがって、ユーザの操作に対する応答性を高めることができる。

（第３実施形態）
第３実施形態による制御装置を図８に示す。
第３実施形態では、制御装置５０は、推定部７１を備えている。推定部７１は、制御ユニット５２によってコンピュータプログラムを実行することにより、ソフトウェア的に実現されている。推定部７１は、ハードウェア的、またはソフトウェアとハードウェアとの協働によって実現してもよい。

推定部７１は、シフトスイッチ１３で受け付けた所望シフトレンジ、および正常時において認識したシフトレンジおよび切替エッジから現在のシフトレンジの位置を推定する。シフトスイッチ１３は、ユーザによるシフトスイッチの操作によって、いずれのシフトレンジに移行しようとしているかを認識する。さらに、ポジションセンサ５１は、例えば瞬断などが生じる前まで、つまり正常時において、シフトレンジが「Ｐレンジ」、「Ｒレンジ」、「Ｎレンジ」または「Ｄレンジ」のいずれであるかを認識している。また、この正常時において、位置取得部６２は、シフトレンジが切り替わるごとに、ポジションセンサ５１から切替エッジＰ２、切替エッジＲ１、切替エッジＲ２、切替エッジＮ１、切替エッジＮ２または切替エッジＤ１のいずれかを取得する。これらのシフトレンジの位置および切替エッジは、学習値として記憶部６６に記憶されている。そこで、推定部７１は、シフトスイッチ１３の操作で自動変速機１４のシフトレンジが切り替えられる方向を認識するとともに、正常時においてポジションセンサ５１で取得したシフトレンジおよび切替エッジから、現在のシフトレンジを推定する。

例えば、シフトレンジが「Ｐレンジ」から「Ｒレンジ」へ移行する途中に瞬断が生じたとする。ここで、瞬断後に電源が回復しても、ポジションセンサ５１が検出した自動変速機１４のシフトレンジは「切替エッジＰ２」から「切替エッジＲ１」の間で特定できない。このようにシフトレンジが「Ｐレンジ」から「Ｒレンジ」へ切り替わるとき、シフトレンジ判断部６１は、「Ｒレンジ」、「Ｎレンジ」または「Ｄレンジ」のいずれかに対応するシフトスイッチ１３２、１３３、１３４に入力があったことを認識している。そのため、駆動制御部６５は、モータ１７を正回転方向へ駆動していることになる。一方、この瞬断が生じる前まで、ポジションセンサ５１はシフトレンジが「Ｐレンジ」であることを示す「Ｐ信号」を出力している。そのため、推定部７１は、瞬断が生じる前まで、自動変速機１４のシフトレンジが「Ｐレンジ」であったことは認識している。また、位置取得部６２は、正常時における「切替エッジＰ２」および「切替エッジＲ１」を学習している。そこで、推定部７１は、シフトレンジが特定できないとき、シフトレンジおよび切替エッジの学習値、ならびにシフトスイッチ１３で受け付けた所望シフトレンジから、最新のシフトレンジの位置を推定する。推定部７１は、他のシフトレンジにおいても同様の手順で最新のシフトレンジの位置を推定する。

さらに、シフトレンジの推定とともに、モータ１７の駆動が継続されることにより、位置取得部６２はポジションセンサ５１から切替エッジを取得する。位置特定部６４は、このようにモータ１７の駆動の継続によって取得された切替エッジを用いて、推定部７１で推定したシフトレンジを補正し、位置を特定する。
駆動制御部６５は、判断部６３においてモータ１７の現在位置Ｐｐを取得できないと判断したとき、推定部７１で推定したシフトレンジから目標シフトレンジへモータ１７を駆動する。すなわち、推定部７１は、上記のように現在のシフトレンジを推定している。そこで、駆動制御部６５は、判断部６３においてモータ１７の現在位置Ｐｐが取得できないと判断したとき、現在のシフトレンジが推定部７１で推定したシフトレンジであると特定し、目標シフトレンジへ切り替わるようにモータ１７を駆動する。

第３実施形態による処理を図９に基づいて説明する。第３実施形態では、図５に示す第１実施形態の処理において、Ｓ１０５における現在位置特定処理の前に処理が追加される点で異なる。したがって、以下、第１実施形態と異なる点を中心に第３実施形態による処理を説明する。
第３実施形態では、Ｓ４０１において初期位置の学習が可能であると判断されると（Ｓ４０１：Ｙｅｓ）、第１実施形態におけるＳ１０２からＳ１０５の処理を実行する（Ｓ４０２〜Ｓ４０５）。一方、Ｓ４０１において初期位置の学習ができないと判断されると（Ｓ４０１：Ｎｏ）、制御ユニット５２は現在のシフトレンジが特定できるか否かを判断する（Ｓ４０６）。すなわち、制御ユニット５２は、ポジションセンサ５１で取得した信号から現在のシフトレンジが特定できるか否かを判断する。制御ユニット５２は、現在のシフトレンジが特定できると判断すると（Ｓ４０６：Ｙｅｓ）、第１実施形態におけるＳ１０６からＳ１０９の処理を実行する（Ｓ４０７〜Ｓ４１０）。

現在のシフトレンジが特定できないと判断されると（Ｓ４０６：Ｎｏ）、推定部７１は現在のシフトレンジを推定する（Ｓ４１１）。推定部７１は、上述のように切替エッジの学習値、シフトスイッチ１３で受け付けた所望シフトレンジ、および正常時におけるシフトレンジの学習値から、最新のシフトレンジの位置を推定する。そして、位置特定部６４は、推定したシフトレンジに基づいて、Ｓ４０７以降の処理でモータ１７の位置を特定する。

位置取得部６２は、Ｓ４０５においてシフト間学習値を取得した後、およびＳ４１１で現在のシフトレンジを推定した後、シフトレンジが切り替わるごとに、切替エッジＰ２、切替エッジＲ１、切替エッジＲ２、切替エッジＮ１、切替エッジＮ２および切替エッジＤ１をエッジ学習値として取得する（Ｓ４１２）。

第３実施形態では、推定部７１は、ポジションセンサ５１から出力される信号ではシフトレンジが特定できないとき、シフトレンジを推定する。すなわち、推定部７１は、シフトレンジが推定できないとき、正常時のシフトレンジおよび切替エッジの学習値に基づいてシフトレンジを推定する。そして、位置特定部６４は、モータ１７の駆動によって次のシフトレンジへ移行する際に切替エッジを取得することにより、最新のシフトレンジおよびモータ１７の位置を推定する。したがって、シフトレンジを推定し、モータ１７を正確に駆動することができる。

（第４実施形態）
第４実施形態による制御装置５０を説明する。
第４実施形態の場合、具体的な構成は、第１実施形態と共通であるので、説明を省略する。第４実施形態の場合、駆動制御部６５は、ポジションセンサでシフトレンジがいずれであるか認識できないとき、自動変速機１４のシフトレンジを末端側へ切り替える。すなわち、駆動制御部６５は、モータ１７を駆動して、シフトレンジを端側シフトレンジである「Ｐレンジ」または「Ｄレンジ」側へ切り替える。このとき、位置取得部６２は、シフトレンジが切り替わる際に、ポジションセンサ５１から切替エッジを取得する。そして、位置特定部６４は、取得した切替エッジからモータ１７の現在位置Ｐｐを特定する。駆動制御部６５は、位置特定部６４で特定したモータ１７の位置と、予め学習したシフト間学習値とを用いてモータ１７を駆動し、所望のシフトレンジへ切り替える。

例えば、シフトレンジが「Ｎレンジ」にあるにも関わらず、ポジションセンサ５１が「Ｎレンジ」であることを認識できないとき、駆動制御部６５は、モータ１７を駆動して、シフトレンジを「Ｐレンジ」側または「Ｄレンジ」側へ切り替える。これにより、シフトレンジが「Ｐレンジ」側へ切り替えられると、ポジションセンサ５１は切替エッジＲ２または切替エッジＮ２を出力する。一方、シフトレンジが「Ｄレンジ」側へ切り替えられると、ポジションセンサ５１は切替エッジＮ１または切替エッジＤ１を出力する。これにより、シフトレンジが「Ｎレンジ」であることを認識できなくても、モータ１７による強制的なシフトレンジの切り替えによって、切替エッジＲ２もしくは切替エッジＮ２、または切替エッジＮ１もしくは切替エッジＤ１が検出される。位置特定部６４は、検出した切替エッジＲ２もしくは切替エッジＮ２、または切替エッジＮ１もしくは切替エッジＤ１からモータ１７の位置を特定する。そして、駆動制御部６５は、特定したモータ１７の位置およびシフト間学習値を用いてモータ１７を駆動し、シフトレンジを切り替える。シフトレンジが「Ｎレンジ」以外にあるときも、同様の処理が実行される。

第４実施形態の処理を図１０に基づいて説明する。
第４実施形態では、図５に示す第１実施形態の処理において、Ｓ１０５における現在位置特定処理の前に処理が追加される点で異なる。したがって、以下、第１実施形態と異なる点を中心に第４実施形態による処理を説明する。
第４実施形態では、Ｓ５０１において初期位置の学習が可能であると判断されると（Ｓ５０１：Ｙｅｓ）、第１実施形態におけるＳ１０２からＳ１０５の処理を実行する（Ｓ５０２〜Ｓ５０５）。一方、Ｓ５０１において初期位置の学習ができないと判断されると（Ｓ５０１：Ｎｏ）、制御ユニット５２は現在のシフトレンジが特定できるか否かを判断する（Ｓ５０６）。すなわち、制御ユニット５２は、ポジションセンサ５１で取得した信号から現在のシフトレンジが特定できるか否かを判断する。制御ユニット５２は、現在のシフトレンジが特定できると判断すると（Ｓ５０６：Ｙｅｓ）、第１実施形態におけるＳ１０６からＳ１０９の処理を実行する（Ｓ５０７〜Ｓ５１０）。

現在のシフトレンジが特定できないと判断されると（Ｓ５０６：Ｎｏ）、位置特定部６４はモータ１７を駆動して現在位置Ｐｐを特定する（Ｓ５１１）。すなわち、駆動制御部６５は、モータ１７を駆動して、自動変速機１４のシフトレンジを「Ｐレンジ」側または「Ｄレンジ」側へ切り替える。モータ１７の駆動によってシフトレンジが切り替わるため、位置取得部６２は切替エッジを検出する。これにより、位置特定部６４は、検出した切替エッジに基づいて、モータ１７の現在位置Ｐｐを特定する。駆動制御部６５は、Ｓ５１１で特定したモータ１７の現在位置Ｐｐに基づいて、Ｓ５０７以降の処理を実行する。

第４実施形態では、ポジションセンサ５１でシフトレンジが特定できないとき、モータ１７を駆動してシフトレンジを強制的に切り替える。これにより、シフトレンジの切り替えによって、切替エッジが検出される。位置特定部６４は、この検出した切替エッジからモータ１７の現在位置Ｐｐを特定する。そのため、他の情報が不足する場合でも、モータ１７の位置は特定される。したがって、シフトレンジが特定できないときでも、自動変速機１４の制御を継続することができる。

なお、第４実施形態では、シフトレンジを「Ｐレンジ」または「Ｄレンジ」のいずれかに切り替える例について説明した。しかし、シフトレンジを「Ｒレンジ」へ切り替える要求があるとき、すなわち「Ｒレンジ」に対応するシフトスイッチ１３へ入力があったとき、駆動制御部６５は「Ｐレンジ」側へモータ１７を駆動して切替エッジを検出することが望ましい。これにより、「Ｒレンジ」の要求があったとき、逆進方向となる「Ｄレンジ」への切り替えが回避される。したがって、安全性を高めることができる。

以上説明した本発明は、上記実施形態に限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲で種々の実施形態に適用可能である。
上記の実施形態では、シフトレンジを「Ｐレンジ」、「Ｒレンジ」、「Ｎレンジ」および「Ｄレンジ」の４つにする例について説明した。しかし、「Ｄ２レンジ」、「Ｓレンジ」および「Ｌレンジ」など、シフトレンジは４つ以上設けてもよい。

図面中、１０はＳＢＷシステム、１３はシフトスイッチ（入力手段）、１４は自動変速機、１７はモータ、１８はエンコーダ、５０は制御装置（制御装置）、５１はポジションセンサ、５２は制御ユニット（初期位置学習手段）、６２は位置取得部（位置取得手段）、６３は判断部（判断手段）、６４は位置特定部（位置特定手段）、６５は駆動制御部（駆動制御手段）、６６は記憶部（蓄積手段）、７１は推定部（推定手段）を示す。

Claims (6)

1. モータ（１７）の駆動力により自動変速機（１４）のシフトレンジを切り替えるシフトバイワイヤシステム（１０）において、入力された信号に応じて前記モータ（１７）を駆動する制御装置（５０）であって、
   前記自動変速機（１４）が複数のシフトレンジのいずれの位置にあるかを検出するポジションセンサ（５１）と、
   前記シフトレンジが切り替えられるごとに、前記シフトレンジが切り替わる位置に相当する切替エッジを前記ポジションセンサ（５１）から取得する位置取得手段（６２）と、
   前記モータ（１７）の回転位置を検出するエンコーダ（１８）と、
   前記エンコーダ（１８）から前記回転位置を現在位置として取得可能か否か判断する判断手段（６３）と、
   前記判断手段（６３）で前記現在位置が取得できないと判断したとき、前記ポジションセンサ（５１）で前記シフトレンジがいずれであるか認識するとともに、前記モータ（１７）を駆動して前記シフトレンジを切り替え、前記シフトレンジの切り替えの際に前記位置取得手段（６２）で取得した前記切替エッジから前記モータ（１７）の位置を特定する位置特定手段（６４）と、
   前記シフトレンジが切り替えられるごとに、前記位置取得部（６２）で取得された各シフトレンジの相互間のモータ駆動量をシフト間学習値として蓄積する蓄積手段（６６）と、
   前記位置特定手段（６４）で特定した前記モータ（１７）の位置、および前記蓄積手段（６６）に蓄積した前記シフト間学習値に基づいて、入力された信号に対応する目標シフトレンジへ前記モータ（１７）を駆動する駆動制御手段（６５）と、
   を備えるシフトバイワイヤ制御装置。
2. 前記駆動制御手段（６５）は、前記位置特定手段（６４）で特定した前記モータ（１７）の位置と、前記蓄積手段（６６）に蓄積した前記シフト間学習値とに基づいて、前記目標シフトレンジに応じた前記モータ（１７）の目標位置を算出目標位置として算出し、前記蓄積手段（６６）に蓄積した前記切替エッジの学習値であるエッジ学習値で前記算出目標位置までの前記モータ（１７）の駆動量を補正する請求項１記載のシフトバイワイヤ制御装置。
3. 前記シフトレンジが特定の学習シフトレンジにあるとき、前記モータ（１７）の初期位置を学習する初期位置学習手段（５２）をさらに備え、
   前記駆動制御手段（６５）は、前記判断手段（６３）で前記現在位置を取得可能であると判断したとき、前記初期位置学習手段（５２）による前記初期位置を学習することなく、前記モータ（１７）を駆動する請求項１または２記載のシフトバイワイヤ制御装置。
4. 切り替えを所望する前記シフトレンジの入力を所望シフトレンジとして受け付ける入力手段（１３）と、
   前記入力手段（１３）で受け付けた前記所望シフトレンジ、正常時における前記ポジションセンサ（５１）で認識した前記シフトレンジがいずれであるかを示す信号、および正常時における前記切替エッジから、前記シフトレンジの位置を推定する推定手段（７１）と、をさらに備え、
   前記駆動制御手段（６５）は、前記判断手段（６３）で前記現在位置を取得できないと判断したとき、前記推定手段（７１）で推定した前記シフトレンジから前記目標シフトレンジへ前記モータ（１７）を駆動する請求項１から３のいずれか一項記載のシフトバイワイヤ制御装置。
5. 前記駆動制御手段（６５）は、前記ポジションセンサ（５１）で前記シフトレンジがいずれであるか認識できないとき、前記モータ（１７）を駆動して、複数の前記シフトレンジのうち末端側の端側シフトレンジに前記自動変速機（１４）を切り替え、
   前記位置取得部（６２）は、前記シフトレンジの切り替えにより前記切替エッジを検出する請求項１から４のいずれか一項記載のシフトバイワイヤ制御装置。
6. 複数の前記シフトレンジは、末端側に位置する駐車用のＰレンジと前進用のＤレンジとの間に、前記Ｐレンジ側から順に後進用のＲレンジ、および中立用のＮレンジを有し、
   前記駆動制御手段（６５）は、前記Ｒレンジへの要求があるとき、前記Ｐレンジ側の末端へ向けて前記モータ（１７）を駆動して前記切替エッジを検出する請求項５記載のシフトバイワイヤ制御装置。
   

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