JP6708157B2

JP6708157B2 - シフトレンジ制御装置

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Publication number: JP6708157B2
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Authority: JP
Inventors: 坂口　浩二; 浩二坂口
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Filing date: 2017-04-13
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Description

本発明は、シフトアクチュエータのモータを制御するシフトレンジ制御装置に関する。

自動変速機のシフトレンジ切替機構は、シフトレンジを切り替えるものであり、回転部材および係止部材を有している。回転部材は、例えばプレート状であり、各シフトレンジに対応する複数の凹部を有している。係止部材の係止部は、凹部に係合することで回転部材を位置決めする。凹部および係止部材は、回転部材の位置決め部を構成している。

例えば特許文献１に開示されたシフトバイワイヤシステムは、シフトレンジ切替機構を電気的に制御するシステムとして知られている。このシステムは、シフトレンジ切替機構の回転部材に接続されたシフトアクチュエータと、シフトアクチュエータのモータを制御してシフトレンジを切り替えるシフトレンジ制御装置とを備えている。シフトアクチュエータは、モータの回転を減速して出力軸から出力する。シフトレンジ制御装置は、出力軸に設けられた出力軸センサの出力信号に基づき現状のシフトレンジを把握し、シフトレンジを目標シフトレンジに切り替える。

特許４３８５７６８号公報

ところで、シフトレンジ制御装置は、出力軸センサの出力信号に基づきシフトアクチュエータのモータの目標角度を算出する。そのため、出力軸センサの検出精度がそのままモータの位置決め精度に直結する。したがって、高精度な出力軸センサを用いなければ、係止部材の係止部が回転部材の凹部の底に位置しない状況が生じて目標シフトレンジに切り替わらない可能性がある。

本発明は、上述の点に鑑みてなされたものであり、その目的は、出力軸センサの検出精度にかかわらず、目標シフトレンジに確実に切り替えることができるシフトレンジ制御装置を提供することである。

本発明のシフトレンジ制御装置は、複数の凹部を有する回転部材（１６）、および、前記凹部に係合することで前記回転部材を位置決めする係止部材（１７）、を含むシフトレンジ切替機構（１２）に適用されるものである。シフトレンジ制御装置は、回転部材に接続されるシフトアクチュエータ（３１）のモータ（４１）を制御してシフトレンジを切り替える。

シフトレンジ制御装置は、シフトアクチュエータの出力軸（４３）の回転数である出力軸回転数（Ｎｏ）を検出する回転数検出部（５２）と、移動判定部とを備えている。
第１態様の移動判定部（５７）は、シフトレンジの切り替え中に出力軸回転数が所定値（Ｎ１）以下となった場合、係止部材の係止部（２５）が回転部材の凹部の底に相対移動したと判定する。「凹部の底」とは、凹部のうち最も深い箇所のことである。

第２態様の移動判定部（６２）は、モータから出力軸までの減速比（α）を用いて互いに尺度を合わせたモータ回転数と出力軸回転数に基づき、シフトレンジの切り替え中に出力軸回転数がモータ回転数よりも小さくなる範囲においてモータ回転数と出力軸回転数との差が所定値（Ｎ２）以上となった場合、係止部材の係止部が回転部材の凹部の底に相対移動したと判定する。
第３態様の移動判定部（７２）は、シフトレンジの切り替え中に出力軸回転数が所定値（Ｎ３）以上となってから所定時間（Ｔ１）が経過した場合、係止部材の係止部が回転部材の凹部の底に相対移動したと判定する。

このようにして係止部材の係止部が回転部材の凹部の底に相対移動したことを判定できる。目標シフトレンジに対応する凹部の底に係止部が相対移動したときにモータの回転を停止すれば、その目標シフトレンジに切り替えた状態でシフトレンジ切り替え作動を終えることができる。移動判定部による判定の精度は、出力軸センサの検出精度の影響を与えない。したがって、出力軸センサの検出精度にかかわらず、目標シフトレンジに確実に切り替えることができる。

第１実施形態のシフトレンジ制御装置が適用されたシフトバイワイヤシステムを説明する図である。図１のシフトレンジ切替機構の斜視図である。図１のシフトレンジ制御装置のＥＣＵが有する機能部を説明する図である。図３のＥＣＵが実行する処理を説明するフローチャートである。図３のＥＣＵによるシフトレンジ切り替えの実行時における出力軸の回転角度および回転数、モータの回転角度および回転数の推移を示すタイムチャートである。図１のシフトアクチュエータのモータから出力軸までの回転伝達系の遊びについて説明する模式図である。第２実施形態のシフトレンジ制御装置のＥＣＵが有する機能部を説明する図である。図７のＥＣＵによるシフトレンジ切り替えの実行時における出力軸の回転角度および回転数、モータの回転角度および回転数、モータの回転数と出力軸の回転数との差の推移を示すタイムチャートである。図７のＥＣＵが実行する処理を説明するフローチャートである。第３実施形態のシフトレンジ制御装置のＥＣＵが有する機能部を説明する図である。図１０のＥＣＵによるシフトレンジ切り替えの実行時における出力軸の回転角度および回転数、モータの回転角度および回転数の推移を示すタイムチャートである。図１０のＥＣＵが実行する処理を説明するフローチャートである。第４実施形態のシフトレンジ制御装置のＥＣＵが有する機能部を説明する図である。図１１のＥＣＵが実行する処理を説明するメインフローチャートである。図１１のＥＣＵが実行する処理を説明するサブフローチャートである。

以下、複数の実施形態を図面に基づき説明する。実施形態同士で実質的に同一の構成には同一の符号を付して説明を省略する。
［第１実施形態］
第１実施形態のシフトレンジ制御装置は、車両のシフトバイワイヤシステムに適用されている。図１に示すように、シフトバイワイヤシステム１０は、自動変速機１１のシフトレンジ切替機構１２を電気的に制御するシステムである。

＜シフトレンジ切替機構＞
先ず、シフトレンジ切替機構１２について図２を参照して説明する。
シフトレンジ切替機構１２は、ディテントプレート１６およびディテントスプリング１７を備えている。ディテントプレート１６は、回転位置に応じて変速用油圧回路のレンジ切替弁１４の弁体位置を変更する。シフトレンジは、レンジ切替弁１４の弁体位置に応じて切り替わる。ディテントプレート１６の外周部には複数の凹部２１〜２４が形成されている。

ディテントスプリング１７は、自身の付勢力によりディテントプレート１６に押し付けられている。ディテントスプリング１７の係止部２５は、凹部２１〜２４のうち一つに係合することでディテントプレート１６を位置決めする。凹部２１〜２４およびディテントスプリング１７はディテントスプリング１７の位置決め部を構成している。係止部２５は、ディテントプレート１６に所定以上の回転力が加わりディテントスプリング１７が弾性変形することで、凹部２１〜２４間を移動可能である。凹部２１〜２４は、それぞれパーキングレンジ、リバースレンジ、ニュートラルレンジ、ドライブレンジに対応している。

シフトレンジ切替機構１２は、パーキングロックのための機構を構成するものとして、パークギヤ２６、パークポール２７およびパークロッド２８をさらに備えている。パークギヤ２６は、自動変速機１１のアウトプットシャフトと一体に回転する。パークポール２７は、パークギヤ２６に対して接近および離間可能であり、パークギヤ２６と噛み合うことで自動変速機１１のアウトプットシャフトの回転をロックする。パークロッド２８は、ディテントプレート１６に連結されており、ディテントプレート１６の回転位置がパーキングレンジに対応する位置であるとき、先端部の円錐体２９をパークポール２７の下側に押し込むことで当該パークポール２７を押し上げて、パークポール２７とパークギヤ２６とを噛み合わせる。

＜シフトバイワイヤシステム＞
次に、シフトバイワイヤシステム１０について図１を参照して説明する。
図１に示すように、シフトバイワイヤシステム１０は、シフトアクチュエータ３１、エンコーダ３２、出力軸センサ３３、シフトスイッチ３４およびシフトレンジ制御装置３５を備えている。

シフトアクチュエータ３１は、回転動力を出力する回転式の電動アクチュエータであり、モータ４１および減速機４２を備えている。減速機４２は、モータ４１の回転を減速して出力軸４３から出力する。出力軸４３は、シフトレンジ切替機構１２のディテントプレート１６（図２参照）に接続されている。
エンコーダ３２は、モータ４１のロータの回転角度を検出するものであり、ロータの回転に同期してＡ相、Ｂ相のパルス信号をシフトレンジ制御装置３５に出力する。

出力軸センサ３３は、出力軸４３の回転角度を検出するものであり、出力軸４３の回転角度に応じた信号をシフトレンジ制御装置３５に出力する。出力軸センサ３３の出力信号は、現状のシフトレンジを把握するため及び出力軸４３の回転速度を算出するため等に用いられる。
シフトスイッチ３４は、車両１０のドライバーにより操作されるものであり、ドライバーが要求するシフトレンジに応じた信号を出力する。以下、ドライバーが要求するシフトレンジのことを適宜「目標シフトレンジ」と記載する。

シフトレンジ制御装置３５は、マイクロコンピュータを主体として構成されているＥＣＵ４４と、モータ４１の巻線の通電を制御するインバータを含む駆動回路４５とを備えている。ＥＣＵ４４は、エンコーダ３２、出力軸センサ３３、シフトスイッチ３４、および図示しない車速センサ等の出力信号に応じて、モータ４１を駆動するための指令信号を出力する。駆動回路４５は、ＥＣＵ４４からの指令信号に応じてモータ４１を回転駆動する。

＜シフトレンジ制御装置＞
次に、シフトレンジ制御装置３５のＥＣＵ４４の詳細な構成について図３を参照して説明する。
ＥＣＵ４４は、各センサの出力信号を取得する信号取得部５１と、回転数検出部５２とを有している。回転数検出部５２は、出力軸センサ３３の出力信号に基づき出力軸回転数Ｎｏ（すなわち出力軸４３の回転数）を検出し、また、エンコーダ３２の出力信号に基づきモータ回転数Ｎｍ（すなわちモータ４１の回転数）を検出する。

ＥＣＵ４４によるモータ４１の駆動モードには、スタンバイモード、フィードバック制御モードおよび停止制御モードがある。ＥＣＵ４４は、現在設定されている駆動モードが上記のいずれであるかを判定するモード判定部５３と、駆動モードを切り替えるモード切替部５４とを有している。駆動モードは、ＥＣＵ４４の初期化時にはスタンバイモードに設定される。

ＥＣＵ４４は、スタンバイモードに対応する機能部として目標判定部５５を有している。目標判定部５５は、目標シフトレンジが現在のシフトレンジから変更されたか否かを判定する。
モード切替部５４は、目標シフトレンジが現在のシフトレンジから変更された場合に駆動モードをフィードバック制御モードに切り替える。

ＥＣＵ４４は、フィードバック制御モードに対応する機能部として、フィードバック制御部５６および移動判定部５７を有している。
フィードバック制御部５６は、出力軸センサ３３の出力信号に基づき、目標シフトレンジに対応するモータ４１の目標角度を設定する。また、フィードバック制御部５６は、エンコーダカウント値およびモータ回転速度に基づくフィードバック制御によりモータ４１を回転させる。

移動判定部５７は、出力軸センサ３３の出力信号に基づき、出力軸４３が複数のレンジ判定範囲のうちどこに位置しているかを判定する。レンジ判定範囲には、Ｐレンジ判定範囲、Ｒレンジ判定範囲、Ｎレンジ判定範囲およびＤレンジ判定範囲がある。Ｐレンジ判定範囲は、係止部２５が凹部２１に位置している範囲に設定される。Ｒレンジ判定範囲は、係止部２５が凹部２２に位置している範囲に設定される。Ｎレンジ判定範囲は、係止部２５が凹部２３に位置している範囲に設定される。Ｄレンジ判定範囲は、係止部２５が凹部２４に位置している範囲に設定される。

以降、出力軸４３が位置していると判定されたレンジ判定範囲のことを「現在のレンジ判定範囲」と記載する。また、目標シフトレンジが成立する位置に出力軸４３が位置したときのレンジ判定範囲のことを「目標レンジ判定範囲」と記載する。
また、移動判定部５７は、シフトレンジの切り替え中に出力軸回転数Ｎｏが所定値Ｎ１以下となった場合、凹部２１〜２４のうち現在のレンジ判定範囲に対応する凹部の底に係止部２５が移動したと判定する。

また、移動判定部５７は、シフトレンジの切り替え中、現在のレンジ判定範囲が目標レンジ判定範囲と一致し、かつ、出力軸回転数Ｎｏが所定値Ｎ１以下となった場合、凹部２１〜２４のうち目標レンジ判定範囲に対応する凹部の底に係止部２５が移動したと判定する。つまり、移動判定部５７は、上述の場合、目標シフトレンジに対応する凹部の底に係止部２５が移動したと判定する。

モード切替部５４は、目標シフトレンジに対応する凹部の底に係止部２５が移動したと判定された場合、駆動モードを停止制御モードに切り替える。
ＥＣＵ４４は、停止制御モードに対応する機能部として停止制御部５８を有している。停止制御部５８は、モータ４１の回転を停止するとともに、その回転停止が完了したか否かを判定する。

ここで、シフトレンジの切り替え中、係止部２５は、一対の凹部間の山を越えたあと凹部の底に向けて加速する。その結果、ディテントプレート１６および出力軸４３の回転数がモータ４１の回転数と比べて大幅に高まる。そのため、目標シフトレンジに対応する凹部の底に係止部２５が移動した時点というのは、モータ４１のロータから出力軸４３までの回転伝達系が有する遊びの分だけ、ディテントプレート１６および出力軸４３がモータ４１のロータに先行して凹部の底に位置している状況となっている。したがって、上記遊びが詰まる間、モータ４１が回転してもディテントプレート１６および出力軸４３は回転しない。停止制御部５８は、目標シフトレンジに対応する凹部の底に係止部２５が移動してから上記遊びが詰まるまでの間にモータ４１の回転を停止させる。
モード切替部５４は、モータ４１の回転停止が完了したと判定された場合、駆動モードをスタンバイモードに切り替える。

ＥＣＵ４４が有する各機能部５１〜５８は、専用の論理回路によるハードウェア処理により実現されてもよいし、コンピュータ読み出し可能非一時的有形記録媒体等のメモリに予め記憶されたプログラムをＣＰＵで実行することによるソフトウェア処理により実現されてもよいし、あるいは、両者の組み合わせで実現されてもよい。各機能部５１〜５８のうちどの部分をハードウェア処理により実現し、どの部分をソフトウェア処理により実現するかは、適宜選択可能である。

＜ＥＣＵが実行する処理＞
次に、ＥＣＵ４４がシフトレンジ切り替えのために実行する一連の処理について図４を参照して説明する。図４に示すルーチンは、ＥＣＵ４４の起動後に繰り返し実行される。以下の説明において、「Ｓ」はステップを意味する。

図４のＳ１において、現在設定されている駆動モードがスタンバイモード、フィードバック制御モードおよび停止制御モードのうちのどれであるかが判定される。
駆動モードがスタンバイモードである場合、処理はＳ２に移行する。
駆動モードがフィードバック制御モードである場合、処理はＳ４に移行する。
駆動モードが停止制御モードである場合、処理はＳ８に移行する。

Ｓ２では、目標シフトレンジが現在のシフトレンジから変更されたか否かが判定される。
目標シフトレンジが変更された場合（Ｓ２：ＹＥＳ）、処理はＳ３に移行する。
目標シフトレンジが変更されていない場合（Ｓ２：ＮＯ）、処理は図４のルーチンを抜ける。
Ｓ３では、駆動モードがフィードバック制御モードに切り替えられる。Ｓ３の後、処理は図４のルーチンを抜ける。

Ｓ４では、フィードバック制御が行われる。具体的には、フィードバック制御の初回である場合には、先ず、出力軸センサ３３の出力信号に基づきモータ４１の目標角度が設定される。続いて、エンコーダカウント値およびモータ回転速度Ｎｏに基づくフィードバック制御によりモータ４１が回転駆動される。一方、既にフィードバック制御が行われている最中である場合には、引き続きフィードバック制御が継続される。Ｓ４の後、処理は図４のルーチンを抜ける。

Ｓ５では、出力軸センサ３３の出力信号に基づき、出力軸４３が目標レンジ判定範囲内に位置しているか否かが判定される。
出力軸４３が目標レンジ判定範囲内に位置している場合（Ｓ５：ＹＥＳ）、処理はＳ６に移行する。
出力軸４３が目標レンジ判定範囲内に位置していない場合（Ｓ５：ＮＯ）、処理は図４のルーチンを抜ける。

Ｓ６では、出力軸回転数Ｎｏが所定値Ｎ１以下となったか否かが判定される。
出力軸回転数Ｎｏが所定値Ｎ１以下となった場合（Ｓ６：ＹＥＳ）、処理はＳ７に移行する。
出力軸回転数Ｎｏが所定値Ｎ１以下となっていない場合（Ｓ６：ＮＯ）、処理は図４のルーチンを抜ける。

Ｓ７では、駆動モードが停止制御モードに切り替えられる。Ｓ７の後、処理は図４のルーチンを抜ける。
Ｓ８では、モータ４１の回転を停止する制御が行われる。Ｓ８の後、処理はＳ９に移行する。

Ｓ９では、モータ４１の回転停止制御が完了したか否かが判定される。
回転停止制御が完了した場合（Ｓ９：ＹＥＳ）、処理はＳ１０に移行する。
回転停止制御が完了していない場合（Ｓ９：ＮＯ）、処理は図４のルーチンを抜ける。
Ｓ１０では、駆動モードがスタンバイモードに切り替えられる。Ｓ１０の後、処理は図４のルーチンを抜ける。

＜具体的な動作例＞
次に、ＥＣＵ４４による動作の一例について図５および図６を参照して説明する。この例は、現在のシフトレンジがパーキングレンジであるときに目標シフトレンジがドライブレンジに変更されたときの動作例である。

図５において、縦軸の出力軸回転数Ｎｏはモータ回転数Ｎｍに換算して記載している。つまり、モータ４１から出力軸４３までの減速比αを用いて互いに尺度を合わせたモータ回転数［Ｎｍ］と出力軸回転数［Ｎｏ×α］に基づき、図５には［Ｎｍ］と［Ｎｏ×α］とを重ねて示している。以降、両者を比較するときは互いに尺度を合わせたもの同士を用いることを前提とするが、その際には「モータ回転数Ｎｍ」および「出力軸回転数Ｎｏ」と記載し、減速比αについては記載を省略する。図面の記載においても同様である。「Ｎｍ−Ｎｏ」と記載されていれば、それは互いに尺度を合わせたもの同士の差であることを意味する。また、「互いに尺度を合わせる」とは、［Ｎｍ］と［Ｎｏ×α］でも、［Ｎｍ÷α］と［Ｎｏ］でも問題ないものとする。
以下の説明において、「Ｐ谷底」、「Ｒ谷底」、「Ｎ谷底」、「Ｄ谷底」は、それぞれ凹部２１、２２、２３、２４の底（すなわち最も深い箇所）のことである。

図５に示すように、シフトレンジ切替開始前の時点ｔ０では、モータ回転数Ｎｍおよび出力軸回転数Ｎｏの両方とも０である。また、ディテントスプリング１７の係止部２５がＰ谷底に位置し、出力軸４３もそれに対応した回転角度である。それに対して、モータ４１のロータは、ロータから出力軸４３までの回転伝達系が有する遊びの間に位置している状態である。図６に示すように、時点ｔ０では遊びが詰まっていない状態である。

図５の時点ｔ１では、目標シフトレンジがドライブレンジに変更され、シフトレンジの切り替えが開始される。この時点ｔ１では、図４のＳ２の判定が肯定され、駆動モードがフィードバック制御モードに変更される。
図５の時点ｔ１〜ｔ２では、モータ４１は回転するが、遊びが詰まっていないので出力軸４３は回転しない。

図５の時点ｔ２では、遊びが詰まる。この直後に出力軸４３が回転開始する。図６に示すように、時点ｔ２では遊びが詰まった状態である。
図５の時点ｔ２〜ｔ３の前半、すなわち係止部２５が凹部２１と凹部２２との間の山を越える前において、出力軸回転数Ｎｏがモータ回転数Ｎｍに追従する。

図５の時点ｔ２〜ｔ３の後半、すなわち係止部２５が凹部２１と凹部２２との間の山を越えたあとにおいて、係止部２５が凹部２２の底に落ちるようにディテントプレート１６が回転し、出力軸回転数Ｎｏが高まる。その結果、出力軸４３が遊びの分だけモータ４１に先行して移動する。係止部２５が凹部２１と凹部２２との間の山を越えたあと、図４のＳ５の判定が肯定される。

図５の時点ｔ３では、係止部２５がほぼＲ谷底に移動して、出力軸回転数Ｎｏが所定値Ｎ１以下となる。図６に示すように、時点ｔ３では、出力軸４３が遊びの分だけモータ４１に先行しており、Ｒ谷底に対応する回転角度にほぼ移動している。今回、目標レンジ判定範囲はＤレンジ判定範囲であり、現在のレンジ判定範囲が目標レンジ判定範囲と一致していないため、図４のＳ５の判定は否定される。

図５の時点ｔ３〜ｔ４では、モータ４１は回転するが、遊びが詰まっていないので出力軸４３は回転しない。
図５の時点ｔ４〜ｔ７は、時点ｔ２〜ｔ４と同じような動作となる。
図５の時点ｔ７では、現在のレンジ判定範囲が目標レンジ判定範囲と一致しているため、図４のＳ５、Ｓ６の判定が肯定され、Ｓ７において駆動モードが停止制御モードに変更される。
図５の時点ｔ７以降、停止制御が実行される。そして、時点ｔ８において停止制御の完了に伴い、図４のＳ１０において駆動モードがスタンバイモードに変更される。

＜効果＞
以上説明したように、第１実施形態では、シフトレンジ制御装置３５は、回転位置に応じてシフトレンジ切替弁１４の弁体位置を変更するディテントプレート１６、および、ディテントプレート１６の複数の凹部２１〜２４のうち一つに係合することで当該ディテントプレート１６の回転を止めるディテントスプリング１７、を含むシフトレンジ切替機構１２に適用されるものである。シフトレンジ制御装置３５は、ディテントプレート１６に接続されるシフトアクチュエータ３１のモータ４１を制御してシフトレンジを切り替える。

シフトレンジ制御装置３５は、シフトアクチュエータ３１の出力軸４３の回転数である出力軸回転数Ｎｏを検出する回転数検出部５２と、移動判定部５７とを備えている。
移動判定部５７は、シフトレンジの切り替え中に出力軸回転数Ｎｏが所定値Ｎ１以下となった場合、ディテントスプリング１７の係止部２５がディテントプレート１６の凹部２１〜２４の底に相対移動したと判定する。

このようにしてディテントスプリング１７の係止部２５がディテントプレート１６の凹部２１〜２４の底に相対移動したことを判定できる。凹部２１〜２４のうち目標シフトレンジに対応する凹部の底に係止部２５が相対移動したときにモータ４１の回転を停止すれば、その目標シフトレンジに切り替えた状態でシフトレンジ切り替え作動を終えることができる。移動判定部５７による判定の精度は、出力軸センサ３３の検出精度の影響を与えない。したがって、出力軸センサ３３の検出精度にかかわらず、目標シフトレンジに確実に切り替えることができる。

また、第１実施形態では、目標シフトレンジに対応する凹部の底に係止部２５が相対移動したことを移動判定部５７が判定した場合、モータ４１の回転を停止してシフトレンジの切り替えを終了する停止制御部５８を備えている。
したがって、目標シフトレンジに切り替えた状態でシフトレンジ切り替え作動を終えることができる。

［第２実施形態］
第２実施形態では、図７に示すように、ＥＣＵ６１の移動判定部６２は、シフトレンジの切り替え中に出力軸回転数Ｎｏがモータ回転数Ｎｍよりも小さくなる範囲においてモータ回転数Ｎｍと出力軸回転数Ｎｏとの差が所定値Ｎ２以上となった場合、ディテントスプリング１７の係止部２５がディテントプレート１６の凹部２１〜２４の底に相対移動したと判定する。
図８の時点ｔ３、ｔ５、ｔ７において、モータ回転数Ｎｍと出力軸回転数Ｎｏとの差が所定値Ｎ２以上となったと判定される。図８は、現在のシフトレンジがパーキングレンジであるときに目標シフトレンジがドライブレンジに変更されたときの動作例である。

図７に戻って、移動判定部６２は、シフトレンジの切り替え中、現在のレンジ判定範囲が目標レンジ判定範囲と一致し、かつ、出力軸回転数Ｎｏがモータ回転数Ｎｍよりも小さくなる範囲においてモータ回転数Ｎｍと出力軸回転数Ｎｏとの差が所定値Ｎ２以上となった場合、凹部２１〜２４のうち目標レンジ判定範囲に対応する凹部の底に係止部２５が移動したと判定する。

ＥＣＵ６１がシフトレンジ切り替えのために実行する処理を示す図９において、Ｓ６Ａでは、出力軸回転数Ｎｏがモータ回転数Ｎｍよりも小さく、かつ、モータ回転数Ｎｍと出力軸回転数Ｎｏとの差が所定値Ｎ２以上となったか否かが判定される。
モータ回転数Ｎｍと出力軸回転数Ｎｏとの差が所定値Ｎ２以上となった場合（Ｓ６Ａ：ＹＥＳ）、処理はＳ７に移行する。
モータ回転数Ｎｍと出力軸回転数Ｎｏとの差が所定値Ｎ２以上となっていない場合（Ｓ６Ａ：ＮＯ）、処理は図９のルーチンを抜ける。

以上説明したように、第２実施形態では、ＥＣＵ６１は移動判定部６２を備えている。移動判定部６２は、シフトレンジの切り替え中に出力軸回転数Ｎｏがモータ回転数Ｎｍよりも小さくなる範囲においてモータ回転数Ｎｍと出力軸回転数Ｎｏとの差が所定値Ｎ２以上となった場合、ディテントスプリング１７の係止部２５がディテントプレート１６の凹部２１〜２４の底に相対移動したと判定する。
このようにしてディテントスプリング１７の係止部２５がディテントプレート１６の凹部２１〜２４の底に相対移動したことを判定できる。したがって、第１実施形態と同様の効果が得られる。

［第３実施形態］
第３実施形態では、図１０に示すように、ＥＣＵ７１の移動判定部７２は、シフトレンジの切り替え中に出力軸回転数Ｎｏが所定値Ｎ３以上となってから所定時間Ｔ１が経過した場合、凹部２１〜２４のうち目標レンジ判定範囲に対応する凹部の底に係止部２５が移動したと判定する。所定値Ｎ３は、モータ４１自体のトルクでは到達しない出力軸回転数Ｎｏに設定される。

図１１の時点ｔ３、ｔ５、ｔ７において、出力軸回転数Ｎｏが所定値Ｎ３以上となってから所定時間Ｔ１が経過したと判定される。図１１は、現在のシフトレンジがパーキングレンジであるときに目標シフトレンジがドライブレンジに変更されたときの動作例である。
図１０に戻って、移動判定部７２は、シフトレンジの切り替え中、現在のレンジ判定範囲が目標レンジ判定範囲と一致し、かつ、出力軸回転数Ｎｏが所定値Ｎ３以上となってから所定時間Ｔ１が経過した場合、凹部２１〜２４のうち目標レンジ判定範囲に対応する凹部の底に係止部２５が移動したと判定する。

ＥＣＵ７１がシフトレンジ切り替えのために実行する処理を示す図１２において、Ｓ６Ｂでは、Ｓ５の判定が肯定されてから初めて出力軸回転数Ｎｏが所定値Ｎ３以上となったか否かが判定される。
出力軸回転数Ｎｏが初めて所定値Ｎ３以上となった場合（Ｓ６Ｂ：ＹＥＳ）、処理はＳ６Ｃに移行する。
出力軸回転数Ｎｏが初めて所定値Ｎ３以上となっていない場合（Ｓ６Ｂ：ＮＯ）、処理は図１２のルーチンを抜ける。

Ｓ６Ｃでは、出力軸回転数Ｎｏが所定値Ｎ３以上となってからの経過時間をカウントするためのカウンタが計測開始される。Ｓ６Ｃのあと、処理はＳ６Ｄに移行する。
Ｓ６Ｄでは、カウンタが満了したか否か、すなわち、カウンタのカウント数が所定時間Ｔ１に対応するカウント数以上となったか否かが判定される。
カウンタが満了した場合（Ｓ６Ｄ：ＹＥＳ）、処理はＳ７に移行する。
カウンタが満了していない場合（Ｓ６Ｄ：ＮＯ）、処理は図１２のルーチンを抜ける。

以上説明したように、第３実施形態では、ＥＣＵ７１は移動判定部７２を備えている。移動判定部７２は、シフトレンジの切り替え中に出力軸回転数Ｎｏが所定値Ｎ３以上となってから所定時間Ｔ１が経過した場合、ディテントスプリング１７の係止部２５がディテントプレート１６の凹部２１〜２４の底に相対移動したと判定する。
このようにしてディテントスプリング１７の係止部２５がディテントプレート１６の凹部２１〜２４の底に相対移動したことを判定できる。したがって、第１実施形態と同様の効果が得られる。

［第４実施形態］
第４実施形態では、図１３に示すように、ＥＣＵ８１は角度検出部８２および角度学習部８３を備えている。角度検出部８２は、出力軸センサ３３の出力信号に基づき出力軸４３の回転角度を検出する。角度学習部８３は、係止部２５が凹部の底に相対移動したと移動判定部５７が判定した場合、その時点の出力軸４３の回転角度を谷位置（すなわち、係止部２５が凹部の底に位置するときの回転角度）として学習する。シフトレンジを切り替えるとき、角度学習部８３が学習した回転角度に向かって出力軸４３が回転させられる。角度学習部８３による回転角度の学習は、組み付け工場等での作動初回時であって、レンジ判定範囲の一端から他端まで作動するとき（すなわちパーキングレンジからドライブレンジまで切り替えられるとき）に実施される。

フィードバック制御部８４は、モータ制御部であって、角度学習部８３による回転角度の学習が実施されるとき、当該学習が実施されないときに比べて遅くモータ４１を回転させる。

ＥＣＵ８１がシフトレンジ切り替えのために実行する処理を示す図１４において、Ｓ４後のＳ４Ａでは、図１５に示す谷位置学習制御のためのサブルーチンが呼び出されて実行される。
図１５のサブルーチンが開始されると、Ｓ１１において、出力軸センサ値（すなわち出力軸センサ３３の出力信号から求めた回転角度）がいずれのレンジ判定範囲内であるかが判定される。
出力軸センサ値がＰレンジ判定範囲内である場合、処理はＳ１２に移行する。
出力軸センサ値がＲレンジ判定範囲内である場合、処理はＳ１４に移行する。
出力軸センサ値がＮレンジ判定範囲内である場合、処理はＳ１６に移行する。
出力軸センサ値がＤレンジ判定範囲内である場合、処理はＳ１８に移行する。

Ｓ１２、Ｓ１４、Ｓ１６、Ｓ１８の処理内容は、第１実施形態における図４のＳ６の処理内容と同様である。
Ｓ１３では、現状の出力軸センサ値がＰレンジ学習値（すなわち、係止部２５が凹部２１の底に位置するときの回転角度）として学習される。
Ｓ１５では、現状の出力軸センサ値がＲレンジ学習値（すなわち、係止部２５が凹部２２の底に位置するときの回転角度）として学習される。
Ｓ１７では、現状の出力軸センサ値がＮレンジ学習値（すなわち、係止部２５が凹部２３の底に位置するときの回転角度）として学習される。
Ｓ１９では、現状の出力軸センサ値がＤレンジ学習値（すなわち、係止部２５が凹部２４の底に位置するときの回転角度）として学習される。
Ｓ１３、Ｓ１５、Ｓ１７、Ｓ１９の後、処理は図１４のルーチンに戻る。
図１４のＳ４Ａの処理は、組み付け工場等での作動初回時に実行される。

以上説明したように、第４実施形態では、ＥＣＵ８１は角度検出部８２および角度学習部８３を備えている。角度検出部８２は、出力軸センサ３３の出力信号に基づき出力軸４３の回転角度を検出する。角度学習部８３は、係止部２５が凹部の底に相対移動したと移動判定部５７が判定した場合、その時点の出力軸４３の回転角度を、係止部２５が凹部の底に位置するときの回転角度として学習する。
このようにして車両搭載状態で谷位置を学習することで、センサ単体のばらつきやモータ４１の組み付けばらつきを吸収し、精度良いシフトレンジ切り替えが可能となる。

また、第４実施形態では、フィードバック制御部８４は、角度学習部８３による回転角度の学習が実施されるとき、当該学習が実施されないときに比べて遅くモータ４１を回転させる。
これにより角度学習部８３による回転角度学習の実施時に確実に谷位置を検出することができる。

［他の実施形態］
他の実施形態では、モータは、フィードバック制御に限らず、例えば回転角度に応じて通電相を順次切り替える通電切替制御等の他の方式により回転駆動されてもよい。
他の実施形態では、ディテントプレートの凹部は２つ、３つ、あるいは５つ以上であってもよい。それに伴い、シフトレンジ切替機構が切り替えるシフトレンジは２つ、３つ、あるいは５つ以上であってもよい。
他の実施形態では、角度学習部による回転角度学習は、組み付け工場等での作動初回時に限らず、それ以降定期的に行われてもよい。定期的に行われることで、経年的に谷位置が変化する場合に微調整することが可能となる。また、角度学習部による回転角度学習は、レンジ判定範囲の一端から他端まで作動するときに限らず、レンジ判定範囲の一部分で作動するときに実施されてもよい。
本発明は、上述した実施形態に限定されるものではなく、発明の趣旨を逸脱しない範囲で種々の形態で実施可能である。

１２・・・シフトレンジ切替機構１４・・・シフトレンジ切替弁
１６・・・回転部材１７・・・係止部材
２１、２２、２３、２４・・・凹部２５・・・係止部
３１・・・シフトアクチュエータ３５・・・シフトレンジ制御装置
４１・・・モータ４３・・・出力軸
５２・・・回転数検出部５７・・・移動判定部
Ｎｏ・・・出力軸回転数Ｎ１・・・所定値

Claims

複数の凹部を有する回転部材（１６）、および、前記凹部に係合することで前記回転部材を位置決めする係止部材（１７）、を含むシフトレンジ切替機構（１２）に適用されるものであり、前記回転部材に接続されるシフトアクチュエータ（３１）のモータ（４１）を制御してシフトレンジを切り替えるシフトレンジ制御装置であって、
前記シフトアクチュエータの出力軸（４３）の回転数である出力軸回転数（Ｎｏ）を検出する回転数検出部（５２）と、
シフトレンジの切り替え中に前記出力軸回転数が所定値（Ｎ１）以下となった場合、前記係止部材の係止部（２５）が前記回転部材の前記凹部の底に相対移動したと判定する移動判定部（５７）と、
を備えるシフトレンジ制御装置。
複数の凹部を有する回転部材、および、前記凹部に係合することで前記回転部材を位置決めする係止部材、を含むシフトレンジ切替機構に適用されるものであり、前記回転部材に接続されるシフトアクチュエータのモータを制御してシフトレンジを切り替えるシフトレンジ制御装置であって、
前記モータの回転数であるモータ回転数、および、前記シフトアクチュエータの出力軸の回転数である出力軸回転数を検出する回転数検出部（５２）と、
前記モータから前記出力軸までの減速比（α）を用いて互いに尺度を合わせた前記モータ回転数と前記出力軸回転数に基づき、シフトレンジの切り替え中に前記出力軸回転数が前記モータ回転数よりも小さくなる範囲において前記モータ回転数と前記出力軸回転数との差が所定値（Ｎ２）以上となった場合、前記係止部材の係止部が前記回転部材の前記凹部の底に相対移動したと判定する移動判定部（６２）と、
を備えるシフトレンジ制御装置。
複数の凹部を有する回転部材、および、前記凹部に係合することで前記回転部材を位置決めする係止部材、を含むシフトレンジ切替機構に適用されるものであり、前記回転部材に接続されるシフトアクチュエータのモータを制御してシフトレンジを切り替えるシフトレンジ制御装置であって、
前記シフトアクチュエータの出力軸の回転数である出力軸回転数を検出する回転数検出部と、
シフトレンジの切り替え中に前記出力軸回転数が所定値（Ｎ３）以上となってから所定時間（Ｔ１）が経過した場合、前記係止部材の係止部が前記回転部材の前記凹部の底に相対移動したと判定する移動判定部（７２）と、
を備えるシフトレンジ制御装置。
目標とするシフトレンジに対応する前記凹部の底に前記係止部が相対移動したことを前記移動判定部が判定した場合、前記モータの回転を停止してシフトレンジの切り替えを終了する停止制御部（５８）、をさらに備える請求項１〜３のいずれか一項に記載のシフトレンジ制御装置。
前記出力軸の回転角度を検出する角度検出部（８２）と、
前記係止部が前記凹部の底に相対移動したと前記移動判定部が判定した場合、その時点の前記出力軸の回転角度を、前記係止部が前記凹部の底に位置するときの回転角度として学習する角度学習部（８３）と、
をさらに備える請求項１〜４のいずれか一項に記載のシフトレンジ制御装置。
前記角度学習部による回転角度の学習が実施されるとき、当該学習が実施されないときに比べて遅く前記モータを回転させるモータ制御部（８４）をさらに備える請求項５に記載のシフトレンジ制御装置。