JP6330301B2 - レンジ切換制御装置 - Google Patents

Description

本発明は、モータを駆動源としてシフトレンジを切り換えるレンジ切換制御装置に関する発明である。

近年、自動車においても、省スペース化、組立性向上、制御性向上等の要求を満たすために、機械的な駆動システムを、モータによって電気的に駆動するシステムに変更する事例が増加する傾向にある。その一例として、車両の自動変速機のレンジ切換機構をモータで駆動するようにしたものがある。このものは、モータの回転に同期して所定角度毎にパルス信号を出力するエンコーダを搭載し、レンジ切換時には、このエンコーダのパルス信号のカウント値（以下「エンコーダカウント値」という）に基づいてモータを目標レンジに相当する目標回転位置（目標カウント値）まで回転させることで、シフトレンジを目標レンジに切り換えるようにしている。

このようなレンジ切換制御装置においては、例えば、特許文献１（特開２００４−３０８８４８号公報）に記載されているように、モータ（アクチュエータ）で回転駆動されるディテントプレートをディテントスプリングに係合させることでシフトレンジを固定するシステムにおいて、シフトレンジを切り換える際に、ディテントプレートが所定の目標範囲（ディテントプレートがモ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）まで回転したときにモータの通電を停止するようにしたものがある。

特開２００４−３０８８４８号公報

本出願人は、上記特許文献１の技術を利用して、シフトレンジを切り換える際に、エンコーダカウント値に基づいてモータの通電相を順次切り換えることでモータを目標回転位置に向かって回転駆動するＦ／Ｂ制御（フィードバック制御）を実行し、このＦ／Ｂ制御によりモータが所定の停止範囲（例えば目標回転位置±９カウントの範囲）内まで回転したときにＦ／Ｂ制御を終了してモータの通電を停止するシステムを研究している。

このシステムでは、通常は、Ｆ／Ｂ制御を終了してモータの通電を停止したときに、モータがディテント機構の吸い込み範囲（モータの通電停止状態でディテント機構の係合部がレンジ保持凹部内に滑り落ちる範囲）内まで回転しているか又は惰性でディテント機構の吸い込み範囲内まで回転すれば、モータの通電を停止してもディテント機構の係合部がレンジ保持凹部の底まで滑り落ちることによってモータを目標回転位置まで回転させることができる。

しかし、極低温や機械的な要因によりディテント機構等の可動部の摩擦抵抗が増加すると、Ｆ／Ｂ制御を終了してモータの通電を停止した後にディテント機構の係合部がレンジ保持凹部の底まで滑り落ちず、モータを目標回転位置まで回転させることができなくなる可能性がある。このような場合、シフトレンジを検出するレンジセンサでシフトレンジを正しく判定することができず、自動変速機の制御を開始できなくなる可能性がある。

この対策として、温度等に基づいて可動部の摩擦抵抗を推定し、その推定結果に応じてモータの停止範囲を補正することも考えられるが、この方法では、摩擦抵抗を推定する複雑な演算処理を行う必要があると共に、温度センサを新たに設ける必要がある。また、ディテント機構のバネ力を強くして、可動部の摩擦抵抗が増加しても、ディテント機構の係合部がレンジ保持凹部の底まで滑り落ちるようにすることも考えられるが、この場合、モータのトルクも増加させる必要があり、その分、モータを大型化する必要がある。

そこで、本発明が解決しようとする課題は、システムのハード構成をほとんど改造することなく、シフトレンジを切り換える際にモータを確実に目標回転位置付近まで回転させることができ、レンジ切り換えの信頼性を向上させることができるレンジ切換制御装置を提供することにある。

上記課題を解決するために、請求項１に係る発明は、モータ（２７）を駆動源としてシフトレンジを複数のレンジ間で切り換えるレンジ切換機構（１６）と、このレンジ切換機構（１６）が各レンジの位置に切り換えられたときに係合部（４３ａ）がレンジ保持凹部（４４）に嵌まり込むことでレンジ切換機構（１６）を各レンジの位置に保持するディテント機構（４５）と、モータ（２７）の回転角を検出するモータ回転角センサ（３１）と、目標レンジが切り換えられたときにモータ回転角センサ（３１）の出力信号に基づいてモータ（２７）を目標レンジに相当する目標回転位置に向かって回転駆動するフィードバック制御（以下「Ｆ／Ｂ制御」と表記する）を実行し、該Ｆ／Ｂ制御によりモータ（２７）が目標回転位置を含む所定の停止範囲内まで回転したときにＦ／Ｂ制御を終了してモータ（２７）の通電を停止する制御手段（２３）とを備えたレンジ切換制御装置において、モータ回転角センサ（３１）とは別にレンジ切換機構（１６）又はこれと連動する部材（１７）の動作位置に基づいて現在のシフトレンジを検出するレンジセンサ（３３）を備え、制御手段（２３）は、Ｆ／Ｂ制御を終了してモータ（２７）の通電を停止してから所定期間が経過した後にレンジセンサ（３３）で検出したシフトレンジ（以下「センサ検出レンジ」という）が目標レンジと一致していない場合に、センサ検出レンジが目標レンジと一致するまでモータ（２７）を回転駆動する再駆動制御を実行するようにし、再駆動制御の際に、オープンループ制御でモータ（２７）の通電相を順次切り換えてモータ（２７）を前記Ｆ／Ｂ制御における最高速度よりも低速で回転駆動するものである。

本発明は、シフトレンジを検出するレンジセンサを利用して、Ｆ／Ｂ制御を終了してモータの通電を停止してから所定期間が経過した後にセンサ検出レンジ（レンジセンサで検出したシフトレンジ）が目標レンジと一致していない場合には、ディテント機構の係合部がレンジ保持凹部の底まで滑り落ちていない（モータが目標回転位置まで回転していない）と判断して、センサ検出レンジが目標レンジと一致するまでモータを回転駆動する再駆動制御を実行する。

このようにすれば、極低温や機械的な要因によりディテント機構等の可動部の摩擦抵抗が増加することによって、Ｆ／Ｂ制御を終了してモータの通電を停止した後にディテント機構の係合部がレンジ保持凹部の底まで滑り落ちない場合でも、その後、再駆動制御によってセンサ検出レンジが目標レンジと一致するまでモータを回転駆動することで、モータを目標回転位置付近（目標回転位置又はその付近）まで回転させることができる。これにより、シフトレンジを切り換える際にモータを確実に目標回転位置付近まで回転させることができ、レンジ切り換えの信頼性を向上させることができる。また、レンジセンサでシフトレンジを正しく判定することができ、自動変速機の制御への悪影響を防止することができる。しかも、温度等に基づいて可動部の摩擦抵抗を推定する必要がないため、摩擦抵抗を推定する複雑な演算処理を行う必要や温度センサを新たに設ける必要がないと共に、ディテント機構のバネ力を強くする必要がないため、モータを大型化する必要もなく、システムのハード構成をほとんど改造することなく実現することができる。

図１は本発明の一実施例における自動変速制御システムの概略構成を示す図である。 図２はレンジ切換機構の斜視図である。 図３はＦ／Ｂ制御ルーチンの処理の流れを示すフローチャートである。 図４は再駆動制御要求判定ルーチンの処理の流れを示すフローチャートである。 図５は再駆動制御ルーチンの処理の流れを示すフローチャートである。 図６はレンジ切換制御の実行例（その１）を示すタイムチャートである。 図７はレンジ切換制御の実行例（その２）を示すタイムチャートである。

以下、本発明を実施するための形態を具体化した一実施例を説明する。
まず、図１に基づいて車両の自動変速制御システムの概略構成を説明する。
エンジン１１の出力軸（クランク軸）に、自動変速機１２の入力軸が連結されている。この自動変速機１２には、変速歯車機構（図示せず）と油圧制御回路１３等が設けられている。変速歯車機構には、変速段（変速比）を切り換えるための複数のクラッチやブレーキ等の摩擦係合要素（図示せず）が設けられている。また、油圧制御回路１３には、摩擦係合要素に作用させる油圧を制御する油圧制御弁１４や、摩擦係合要素の作動油の油圧回路を切り換えるマニュアル弁１７が設けられている。このマニュアル弁１７は、レンジセレクタ１５の操作に連動してレンジ切換機構１６によって駆動される。

エンジン１１を制御するエンジンＥＣＵ１８は、アクセル開度（アクセルペダルの操作量）を検出するアクセルセンサ１９の出力信号等に基づいて、スロットル装置２０のスロットル開度（スロットルバルブの開度）や燃料噴射弁２１の燃料噴射量等を制御する。ここで、「ＥＣＵ」は「電子制御ユニット」を意味する（以下、同様）。

自動変速機１２の変速動作を制御するＡＴ−ＥＣＵ２２は、油圧制御回路１３の各油圧制御弁１４の開閉動作を制御して各摩擦係合要素に供給する油圧を制御することで自動変速機１２の変速段を目標変速段に切り換える。

自動変速機１２のレンジ切換動作を制御するＳＢＷ−ＥＣＵ２３は、レンジセレクタ１５で選択されたシフトレンジ（要求レンジ）を検出するセレクタセンサ２４の出力信号に基づいてレンジ切換機構１６のモータ２７を制御する。これにより、運転者のレンジ切換操作に応じてマニュアル弁１７の切換動作を制御して自動変速機１２のシフトレンジを切り換える。レンジ切換機構１６とＳＢＷ−ＥＣＵ２３等からシフトバイワイヤシステムが構成されている。

エンジンＥＣＵ１８とＡＴ−ＥＣＵ２２とＳＢＷ−ＥＣＵ２３と通知装置２５等は、通信ライン２６（例えば車内ＬＡＮ回線等）を介して接続され、ＣＡＮ通信等により必要な情報を相互に送受信する。

図２に示すように、レンジ切換機構１６は、自動変速機１２のシフトレンジを、例えば、Ｐレンジ（パーキングレンジ）とＲレンジ（リバースレンジ）とＮレンジ（ニュートラルレンジ）とＤレンジ（ドライブレンジ）との間で切り換える４ポジション式のレンジ切換機構である。このレンジ切換機構１６の駆動源となるモータ２７は、例えばスイッチトリラクタンスモータにより構成されている。このモータ２７の回転軸が減速機構２８（図１参照）を介してマニュアルシャフト２９に連結され、このマニュアルシャフト２９にディテントレバー３０が固定されている。このディテントレバー３０には、マニュアル弁１７（図１参照）の操作部３２が連結され、ディテントレバー３０の回転に応じてマニュアル弁１７の動作位置（操作量）を切り換えて自動変速機１２の油圧回路を切り換えることで、シフトレンジを切り換えるようになっている。以上により、自動変速機１２のシフトレンジをモータ２７の回転角度に応じて制御することができるようになっている。

また、ディテントレバー３０にはＬ字形のパーキングロッド３８が固定され、このパーキングロッド３８の先端部に設けられた円錐体３９がロックレバー４１に当接している。このロックレバー４１は、円錐体３９の位置に応じて軸４２を中心にして上下動してパーキングギヤ４０をロック／ロック解除するようになっている。パーキングギヤ４０は、自動変速機１２の出力軸に設けられ、このパーキングギヤ４０がロックレバー４１によってロックされると、車両の駆動輪が回り止めされた状態（パーキング状態）に保持される。

一方、ディテントレバー３０をＰ、Ｒ、Ｎ、Ｄの各レンジに保持するためのディテントバネ４３が支持ベース３７に固定され、ディテントレバー３０には、Ｐ、Ｒ、Ｎ、Ｄの各レンジ保持凹部４４が形成されている。ディテントバネ４３の先端に設けられた係合部４３ａがディテントレバー３０の各レンジ保持凹部４４に嵌まり込んだときに、ディテントレバー３０が各レンジの位置に保持されるようになっている。これらディテントレバー３０とディテントバネ４３等からディテントレバー３０の回転位置を各レンジの位置に係合保持する（つまりレンジ切換機構１６を各レンジの位置に保持する）ためのディテント機構４５（節度機構）が構成されている。

Ｐレンジでは、パーキングロッド３８がロックレバー４１に接近する方向に移動して、円錐体３９の太い部分がロックレバー４１を押し上げてロックレバー４１の凸部４１ａがパーキングギヤ４０に嵌まり込んでパーキングギヤ４０をロックした状態となり、それによって、自動変速機１２の出力軸（駆動輪）がロックされた状態（パーキング状態）に保持される。

一方、Ｐレンジ以外のレンジでは、パーキングロッド３８がロックレバー４１から離れる方向に移動して、円錐体３９の太い部分がロックレバー４１から抜け出てロックレバー４１が下降し、それによって、ロックレバー４１の凸部４１ａがパーキングギヤ４０から外れてパーキングギヤ４０のロックが解除され、自動変速機１２の出力軸が回転可能な状態（走行可能な状態）に保持される。

図１に示すように、モータ２７には、ロータの回転角（回転位置）を検出するためのモータ回転角センサとしてエンコーダ３１が設けられている。このエンコーダ３１は、例えば磁気式のロータリエンコーダにより構成されており、モータ２７のロータの回転に同期して所定角度毎にパルス信号をＳＢＷ−ＥＣＵ２３に出力するように構成されている。ＳＢＷ−ＥＣＵ２３は、エンコーダ３１のパルス信号をカウントして、そのカウント値（以下「エンコーダカウント値」という）に応じてモータ２７の通電相を所定の順序で切り換えることでモータ２７を回転駆動する。上述したように自動変速機１２のシフトレンジはモータ２７の回転角度に応じて変化するため、エンコーダカウント値は、実際のシフトレンジを間接的に表している。

レンジセンサ３３は、レンジ切換機構１６の動作位置（マニュアルシャフト２９又はディテントレバー３０の回転角）或はマニュアル弁１７の動作位置（操作量）等に基づいて現在のシフトレンジ（実レンジ）を検出し、その検出信号をＳＢＷ−ＥＣＵ２３やＡＴ−ＥＣＵ２２へ出力する。セレクタセンサ２４は、運転者がレバー式又はボタン式等のレンジセレクタ１５を操作することによって選択したシフトレンジ（要求レンジ）を検出し、その検出信号をＳＢＷ−ＥＣＵ２３へ出力する。一般に、レンジセンサ３３の各レンジの確定範囲（シフトレンジを正しく判定するモータ回転位置の範囲）は、自動変速機１２の各レンジの油圧範囲（正しい油圧回路を形成するモータ回転位置の範囲）よりも狭い。

ＳＢＷ−ＥＣＵ２３（制御手段）は、セレクタセンサ２４の出力信号に応じて目標レンジを切り換えることで、運転者のレンジ切換操作に応じて目標レンジを切り換え、その目標レンジに応じてモータ２７を回転駆動してシフトレンジを切り換える。

その際、ＳＢＷ−ＥＣＵ２３は、後述する図３乃至図５のレンジ切換制御用の各ルーチンを実行することで、目標レンジが切り換えられたときに、それに応じて目標回転位置（目標カウント値）を変更して、モータ２７を目標回転位置まで回転させることで、シフトレンジを目標レンジに切り換える（レンジ切換機構１６の切換位置を目標レンジの位置に切り換える）。

具体的には、目標レンジが切り換えられたときに、まず、エンコーダカウント値に基づいてモータ２７の通電相を順次切り換えることでモータ２７を目標レンジに相当する目標回転位置（目標カウント値）に向かって回転駆動するフィードバック制御（以下「Ｆ／Ｂ制御」と表記する）を実行する。ここで、目標回転位置は、ディテント機構４５の目標レンジに相当するレンジの吸い込み範囲（モータ２７の通電停止状態でディテント機構４５の係合部４３ａが目標レンジに相当するレンジのレンジ保持凹部４４内に滑り落ちる範囲）内に設定される。例えば、Ｐレンジに相当する目標回転位置は、Ｐレンジの谷位置（係合部４３ａがＰレンジのレンジ保持凹部４４の底に嵌まり込む位置）に設定される。Ｎレンジに相当する目標回転位置は、Ｎレンジの谷位置（係合部４３ａがＮレンジのレンジ保持凹部４４の底に嵌まり込む位置）に設定される。

このＦ／Ｂ制御によりモータ２７が所定の停止範囲内まで回転したときに、Ｆ／Ｂ制御を終了してモータ２７の通電相の切り換えを停止した後、モータ２７の通電を停止する。ここで、モータ２７の停止範囲は、モータ２７が目標回転位置を通り越してしまうオーバーシュートの発生を防止するのに必要な範囲（例えば目標回転位置±９カウントの範囲）に設定される。

通常は、Ｆ／Ｂ制御を終了してモータ２７の通電を停止したときに、モータ２７がディテント機構４５の吸い込み範囲内まで回転しているか又は惰性でディテント機構４５の吸い込み範囲内まで回転すれば、モータ２７の通電を停止してもディテント機構４５の係合部４３ａがレンジ保持凹部４４の底まで滑り落ちることによってモータ２７を目標回転位置まで回転させることができる。

しかし、極低温や機械的な要因によりディテント機構４５等の可動部の摩擦抵抗が増加すると、Ｆ／Ｂ制御を終了してモータ２７の通電を停止した後にディテント機構４５の係合部４３ａがレンジ保持凹部４４の底まで滑り落ちず、モータ２７を目標回転位置まで回転させることができなくなる可能性がある。このような場合、レンジセンサ３３でシフトレンジを正しく判定することができず、自動変速機１２の制御を開始できなくなる可能性がある。

そこで、本実施例では、Ｆ／Ｂ制御を終了してモータ２７の通電を停止してから所定期間が経過した後にレンジセンサ３３で検出したシフトレンジ（以下「センサ検出レンジ」という）が目標レンジと一致していない場合には、ディテント機構４５の係合部４３ａがレンジ保持凹部４４の底まで滑り落ちていない（モータ２７が目標回転位置まで回転していない）と判断して、センサ検出レンジが目標レンジと一致するまでモータ２７を回転駆動する再駆動制御を実行する。この再駆動制御では、オープンループ制御でモータ２７の通電相を順次切り換えてモータ２７を低速で回転駆動する。
以下、本実施例でＳＢＷ−ＥＣＵ２３が実行する図３乃至図５のレンジ切換制御用の各ルーチンの処理内容を説明する。

［Ｆ／Ｂ制御ルーチン］
図３に示すＦ／Ｂ制御ルーチンは、ＳＢＷ−ＥＣＵ２３の電源オン期間中に所定周期で繰り返し実行される。本ルーチンが起動されると、まず、ステップ１０１で、目標レンジが切り換えられたか否かを判定し、目標レンジが切り換えられていないと判定された場合には、ステップ１０２以降の処理を実行することなく、本ルーチンを終了する。

一方、上記ステップ１０１で、目標レンジが切り換えられたと判定された場合には、ステップ１０２に進み、切り換え後の目標レンジに対応した目標回転位置を設定した後、ステップ１０３に進み、エンコーダカウント値に基づいてモータ２７の通電相を順次切り換えることでモータ２７を目標回転位置に向かって回転駆動するＦ／Ｂ制御を実行する。

この後、ステップ１０４に進み、Ｆ／Ｂ制御によりモータ２７が停止範囲内まで回転したか否かを、エンコーダカウント値が停止範囲内になったか否かによって判定する。このステップ１０４で、モータ２７が停止範囲内まで回転していないと判定されれば、上記ステップ１０３に戻り、Ｆ／Ｂ制御を継続する。

その後、上記ステップ１０４で、モータ２７が停止範囲内まで回転したと判定された時点で、ステップ１０５に進み、Ｆ／Ｂ制御を終了してモータ２７の通電相の切り換えを停止した後にモータ２７の通電を停止する。

［再駆動制御要求判定ルーチン］
図４に示す再駆動制御要求判定ルーチンは、ＳＢＷ−ＥＣＵ２３の電源オン期間中に所定周期で繰り返し実行される。本ルーチンが起動されると、まず、ステップ２０１で、モータ２７のＦ／Ｂ制御が終了した（モータ２７の通電が停止された）か否かを判定する。このステップ２０１で、モータ２７のＦ／Ｂ制御が終了していない（モータ２７の通電が停止されていない）と判定された場合には、ステップ２０２以降の処理を実行することなく、本ルーチンを終了する。

一方、上記ステップ２０１で、モータ２７のＦ／Ｂ制御が終了した（モータ２７の通電が停止された）と判定された場合には、ステップ２０２に進み、Ｆ／Ｂ制御を終了してモータ２７の通電を停止してから所定時間が経過したか否かを判定する。ここで、所定時間は、通常状態（ディテント機構４５等の可動部の摩擦抵抗が増加していない状態）で、モータ２７の通電停止からディテント機構４５の係合部４３ａがレンジ保持凹部４４の底まで滑り落ちるまでに要する時間よりも少し長い時間に設定されている。

このステップ２０２で、Ｆ／Ｂ制御を終了してモータ２７の通電を停止してから所定時間が経過したと判定された時点で、ステップ２０３に進み、センサ検出レンジ（レンジセンサ３３で検出したシフトレンジ）が目標レンジと一致しているか否かを判定する。

このステップ２０３で、センサ検出レンジが目標レンジと一致していると判定された場合には、ディテント機構４５の係合部４３ａがレンジ保持凹部４４の底まで滑り落ちている（モータ２７が目標回転位置まで回転している）と判断して、再駆動制御要求フラグをＯＦＦ（オフ）に維持したまま本ルーチンを終了する。

一方、上記ステップ２０３で、センサ検出レンジが目標レンジと一致していないと判定された場合には、ディテント機構４５の係合部４３ａがレンジ保持凹部４４の底まで滑り落ちていない（モータ２７が目標回転位置まで回転していない）と判断して、ステップ２０４に進み、再駆動制御要求フラグをＯＮ（オン）にセットした後、本ルーチンを終了する。

［再駆動制御ルーチン］
図５に示す再駆動制御ルーチンは、ＳＢＷ−ＥＣＵ２３の電源オン期間中に所定周期で繰り返し実行される。本ルーチンが起動されると、まず、ステップ３０１で、再駆動制御要求フラグがＯＮであるか否かを判定し、要求フラグがＯＮではない（再駆動制御要求フラグがＯＦＦである）と判定された場合には、ステップ３０２以降の処理を実行することなく、本ルーチンを終了する。

一方、上記ステップ３０１で、再駆動制御要求フラグがＯＮであると判定された場合には、ステップ３０２に進み、センサ検出レンジ（レンジセンサ３３で検出したシフトレンジ）が目標レンジと一致しているか否かを判定する。

このステップ３０２で、センサ検出レンジが目標レンジと一致していないと判定された場合には、ステップ３０３に進み、目標レンジがセンサ検出レンジに対してモータ２７の正回転側であるか否かを判定する。

このステップ３０３で、目標レンジがセンサ検出レンジに対してモータ２７の正回転側であると判定された場合には、ステップ３０４に進み、オープンループ制御でモータ２７の通電相を順次切り換えてモータ２７を低速で正回転駆動する。

一方、上記ステップ３０３で、目標レンジがセンサ検出レンジに対してモータ２７の逆回転側であると判定された場合には、ステップ３０５に進み、オープンループ制御でモータ２７の通電相を順次切り換えてモータ２７を低速で逆回転駆動する。

その後、上記ステップ３０２で、センサ検出レンジが目標レンジと一致していると判定された時点で、ステップ３０６に進み、モータ２７の通電相の切り換えを停止した後にモータ２７の通電を停止する。この後、ステップ３０７に進み、再駆動制御要求フラグをＯＦＦにリセットした後、本ルーチンを終了する。

次に、図６及び図７のタイムチャートを用いて本実施例のレンジ切換制御の実行例を説明する。

図６及び図７に示すように、目標レンジがＰレンジからＮレンジに切り換えられると、エンコーダカウント値に基づいてモータ２７の通電相を順次切り換えることでモータ２７を目標レンジ（Ｎレンジ）に相当する目標回転位置（例えばＮレンジの谷位置）に向かって回転駆動するＦ／Ｂ制御を実行する。このＦ／Ｂ制御によりモータ２７が停止範囲（例えば目標回転位置±９カウントの範囲）内まで回転した時点ｔ1 で、Ｆ／Ｂ制御を終了してモータ２７の通電を停止する。

その後、Ｆ／Ｂ制御を終了してモータ２７の通電を停止した時点ｔ1 から所定時間が経過した時点ｔ2 で、センサ検出レンジ（レンジセンサ３３で検出したシフトレンジ）が目標レンジ（Ｎレンジ）と一致しているか否かを判定する。

図６及び図７に破線で示すように、所定時間が経過した時点ｔ2 で、センサ検出レンジが目標レンジ（Ｎレンジ）と一致している場合には、ディテント機構４５の係合部４３ａがレンジ保持凹部４４の底まで滑り落ちている（モータ２７が目標回転位置まで回転している）と判断して、再駆動制御要求フラグをＯＦＦに維持する。この場合、再駆動制御を実行することなく、レンジ切換制御を終了する。

これに対して、図６及び図７に実線で示すように、所定時間が経過した時点ｔ2 で、センサ検出レンジが目標レンジ（Ｎレンジ）と一致していない場合には、ディテント機構４５の係合部４３ａがレンジ保持凹部４４の底まで滑り落ちていない（モータ２７が目標回転位置まで回転していない）と判断して、再駆動制御要求フラグをＯＮにセットする。この場合、センサ検出レンジが目標レンジと一致するまでモータ２７を回転駆動する再駆動制御を実行する。

その際、図６に示すように、所定時間が経過した時点ｔ2 で、目標回転位置（例えばＮレンジの谷位置）がモータ回転位置に対してモータ２７の正回転側の場合（目標レンジがセンサ検出レンジに対してモータ２７の正回転側の場合）には、オープンループ制御でモータ２７の通電相を順次切り換えてモータ２７を低速で正回転駆動する。

一方、図７に示すように、所定時間が経過した時点ｔ2 で、目標回転位置（例えばＮレンジの谷位置）がモータ回転位置に対してモータ２７の逆回転側の場合（目標レンジがセンサ検出レンジに対してモータ２７の逆回転側の場合）には、オープンループ制御でモータ２７の通電相を順次切り換えてモータ２７を低速で逆回転駆動する。

その後、図６及び図７に示すように、センサ検出レンジが目標レンジと一致していると判定した時点ｔ3 で、モータ２７の通電相の切り換えを停止した後にモータ２７の通電を停止して再駆動制御を終了すると共に、再駆動制御要求フラグをＯＦＦにリセットして、レンジ切換制御を終了する。

以上説明した本実施例では、目標レンジが切り換えられたときに、エンコーダカウント値に基づいてモータ２７を目標レンジに相当する目標回転位置に向かって回転駆動するＦ／Ｂ制御を実行し、このＦ／Ｂ制御によりモータ２７が所定の停止範囲内まで回転したときに、Ｆ／Ｂ制御を終了してモータ２７の通電を停止する。そして、Ｆ／Ｂ制御を終了してモータ２７の通電を停止してから所定時間が経過した後にセンサ検出レンジ（レンジセンサ３３で検出したシフトレンジ）が目標レンジと一致していない場合には、ディテント機構４５の係合部４３ａがレンジ保持凹部４４の底まで滑り落ちていない（モータ２７が目標回転位置まで回転していない）と判断して、センサ検出レンジが目標レンジと一致するまでモータ２７を回転駆動する再駆動制御を実行する。

このようにすれば、極低温や機械的な要因によりディテント機構４５等の可動部の摩擦抵抗が増加することによって、Ｆ／Ｂ制御を終了してモータ２７の通電を停止した後にディテント機構４５の係合部４３ａがレンジ保持凹部４４の底まで滑り落ちない場合でも、その後、再駆動制御によってセンサ検出レンジが目標レンジと一致するまでモータ２７を回転駆動することで、モータ２７を目標回転位置付近（目標回転位置又はその付近）まで回転させることができる。これにより、シフトレンジを切り換える際にモータ２７を確実に目標回転位置付近まで回転させることができ、レンジ切り換えの信頼性を向上させることができる。また、レンジセンサ３３でシフトレンジを正しく判定することができ、自動変速機１２の制御への悪影響を防止することができる。しかも、温度等に基づいて可動部の摩擦抵抗を推定する必要がないため、摩擦抵抗を推定する複雑な演算処理を行う必要や温度センサを新たに設ける必要がないと共に、ディテント機構４５のディテントバネ４３のバネ力を強くする必要がないため、モータ２７を大型化する必要もなく、システムのハード構成をほとんど改造することなく実現することができる。

また、本実施例では、再駆動制御の際に、オープンループ制御でモータ２７の通電相を順次切り換えてモータ２７を低速で回転駆動するようにしたので、モータ２７が目標回転位置を通り越してしまうオーバーシュートの発生を防止することができる。

尚、上記実施例では、シフトレンジをＰレンジとＲレンジとＮレンジとＤレンジの四つのレンジ間で切り換えるレンジ切換機構を備えたシステムに本発明を適用したが、これに限定されず、例えば、シフトレンジをＰレンジとＮｏｔＰレンジの二つのレンジ間で切り換えるレンジ切換機構を備えたシステムに本発明を適用しても良い。或は、シフトレンジを三つのレンジ間又は五つ以上のレンジ間で切り換えるレンジ切換機構を備えたシステムに本発明を適用しても良い。

その他、本発明は、自動変速機（ＡＴ、ＣＶＴ、ＤＣＴ等）に限定されず、電気自動車用の減速機のシフトレンジを切り換えるレンジ切換装置に適用しても良い等、要旨を逸脱しない範囲内で種々変更して実施できる。

１６…レンジ切換機構、２３…ＳＢＷ−ＥＣＵ（制御手段）、２７…モータ、３１…エンコーダ（モータ回転角センサ）、３３…レンジセンサ、４５…ディテント機構

Claims (1)

1. モータ（２７）を駆動源としてシフトレンジを複数のレンジ間で切り換えるレンジ切換機構（１６）と、前記レンジ切換機構（１６）が各レンジの位置に切り換えられたときに係合部（４３ａ）がレンジ保持凹部（４４）に嵌まり込むことで前記レンジ切換機構（１６）を各レンジの位置に保持するディテント機構（４５）と、前記モータ（２７）の回転角を検出するモータ回転角センサ（３１）と、目標レンジが切り換えられたときに前記モータ回転角センサ（３１）の出力信号に基づいて前記モータ（２７）を前記目標レンジに相当する目標回転位置に向かって回転駆動するフィードバック制御（以下「Ｆ／Ｂ制御」と表記する）を実行し、該Ｆ／Ｂ制御により前記モータ（２７）が前記目標回転位置を含む所定の停止範囲内まで回転したときに前記Ｆ／Ｂ制御を終了して前記モータ（２７）の通電を停止する制御手段（２３）とを備えたレンジ切換制御装置において、
   前記モータ回転角センサ（３１）とは別に前記レンジ切換機構（１６）又はこれと連動する部材（１７）の動作位置に基づいて現在のシフトレンジを検出するレンジセンサ（３３）を備え、
   前記制御手段（２３）は、前記Ｆ／Ｂ制御を終了して前記モータ（２７）の通電を停止してから所定期間が経過した後に前記レンジセンサ（３３）で検出したシフトレンジ（以下「センサ検出レンジ」という）が前記目標レンジと一致していない場合に、前記センサ検出レンジが前記目標レンジと一致するまで前記モータ（２７）を回転駆動する再駆動制御を実行し、
   前記制御手段（２３）は、前記再駆動制御の際に、オープンループ制御で前記モータ（２７）の通電相を順次切り換えて前記モータ（２７）を前記Ｆ／Ｂ制御における最高速度よりも低速で回転駆動することを特徴とするレンジ切換制御装置。

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