JP6350132B2 - 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に基づいてモータを目標レンジに相当する回転位置（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。

また、モータに関する技術として、例えば、特許文献１（特開２０００−１４１１４号公報）に記載されているように、モータ近傍の温度が規定温度以下の低温時には、モータの起動に先立って、発熱用電源回路からモータの駆動コイルに発熱電流を流して含油軸受を加熱することで潤滑油の粘度を小さくするようにしたものがある。

特開２０００−１４１１４号公報

ところで、レンジ切換機構をモータで駆動するシステムでは、極低温時にモータやレンジ切換機構の可動部の潤滑油の粘度が大きくなって摩擦抵抗が増大するため、制御性が低下する可能性がある。例えば、レンジ切換機構が各レンジの位置に切り換えられたときに係合部がレンジ保持凹部に嵌まり込むことでレンジ切換機構を各レンジの位置に保持するディテント機構を備えたシステムでは、次のような不具合が発生する可能性がある。

レンジ切換時にモータの回転駆動を終了したときに、レンジ切換機構の切換位置が谷位置（係合部がレンジ保持凹部の底に嵌まり込む位置）からずれることもある。その際、レンジ切換機構の切換位置が谷位置から多少ずれていても、ディテント機構の係合部が吸い込み範囲（モータの通電停止状態で係合部がレンジ保持凹部内に滑り落ちる範囲）内であれば、モータの通電を停止しても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レンジ切換機構の切換位置を精度良く位置決めすることができる。しかし、極低温時にはモータやレンジ切換機構の可動部の摩擦抵抗が増大するため、ディテント機構の吸い込み範囲が狭くなる傾向がある。このため、レンジ切換時にモータの回転駆動を終了したときに、ディテント機構の係合部が吸い込み範囲から外れる可能性が高くなって、レンジ切換機構の切換位置の位置決め精度が低下する可能性がある。

この対策として、上記特許文献１の技術を利用して、モータ近傍の温度が規定温度以下の低温時に発熱用電源回路からモータに発熱電流を流して加熱することで潤滑油の粘度を小さくすることも考えられるが、この場合、モータの制御回路とは別に発熱用電源回路を新たに設ける必要があるため、システムの大型化やコストアップを招く。また、車両に搭載されるレンジ切換機構を制御するシステムでは、車両の安全性を十分に確保する必要がある。

そこで、本発明が解決しようとする課題は、システムの大型化やコストアップを招くことなく、極低温時の摩擦抵抗による制御性の低下を抑制することができると共に、車両の安全性を十分に確保す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。

請求項１に係る発明は、制御手段（４１）は、起動時に温度判定手段（３３）で検出又は推定した温度が所定値よりも低い極低温状態と判定した場合には、車両のブレーキが作動状態で且つ車両が停止状態のときに、変速機（２７）をニュートラル状態に保持して、レンジ切換機構（１１）が切換動作を繰り返すようにモータ（１２）の通電を制御する切換通電制御を実行し、切換通電制御の実行中に、車両のブレーキが作動状態ではないと判定した場合又は車両が停止状態でないと判定した場合には、切換通電制御の実行を終了するようにしたものである。

この構成では、起動時に極低温状態と判定した場合に、変速機をニュートラル状態に保持して、レンジ切換機構が切換動作を繰り返すようにモータの通電を制御する切換通電制御を実行することで、モータの巻線を通電加熱してモータを暖機する（モータ内部の潤滑油を暖める）ことができる。これにより、モータ内部の潤滑油の粘度を小さくして、モータの可動部の摩擦抵抗を減少させることができると共に、切換動作の繰り返しによりレンジ切換機構の摩擦抵抗も減少させることができ、極低温時の摩擦抵抗による制御性の低下を抑制することができる。

また、切換通電制御では、レンジ切換機構が切換動作を繰り返すが、変速機をニュートラル状態に保持しておくため、動力が変速機を介して車輪側に伝達されることを防止できる。しかも、車両のブレーキが作動状態で且つ車両が停止状態のとき（つまり車両が確実に停止状態に保持されているとき）にしか切換通電制御を実行しないため、車両の安全性を十分に確保することができる。また、発熱用電源回路等を新たに設ける必要がなく、システムの大型化やコストアップを招くことがない。

図１は本発明の実施例１におけるレンジ切換機構の斜視図である。 図２はレンジ切換制御システムの概略構成を示す図である。 図３はレンジ切換機構の要部の模式図である。 図４はレンジ切換機構の位置決め動作を説明する図（その１）である。 図５はレンジ切換機構の位置決め動作を説明する図（その２）である。 図６は停止通電制御を説明する図である。 図７は実施例１の暖機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８は切換通電制御を説明する図である。 図９は実施例２の暖機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。

以下、本発明を実施するための形態を具体化した幾つかの実施例を説明する。

本発明の実施例１を図１乃至図７に基づいて説明する。
まず、図１及び図２に基づいてレンジ切換制御システムの構成を説明する。
図１に示すように、レンジ切換機構１１は、車両に搭載された自動変速機２７（図２参照）のシフトレンジを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１１の駆動源となるモータ１２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１２には、減速機構２６（図２参照）が内蔵され、その出力軸１２ａ（図２参照）に、レンジ切換機構１１のマニュアルシャフト１３が接続されている。このマニュアルシャフト１３に、ディテントレバー１５が固定されている。

このディテントレバー１５には、ディテントレバー１５の回転に応じて直線運動するマニュアルバルブ３２が連結され、このマニュアルバルブ３２によって自動変速機２７の内部の油圧回路（図示せず）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。

また、ディテントレバー１５にはＬ字形のパーキングロッド１８が固定され、このパーキングロッド１８の先端部に設けられた円錐体１９がロックレバー２１に当接している。このロックレバー２１は、円錐体１９の位置に応じて軸２２を中心にして上下動してパーキングギヤ２０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２０は、自動変速機２７の出力軸に設けられ、このパーキングギヤ２０がロックレバー２１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１５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２３が支持ベース１７に固定され、ディテントレバー１５には、Ｐ、Ｒ、Ｎ、Ｄの各レンジ保持凹部２４が形成されている。ディテントバネ２３の先端に設けられた係合部２３ａがディテントレバー１５の各レンジ保持凹部２４に嵌まり込んだときに、ディテントレバー１５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１５とディテントバネ２３等からディテントレバー１５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１１を各レンジの位置に保持する）ためのディテント機構１４（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１８がロックレバー２１に接近する方向に移動して、円錐体１９の太い部分がロックレバー２１を押し上げてロックレバー２１の凸部２１ａがパーキングギヤ２０に嵌まり込んでパーキングギヤ２０をロックした状態となる。それによって、自動変速機２７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１８がロックレバー２１から離れる方向に移動して、円錐体１９の太い部分がロックレバー２１から抜け出てロックレバー２１が下降する。それによって、ロックレバー２１の凸部２１ａがパーキングギヤ２０から外れてパーキングギヤ２０のロックが解除され、自動変速機２７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２に示すように、自動変速機２７には、油温（作動油の温度）を検出する油温センサ３３（温度判定手段）が設けられている。また、車両には、電動アクチュエータでパーキングブレーキをオン／オフ（作動／解除）する電動パーキングブレーキ（図示せず）が設けられている。

図２に示すように、レンジ切換機構１１のマニュアルシャフト１３には、マニュアルシャフト１３の回転角（回転位置）を検出する回転センサ１６が設けられている。この回転センサ１６は、マニュアルシャフト１３の回転角度に応じた電圧を出力するセンサ（例えばポテンショメータ）によって構成され、その出力電圧によって実際のシフトレンジが、Ｐレンジ、Ｒレンジ、Ｎレンジ、Ｄレンジのいずれであるかを確認できるようになっている。

図２に示すように、モータ１２には、ロータの回転角（回転位置）を検出するためのエンコーダ４６が設けられている。このエンコーダ４６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１２のロータの回転に同期して所定角度毎にＡ相、Ｂ相のパルス信号を出力するように構成されている。レンジ切換制御回路４２のマイコン４１（制御手段）は、エンコーダ４６から出力されるＡ相信号とＢ相信号の立ち上がり／立ち下がりの両方のエッジをカウントして、そのカウント値（以下「エンコーダカウント値」という）に応じてモータドライバ３７によってモータ１２の通電相を所定の順序で切り換えることでモータ１２を回転駆動する。尚、モータ１２の３相（Ｕ相，Ｖ相，Ｗ相）の巻線とモータドライバ３７の組み合わせを２系統設けて、一方の系統が故障しても、他方の系統でモータ１２を回転駆動できる構成にしても良い。

モータ１２の回転中は、Ａ相信号とＢ相信号の発生順序によってモータ１２の回転方向を判定し、正回転（Ｐレンジ→Ｄレンジの回転方向）ではエンコーダカウント値をカウントアップし、逆回転（Ｄレンジ→Ｐレンジの回転方向）ではエンコーダカウント値をカウントダウンする。これにより、モータ１２が正回転／逆回転のいずれの方向に回転しても、エンコーダカウント値とモータ１２の回転角との対応関係が維持されるため、正回転／逆回転のいずれの回転方向でも、エンコーダカウント値によってモータ１２の回転位置を検出して、その回転位置に対応した相の巻線に通電してモータ１２を回転駆動できるようになっている。

レンジ切換制御回路４２には、シフトスイッチ４４で検出したシフトレバー操作位置の信号が入力される。これにより、レンジ切換制御回路４２のマイコン４１は、運転者のシフトレバー操作等に応じて目標レンジ（目標のシフトレンジ）を切り換え、その目標レンジに応じてモータ１２を回転駆動してシフトレンジを切り換え、切り換え後の実際のシフトレンジをインストルメントパネル（図示せず）に設けられたレンジ表示部４５に表示する。

レンジ切換制御回路４２には、車両に搭載されたバッテリ５０（電源）から電源リレー５１を介して電源電圧が供給される。電源リレー５１のオン／オフは、電源スイッチであるＩＧスイッチ５２（イグニッションスイッチ）のオン／オフを手動操作することで切り換えられる。ＩＧスイッチ５２がオンされると、電源リレー５１がオンされてレンジ切換制御回路４２に電源電圧が供給され、ＩＧスイッチ５２がオフされると、電源リレー５１がオフされてレンジ切換制御回路４２への電源供給が遮断（オフ）される。

レンジ切換制御回路４２のマイコン４１は、運転者のシフトレバー操作等により目標レンジが切り換えられると、それに応じて目標回転位置（目標カウント値）を変更する。そして、エンコーダカウント値に基づいてモータ１２の通電相を順次切り換えることでモータ１２を目標レンジに相当する目標回転位置まで回転駆動するフィードバック制御を実行して、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１１の切換位置を目標レンジの位置に切り換える）。

この場合、モータ１２の回転量（回転角）は、減速機構２６等の回転伝達系を介してレンジ切換機構１１の操作量に変換されるが、回転伝達系を構成する部品間には、遊び（ガタ）が存在する。例えば、減速機構２６の歯車間に遊び（バックラッシ）があり、また、減速機構２６の出力軸１２ａの先端部に形成した断面非円形（角形、Ｄカット形状等）の連結部をレンジ切換機構１１のマニュアルシャフト１３の嵌合穴に嵌め込んで連結する構成では、両者の嵌め込み作業を容易にするためのクリアランスが必要となる。このように、モータ１２の回転量をレンジ切換機構１１の操作量に変換する回転伝達系には、遊び（ガタ）が存在するため（図３参照）、エンコーダカウント値に基づいてモータ１２の回転量（回転角）を正確に制御しても、レンジ切換機構１１のマニュアルシャフト１３の回転角（レンジ切換機構１１の操作量）に、回転伝達系の遊び（ガタ）分の誤差が生じて、レンジ切換機構１１の操作量を精度良く制御できない可能性がある。

そこで、レンジ切換制御回路４２のマイコン４１が起動したとき（例えばＩＧスイッチ５２がオンされたとき）に、レンジ切換機構１１の可動範囲の限界位置（例えばＰレンジ側の限界位置やＤレンジ側の限界位置）に突き当たるまでモータ１２を回転させる突き当て制御を実行して回転伝達系の遊び量を学習し、目標レンジが切り換えられたときに、遊び量の学習値を考慮して目標位置を設定することで、レンジ切換時の制御精度を確保することができる。

ところで、レンジ切換機構１１をモータ１２で駆動するシステムでは、極低温時にモータ１２やレンジ切換機構１１の可動部の潤滑油の粘度が大きくなって摩擦抵抗が増大するため、制御性が低下する可能性がある。例えば、レンジ切換機構１１が各レンジの位置に切り換えられたときに係合部２３ａがレンジ保持凹部２４に嵌まり込むことでレンジ切換機構１１を各レンジの位置に保持するディテント機構１４を備えたシステムでは、次のような不具合が発生する可能性がある。

図４及び図５の上側に示すように、レンジ切換時にモータ１２の回転駆動を終了したときに、レンジ切換機構１１の切換位置が谷位置（係合部２３ａがレンジ保持凹部２４の底に嵌まり込む位置）からずれることもある。その際、レンジ切換機構１１の切換位置が谷位置から多少ずれていても、ディテント機構１４の係合部２３ａが吸い込み範囲（モータ１２の通電停止状態で係合部２３ａがレンジ保持凹部２４内に滑り落ちる範囲）内であれば、図４及び図５の下側に示すように、モータ１２の通電を停止しても係合部２３ａがレンジ保持凹部２４の底まで滑り落ちる。これにより、レンジ切換機構１１の切換位置を精度良く位置決めすることができる。しかし、極低温時にはモータ１２やレンジ切換機構１１の可動部の摩擦抵抗が増大するため、ディテント機構１４の吸い込み範囲が狭くなる傾向がある。このため、レンジ切換時にモータ１２の回転駆動を終了したときに、ディテント機構１４の係合部２３ａが吸い込み範囲から外れる可能性が高くなって、レンジ切換機構１１の切換位置の位置決め精度が低下する可能性がある。

そこで、本実施例１では、レンジ切換制御回路４２のマイコン４１により後述する図７の暖機制御ルーチンを実行することで、次のような制御を行う。マイコン４１の起動時に油温センサ３３で自動変速機２７の油温（モータ１２の温度と相関関係を有する温度）を検出し、この油温が所定値よりも低いか否かによって極低温状態であるか否かを判定する。そして、極低温状態と判定した場合には、車両のブレーキ（例えば電動パーキングブレーキ）が作動状態で且つ車両が停止状態（例えば車速＝０ｋｍ／ｈ）のときに、モータ１２の全相（三相）に同時に通電してモータ１２を停止保持する停止通電制御を実行する。

この停止通電制御を実行することで、モータ１２の巻線を通電加熱してモータ１２を暖機する（モータ１２内部の潤滑油を暖める）ことができ、これにより、モータ１２内部の潤滑油の粘度を小さくして、モータ１２の可動部の摩擦抵抗を減少させることができる。また、図６に示すように、停止通電制御では、モータ１２の全相に同時に通電して通電相を固定することでモータ１２を停止保持することができるため、レンジ切換機構１１を停止状態に保持することができる。

以下、本実施例１でレンジ切換制御回路４２のマイコン４１が実行する図７の暖機制御ルーチンの処理内容を説明する。
図７に示す暖機制御ルーチンは、レンジ切換制御回路４２の電源オン後にマイコン４１により実行される。本ルーチンが起動されると、まず、ステップ１０１で、マイコン４１の起動時（起動直後）に油温センサ３３で自動変速機２７の油温を検出し、この油温が所定値よりも低いか否かによって極低温状態であるか否かを判定する。ここで、所定値は、例えば、モータ１２やレンジ切換機構１１の可動部の摩擦抵抗が増大して制御性が低下するような温度（例えば−３０℃）である。
このステップ１０１で、油温が所定値以上（極低温状態ではない）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、油温が所定値よりも低い（極低温状態である）と判定された場合には、ステップ１０２に進み、ＥＰＢ（電動パーキングブレーキ）がＯＮ（作動状態）であるか否かを判定する。このステップ１０２で、ＥＰＢがＯＮであると判定された場合には、ステップ１０３に進み、車速が０ｋｍ／ｈ（車両が停止状態）であるか否かを判定する。

上記ステップ１０２でＥＰＢがＯＮと判定され、且つ、上記ステップ１０３で車速が０ｋｍ／ｈと判定された場合には、ステップ１０４に進み、現在のレンジ切換機構１１の切換位置（起動時のシフトレンジの位置）で、モータ１２の全相（三相）に同時に通電してモータ１２を停止保持する停止通電制御を実行する。これにより、モータ１２の巻線を通電加熱してモータ１２を暖機する。尚、停止通電制御の実行中は、運転者がＥＰＢをＯＦＦにする操作を行っても、車両側の制御回路（図示せず）でＥＰＢをＯＮに維持するようにしても良い。このようにすれば、停止通電制御が終了するまでＥＰＢをＯＮに維持することができる。

この後、ステップ１０５に進み、停止通電制御を開始してから所定時間（例えばモータ１２内部の潤滑油を暖めるのに必要な時間）が経過したか否かを判定し、所定時間が経過していないと判定された場合には、上記ステップ１０２に戻る。

その後、上記ステップ１０５で、停止通電制御を開始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１０６に進み、停止通電制御を終了して、本ルーチンを終了する。

一方、停止通電制御の実行中に、上記ステップ１０２でＥＰＢがＯＦＦ（解除状態）であると判定された場合、又は、上記ステップ１０３で車速が０ｋｍ／ｈではない（車両が停止状態ではない）と判定された場合には、その時点で、ステップ１０６に進み、停止通電制御を終了して、本ルーチンを終了する。尚、停止通電制御の実行前に、上記ステップ１０２でＥＰＢがＯＦＦであると判定された場合、又は、上記ステップ１０３で車速が０ｋｍ／ｈではないと判定された場合には、停止通電制御を実行することなく、本ルーチンを終了する。

以上説明した本実施例１では、マイコン４１の起動時に油温センサ３３で検出した油温が所定値よりも低いか否かによって極低温状態であるか否かを判定し、極低温状態と判定した場合には、車両のブレーキが作動状態で且つ車両が停止状態のときに、モータ１２の全相に通電してモータ１２を停止保持する停止通電制御を実行するようにしている。

この停止通電制御を実行することで、モータ１２の巻線を通電加熱してモータ１２を暖機する（モータ１２内部の潤滑油を暖める）ことができる。これにより、モータ１２内部の潤滑油の粘度を小さくして、モータ１２の可動部の摩擦抵抗を減少させることができ、極低温時の摩擦抵抗による制御性の低下を抑制することができる。

例えば、ディテント機構１４を備えたシステムでは、極低温時に停止通電制御による摩擦抵抗の減少効果によりディテント機構１４の吸い込み範囲が狭くなることを抑制することができる。これにより、レンジ切換時にモータ１２の回転駆動を終了したときに、ディテント機構１４の係合部２３ａが吸い込み範囲から外れる可能性を低くして、レンジ切換機構１１の切換位置の位置決め精度を向上させることができる。

また、停止通電制御では、モータ１２の全相に同時に通電して通電相を固定することでモータ１２を停止保持することができるため、レンジ切換機構１１を停止状態に保持することができる。しかも、車両のブレーキが作動状態で且つ車両が停止状態のとき（つまり車両が確実に停止状態に保持されているとき）にしか停止通電制御を実行しないため、車両の安全性を十分に確保することができる。また、発熱用電源回路等を新たに設ける必要がなく、システムの大型化やコストアップを招くことがない。

尚、上記実施例１の停止通電制御では、モータ１２の全相（三相）に同時に通電する三相通電を実施してモータ１２を停止保持するようにしたが、これに限定されず、例えば、モータ１２の特定の二相に同時する通電する二相通電又はモータ１２の特定の一相に通電する一相通電を実施してモータ１２を停止保持するようにしても良い。

次に、図８及び図９を用いて本発明の実施例２を説明する。但し、前記実施例１と実質的に同一部分については説明を省略又は簡略化し、主として前記実施例１と異なる部分について説明する。

本実施例２では、レンジ切換制御回路４２のマイコン４１により後述する図９の暖機制御ルーチンを実行することで、次のような制御を行う。マイコン４１の起動時に油温センサ３３で検出した油温が所定値よりも低いか否かによって極低温状態であるか否かを判定する。そして、極低温状態と判定した場合には、車両のブレーキが作動状態で且つ車両が停止状態のときに、自動変速機２７をニュートラル状態に保持して、レンジ切換機構１１が切換動作（例えばＰレンジとＤレンジとの間の切換動作）を繰り返すようにモータ１２の通電を制御する切換通電制御を実行する（図８参照）。

この切換通電制御を実行することで、モータ１２の巻線を通電加熱してモータ１２を暖機することができ、これにより、モータ１２内部の潤滑油の粘度を小さくして、モータ１２の可動部の摩擦抵抗を減少させることができると共に、切換動作の繰り返しによりレンジ切換機構１１の摩擦抵抗も減少させることができる。また、図８に示すように、切換通電制御では、レンジ切換機構１１が切換動作（例えばＰレンジとＤレンジとの間の切換動作）を繰り返すが、自動変速機２７をニュートラル状態に保持しておくため、動力が自動変速機２７を介して車輪側に伝達されることを防止できる。

図９の暖機制御ルーチンでは、まず、ステップ２０１で、マイコン４１の起動時（起動直後）に油温センサ３３で検出した油温が所定値よりも低いか否かによって極低温状態であるか否かを判定する。
このステップ２０１で、油温が所定値以上（極低温状態ではない）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、油温が所定値よりも低い（極低温状態である）と判定された場合には、ステップ２０２に進み、ＥＰＢ（電動パーキングブレーキ）がＯＮ（作動状態）であるか否かを判定する。このステップ２０２で、ＥＰＢがＯＮであると判定された場合には、ステップ２０３に進み、車速が０ｋｍ／ｈ（車両が停止状態）であるか否かを判定する。

上記ステップ２０２でＥＰＢがＯＮと判定され、且つ、上記ステップ２０３で車速が０ｋｍ／ｈと判定された場合には、ステップ２０４に進み、自動変速機２７の制御回路（図示せず）で、レンジ切換機構１１の切換位置に拘らず自動変速機２７をＮ状態（ニュートラル状態）に保持するように自動変速機２７の油圧回路を制御する。

この後、ステップ２０５に進み、レンジ切換機構１１が切換動作（例えばＰレンジとＤレンジとの間の切換動作）を繰り返すようにモータ１２の通電を制御する切換通電制御を実行する。これにより、モータ１２の巻線を通電加熱してモータ１２を暖機する。尚、切換通電制御の実行中は、運転者がＥＰＢをＯＦＦにする操作を行っても、車両側の制御回路（図示せず）でＥＰＢをＯＮに維持するようにしても良い。このようにすれば、切換通電制御が終了するまでＥＰＢをＯＮに維持することができる。

この後、ステップ２０６に進み、切換通電制御を開始してから所定時間（例えばモータ１２内部の潤滑油を暖めるのに必要な時間）が経過したか否かを判定し、所定時間が経過していないと判定された場合には、上記ステップ２０２に戻る。

その後、上記ステップ２０６で、切換通電制御を開始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２０７に進み、切換通電制御を終了した後、ステップ２０８に進み、自動変速機２７のＮ状態保持を解除して、本ルーチンを終了する。尚、切換通電制御の終了時には、レンジ切換機構１１の切換位置を切換通電制御の開始前の切換位置（起動時のシフトレンジの位置）又はＰレンジ位置に戻す。

一方、切換通電制御の実行中に、上記ステップ２０２でＥＰＢがＯＦＦ（解除状態）であると判定された場合、又は、上記ステップ２０３で車速が０ｋｍ／ｈではない（車両が停止状態ではない）と判定された場合には、その時点で、ステップ２０７に進み、切換通電制御を終了した後、ステップ２０８に進み、自動変速機２７のＮ状態保持を解除して、本ルーチンを終了する。尚、切換通電制御の実行前に、上記ステップ２０２でＥＰＢがＯＦＦであると判定された場合、又は、上記ステップ２０３で車速が０ｋｍ／ｈではないと判定された場合には、自動変速機２７のＮ状態保持及び切換通電制御を実行することなく、本ルーチンを終了する。

以上説明した本実施例２では、マイコン４１の起動時に極低温状態と判定した場合には、車両のブレーキが作動状態で且つ車両が停止状態のときに、自動変速機２７をニュートラル状態に保持して、レンジ切換機構１１が切換動作を繰り返すようにモータ１２の通電を制御する切換通電制御を実行するようにしている。

この切換通電制御を実行することで、モータ１２の巻線を通電加熱してモータ１２を暖機する（モータ１２内部の潤滑油を暖める）ことができる。これにより、モータ１２内部の潤滑油の粘度を小さくして、モータ１２の可動部の摩擦抵抗を減少させることができると共に、切換動作の繰り返しによりレンジ切換機構１１の摩擦抵抗も減少させることができ、極低温時の摩擦抵抗による制御性の低下を抑制することができる。

例えば、ディテント機構１４を備えたシステムでは、極低温時に切換通電制御による摩擦抵抗の減少効果によりディテント機構１４の吸い込み範囲が狭くなることを抑制することができる。これにより、レンジ切換時にモータ１２の回転駆動を終了したときに、ディテント機構１４の係合部２３ａが吸い込み範囲から外れる可能性を低くして、レンジ切換機構１１の切換位置の位置決め精度を向上させることができる。

また、切換通電制御では、レンジ切換機構１１が切換動作を繰り返すが、自動変速機２７をニュートラル状態に保持しておくため、動力が自動変速機２７を介して車輪側に伝達されることを防止できる。しかも、車両のブレーキが作動状態で且つ車両が停止状態のとき（つまり車両が確実に停止状態に保持されているとき）にしか切換通電制御を実行しないため、車両の安全性を十分に確保することができる。また、発熱用電源回路等を新たに設ける必要がなく、システムの大型化やコストアップを招くことがない。

尚、上記実施例２の切換通電制御では、レンジ切換機構１１がＰレンジとＤレンジとの間の切換動作を繰り返すようにしたが、これに限定されず、例えば、ＰレンジとＮレンジとの間の切換動作又はＰレンジとＲレンジとの間の切換動作を繰り返すようにしても良い。或は、ＲレンジとＤレンジとの間の切換動作やＲレンジとＮレンジとの間の切換動作やＮレンジとＤレンジとの間の切換動作を繰り返すようにしても良い。

また、上記各実施例１，２では、モータ１２の温度と相関関係を有する温度として、自動変速機２７の油温を油温センサ３３で検出するようにしている。しかし、これに限定されず、例えば、変速機２７の油温等に基づいてモータ１２の温度（又はモータ１２の潤滑油の温度）を推定し、その推定した温度が所定値よりも低いか否かによって極低温状態であるか否かを判定するようにしても良い。或は、モータ１２の温度（又はモータ１２の潤滑油の温度）をセンサで検出し、その検出した温度が所定値よりも低いか否かによって極低温状態であるか否かを判定するようにしても良い。

また、上記各実施例１，２では、電動パーキングブレーキが作動状態で且つ車両が停止状態のときに、停止通電制御や切換通電制御を実行するようにしている。しかし、これに限定されず、例えば、電動パーキングブレーキを備えていないシステムの場合には、機械駆動式のパーキングブレーキが作動状態で且つ車両が停止状態のときに、停止通電制御や切換通電制御を実行するようにしても良い。或は、常用ブレーキ（いわゆるフットブレーキ）が作動状態で且つ車両が停止状態のときに、停止通電制御や切換通電制御を実行するようにしても良い。また、パーキングブレーキと常用ブレーキのうちの少なくとも一方が作動状態で且つ車両が停止状態のときに、停止通電制御や切換通電制御を実行するようにしても良い。

また、上記各実施例１，２では、エンコーダ４６として磁気式のエンコーダを用いたが、これに限定されず、エンコーダ４６は、例えば、光学式のエンコーダやブラシ式のエンコーダを用いても良い。また、エンコーダ４６は、Ａ相信号とＢ相信号を出力するエンコーダに限定されず、Ａ相、Ｂ相信号に加え、補正用（インデックス用）のＺ相信号を出力するエンコーダを用いても良い。

また、上記各実施例１，２では、モータ１２としてスイッチトリラクタンスモータ（ＳＲモータ）を用いたが、エンコーダの出力信号のカウント値に基づいてモータの回転位置を検出してモータの通電相を順次切り換えるブラシレス型の同期モータであれば、ＳＲモータに限定されず、他の種類のブラシレス型の同期モータであっても良い。

また、上記各実施例１，２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、電気自動車用の変速機（減速機）のシフトレンジを切り換えるレンジ切換機構を備えたシステム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。

１１…レンジ切換機構、１２…モータ、１４…ディテント機構、２３ａ…係合部、２４…レンジ保持凹部、２７…自動変速機、３３…油温センサ（温度判定手段）、４１…マイコン（制御手段）

Claims (2)

1. 車両に搭載された変速機（２７）のシフトレンジを切り換えるレンジ切換機構（１１）と、前記レンジ切換機構（１１）の駆動源となるモータ（１２）と、前記モータ（１２）の通電相を切り換えて前記モータ（１２）を回転駆動する制御手段（４１）とを備えたレンジ切換制御装置において、
   前記モータ（１２）の温度又はこれと相関関係を有する温度を検出又は推定する温度判定手段（３３）を備え、
   前記制御手段（４１）は、起動時に前記温度判定手段（３３）で検出又は推定した温度が所定値よりも低い極低温状態と判定した場合には、前記車両のブレーキが作動状態で且つ前記車両が停止状態のときに、前記変速機（２７）をニュートラル状態に保持して、前記レンジ切換機構（１１）が切換動作を繰り返すように前記モータ（１２）の通電を制御する切換通電制御を実行し、前記切換通電制御の実行中に、車両のブレーキが作動状態ではないと判定した場合又は車両が停止状態でないと判定した場合には、前記切換通電制御の実行を終了することを特徴とするレンジ切換制御装置。
2. 前記レンジ切換機構（１１）が各レンジの位置に切り換えられたときに係合部（２３ａ）がレンジ保持凹部（２４）に嵌まり込むことで前記レンジ切換機構（１１）を各レンジの位置に保持するディテント機構（１４）を備えていることを特徴とする請求項１に記載のレンジ切換制御装置。

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