JP7275814B2 - シフトレンジ制御装置 - Google Patents

Description

本発明は、シフトレンジ制御装置に関する。

従来、アクチュエータを電気的に制御するバイワイヤ制御回路を備えるシステムが知られている。例えば特許文献１では、バイワイヤ制御回路の正常時でも駆動判定部が駆動許可と判定するまでは、アクチュエータの駆動を禁止している。

特開２０１４－２３８１６１号公報

特許文献１では、アクチュエータの駆動許可について、ドライバの乗車状態について考慮していない。また例えば、ブレーキ信号が受信できない、または、ブレーキ信号の信頼性が担保できない場合、要求レンジの切り替えをトリガとして駆動許可とすると、基準位置学習の開始が遅れ、レンジ切り替えが遅れる虞がある。

本発明は、上述の課題に鑑みてなされたものであり、その目的は、基準位置学習を適切に実施可能なシフトレンジ制御装置を提供することにある。

本発明のシフトレンジ制御装置は、モータ（１０）と、モータの回転位置を検出する回転角センサ（１３）と、シグとレンジ切替機構（２０）と、を備えるシフトレンジ切替システム（１）において、モータの駆動を制御することでシフトレンジを切り替える。シフトレンジ切替機構は、回転部材（２１）、および、係合部材（２６）を有する。回転部材は、複数の谷部（２２１～２２４）、および、複数の谷部の両側に形成される壁部（２３１、２３２）が設けられ、モータの回転が伝達される出力軸（１５）と一体に回転する。係合部材は、要求レンジに応じた谷部に係合する。

シフトレンジ制御装置は、モータの駆動を制御する駆動制御部（５５）、ドライバの乗車状態を安定する乗車判定部（５６）、および、ドライバがシフトレバー（７２）を操作することで変化するシフト信号をシフト位置検出センサ（７５）から取得してシフター状態を判定するシフター判定部（５１）を有する制御部（５０）を備える。制御部は、始動スイッチがオンされると、一時的に通電を許可し、回転角センサの検出信号と通電相とを対応させる初期駆動制御を行い、初期駆動制御終了後、通電を禁止し、シフト信号に基づいてドライバが乗車しているとみなせると判定された場合、通電を許可し、係合部材が壁部に当接する位置までモータを駆動し、係合部材が壁部に当接したときの回転位置を基準位置として学習する基準位置学習制御を開始する。これにより、ドライバが乗車している状態にて、基準位置学習を適切に行うことができる。

第１実施形態によるシフトバイワイヤシステムを示す斜視図である。 第１実施形態によるシフトバイワイヤシステムを示す概略構成図である。 第１実施形態によるディテントプレートを示す模式図である。 第１実施形態によるシフターを示す模式図である。 第１実施形態による初期学習制御を説明するタイムチャートである。 第１実施形態による初期学習制御を説明するフローチャートである。 第２実施形態による初期学習制御を説明するタイムチャートである。 第２実施形態による初期学習制御を説明するタイムチャートである。 第３実施形態による初期学習制御を説明するタイムチャートである。 第３実施形態による初期学習制御を説明するタイムチャートである。 ＩＧオンにより初期学習制御を行う例を説明するタイムチャートである。 要求レンジ切り替えにより初期学習制御行う例を説明するタイムチャートである。

以下、本発明によるシフトレンジ制御装置を図面に基づいて説明する。以下、複数の実施形態において、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実施形態を図１～図６に示す。図１および図２に示すように、シフトバイワイヤシステム１は、モータ１０、シフトレンジ切替機構２０、パーキングロック機構３０、および、シフトレンジ制御装置４０等を備える。

シフトバイワイヤアクチュエータ（図２中、「ＳＢＷ－ＡＣＴ」と記載）であるモータ１０は、図示しない車両に搭載されるバッテリから電力が供給されることで回転し、シフトレンジ切替機構２０の駆動源として機能する。本実施形態のモータ１０は、スイッチトリラクタンスモータであるが、ＤＣモータ等、どのような種類のものを用いてもよい。

図２に示すように、モータ回転角センサであるエンコーダ１３は、モータ１０の図示しないロータの回転位置を検出する。エンコーダ１３は、例えば磁気式のロータリーエンコーダであって、ロータと一体に回転する磁石と、磁気検出用のホールＩＣ等により構成される。エンコーダ１３は、ロータの回転に同期して、所定角度ごとにＡ相およびＢ相のパルス信号であるエンコーダ信号を出力する。減速機１４は、モータ１０のモータ軸１０５（図３参照）と出力軸１５との間に設けられ、モータ１０の回転を減速して出力軸１５に出力する。これにより、モータ１０の回転がシフトレンジ切替機構２０に伝達される。出力軸１５には、出力軸１５の角度を検出する図示しない出力軸センサが設けられる。出力軸センサは、例えばポテンショメータである。

図１に示すように、シフトレンジ切替機構２０は、ディテントプレート２１、および、付勢部材であるディテントスプリング２５等を有し、減速機１４から出力された回転駆動力を、マニュアルバルブ２８、および、パーキングロック機構３０へ伝達する。ディテントプレート２１は、出力軸１５に固定され、モータ１０により駆動される。

ディテントプレート２１には、出力軸１５と平行に突出するピン２４が設けられる。ピン２４は、マニュアルバルブ２８と接続される。ディテントプレート２１がモータ１０によって駆動されることで、マニュアルバルブ２８は軸方向に往復移動する。すなわち、シフトレンジ切替機構２０は、モータ１０の回転運動を直線運動に変換してマニュアルバルブ２８に伝達する。マニュアルバルブ２８は、バルブボディ２８１に設けられる。マニュアルバルブ２８が軸方向に往復移動することで、油圧クラッチ２９（図２参照）への油圧供給路が切り替えられ、油圧クラッチ２９の係合状態が切り替わることでシフトレンジが変更される。

ディテントスプリング２５は、弾性変形可能な板状部材であり、先端にディテントローラ２６が設けられる。ディテントローラ２６は、凹部２２のいずれかに嵌まり込む。ディテントスプリング２５は、ディテントローラ２６をディテントプレート２１の回動中心側に付勢する。ディテントプレート２１に所定以上の回転力が加わると、ディテントスプリング２５が弾性変形し、ディテントローラ２６が凹部２２を移動する。ディテントローラ２６が凹部２２のいずれかに嵌まり込むことで、ディテントプレート２１の揺動が規制され、マニュアルバルブ２８の軸方向位置、および、パーキングロック機構３０の状態が決定され、自動変速機５のシフトレンジが固定される。自動変速機５は、車速やエンジン９０の回転数に応じて変速比を切り替える。

図３に模式的に示すように、ディテントプレート２１のディテントスプリング２５側には、４つの谷部２２１～２２４が設けられる。第１谷部２２１がＰレンジ、第２谷部２２２がＲレンジ、第３谷部２２３がＮレンジ、第４谷部２２４がＤレンジに対応する。また、第１谷部２２１と第２谷部２２２との間には第１山部２２６が設けられ、第２谷部２２２と第３谷部２２３との間には第２山部２２７が設けられ、第３谷部２２３と第４谷部２２４との間には第３山部２２８が設けられる。

配列される複数の谷部２２１～２２４の両側には、壁部２３１、２３２が形成される。詳細には、第１谷部２２１の第１山部２２６と反対側に壁部２３１が形成され、第４谷部２２４の第３山部２２８と反対側に壁部２３２が形成される。壁部２３１、２３２は、高さが山部２２６～２２８よりも高く形成されている。ディテントローラ２６が第１谷部２２１にある状態にてディテントプレート２１を壁部２３１の方向に回転させようとすると、壁部２３１によりディテントローラ２６の移動が規制され、ディテントローラ２６が壁部２３１を乗り越えるのを防ぐことができる。また、ディテントローラ２６が第４谷部２２４にある状態にてディテントプレート２１を壁部２３２の方向に回転させようとすると、壁部２３２によりディテントローラ２６の移動が規制され、ディテントローラ２６が壁部２３２を乗り越えるのを防ぐことができる。すなわち壁部２３１、２３２がディテントローラ２６の移動を規制する規制部として機能している。以下適宜、Ｐレンジ側の壁部２３１を「Ｐ壁部」、Ｄレンジ側の壁部２３２を「Ｄ壁部」とする。

モータ軸１０５と出力軸１５との間には、遊びが形成されている。図３では、減速機１４と出力軸１５とが一体となっており、モータ軸１０５と減速機１４との間に「遊び」が形成されているが、モータ軸１０５と減速機１４とが一体となっており、減速機１４と出力軸１５との間に「遊び」が形成されていてもよい。「遊び」とはモータ軸１０５と出力軸１５との間に存在する遊びやガタ等の合計と捉えることができ、以下適宜、「ガタ」という。

図１に示すように、パーキングロック機構３０は、パーキングロッド３１、円錐体３２、パーキングロックポール３３、軸部３４、および、パーキングギア３５を有する。パーキングロッド３１は、略Ｌ字形状に形成され、一端３１１側がディテントプレート２１に固定される。パーキングロッド３１の他端３１２側には、円錐体３２が設けられる。円錐体３２は、他端３１２側にいくほど縮径するように形成される。ディテントローラ２６がＰレンジに対応する凹部に嵌まり込む方向にディテントプレート２１が回転すると、円錐体３２が矢印Ｐの方向に移動する。

パーキングロックポール３３は、円錐体３２の円錐面と当接し、軸部３４を中心に揺動可能に設けられる。パーキングロックポール３３のパーキングギア３５側には、パーキングギア３５と噛み合い可能な凸部３３１が設けられる。ディテントプレート２１の回転により、円錐体３２が矢印Ｐ方向に移動すると、パーキングロックポール３３が押し上げられ、凸部３３１とパーキングギア３５とが噛み合う。一方、円錐体３２が矢印ＮｏｔＰ方向に移動すると、凸部３３１とパーキングギア３５との噛み合いが解除される。

パーキングギア３５は図示しない車軸に設けられ、パーキングロックポール３３の凸部３３１と噛み合い可能に設けられる。パーキングギア３５と凸部３３１とが噛み合うと、車軸の回転が規制される。シフトレンジがＰ以外のレンジであるＮｏｔＰレンジのとき、パーキングギア３５はパーキングロックポール３３によりロックされず、車軸の回転は、パーキングロック機構３０により妨げられない。また、シフトレンジがＰレンジのとき、パーキングギア３５はパーキングロックポール３３によってロックされ、車軸の回転が規制される。

図２に示すように、シフトレンジ制御装置４０は、制御部としてのＳＢＷＥＣＵ５０、および、図示しない駆動回路等を備える。ＳＢＷＥＣＵ５０および外部制御部としてのＡＴＣＵ６０は、いずれもマイコン等を主体として構成され、内部にはいずれも図示しないＣＰＵ、ＲＯＭ、ＲＡＭ、Ｉ／Ｏ、及び、これらの構成を接続するバスライン等を備えている。ＳＢＷＥＣＵ５０およびＡＴＣＵ６０における各処理は、ＲＯＭ等の実体的なメモリ装置（すなわち、読み出し可能非一時的有形記録媒体）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であってもよいし、専用の電子回路によるハードウェア処理であってもよい。図中、ＳＢＷＥＣＵ５０を「ＳＣＵ」とも記載する。

ＳＢＷＥＣＵ５０は、要求レンジや車速等に基づいてモータ１０の駆動を制御することで、シフトレンジの切り替えを制御する。また、ＡＴＣＵ６０は、車速、アクセル開度、および、要求レンジ等に基づき、図示しない変速用油圧制御ソレノイドの駆動を制御する。変速用油圧制御ソレノイドを制御することで、変速段が制御される。変速用油圧制御ソレノイドは、変速段数等に応じた本数が設けられる。ＳＢＷＥＣＵ５０およびＡＴＣＵ６０は、ＣＡＮ（Controller Area Network）等である車両通信網８０と接続されており、相互に情報を授受可能である。

ＳＢＷＥＣＵ５０は、シフター判定部５１、駆動制御部５５、乗車判定部５６、および、異常監視部５９等を有し、シフトインジケータ７８にシフトポジション情報を出力する。シフトインジケータ７８は、シフトポジション情報に応じたシフトポジションを表示する。

シフター判定部５１は、シフター７１から取得されるシフト信号に基づいてシフトレバー位置を判定する。図４に示すように、シフター７１は、シフトレバー７２、Ｐポジションスイッチ７４、および、シフト位置検出センサ７５を有する。シフトレバー７２は、ドライバがスリット７３を移動させることで、Ｒレンジ、Ｎレンジ、Ｄレンジを指示する。詳細には、シフトレバー７２をＤレンジ指示位置７３１へ移動させることでＤレンジが指示され、シフトレバー７２をＲレンジ指示位置７３２へ移動させることでＲレンジが指示される。また、シフトレバー７２をＮレンジ指示位置７３３にてＮレンジ指示保持時間に亘って停止させることで、各指示位置間の移動とは区別され、Ｎレンジが指示される。

ドライバがシフトレバー７２から手を離すと、シフトレバー７２はホーム位置７３４に戻る。Ｐレンジから他のレンジへは、ブレーキペダルが踏み込まれているときに切替可能であって、ブレーキペダルが踏み込まれていないときには切替不能である。

Ｐポジションスイッチ７４は、モメンタリ式のボタンであって、ドライバがＰポジションスイッチ７４を押すとＰレンジが指示される。シフト位置検出センサ７５は、スリット７３に沿って配置される複数のセンサ素子を有し、シフト信号をＳＢＷＥＣＵ５０に出力する。センサ素子は、シフトレバー７２が通過することでＨｉ、Ｌｏが切り替わる。

図２に示すように、シフター判定部５１は、シフト位置検出センサ７５の信号パターンに応じてシフトレバー位置を判定する。また、シフター判定部５１は、シフトレバー７２がホーム位置から変化してから所定のシフター判定時間Ｔｗ経過後のシフトレバー位置に基づいてシフター情報を生成し、ＡＴＣＵ６０に出力する。

駆動制御部５５は、エンコーダ信号に基づき、エンコーダカウント値が要求レンジに応じて設定される目標カウント値となるように、フィードバック制御等により、モータ１０の駆動を制御する。本実施形態では、エンコーダカウント値は、エンコーダ信号のエッジ検出に応じ、シフトレンジをＤレンジ側に切り替えるときにカウントアップされ、Ｐレンジに切り替えるときにカウントダウンされるが、カウント方向は逆でもよい。モータ１０の駆動制御の詳細は、どのようであってもよい。乗車判定部５６は、ドライバの乗車状態を判定する。異常監視部５９は、シフトバイワイヤシステム１の異常を監視する。

ＡＴＣＵ６０は、変速制御部６１、要求レンジ判定部６２、実レンジ判定部６３、および、異常監視部６５等を備える。変速制御部６１は、変速用油圧制御ソレノイドの駆動を制御する。要求レンジ判定部６２は、ＳＢＷＥＣＵ５０からのシフター情報等に基づき、要求レンジを判定し、要求レンジ情報をＳＢＷＥＣＵ５０に出力する。実レンジ判定部６３は、ポジションセンサの検出値等に基づいて実レンジを判定する。異常監視部６５は、変速制御システム２の異常を監視する。

本実施形態では、エンコーダ１３のカウント値であるエンコーダカウント値は、ＳＢＷＥＣＵ５０の電源がオフされると、リセットされる。そのため、電源投入時に初期学習制御を行う。初期学習制御には、初期駆動制御および基準位置学習制御が含まれる。初期学習制御は、システム起動時に行われるものであって、学習完了後、電源がオフされるまでの間は、学習された値を用いて制御を行う。以下、ＳＢＷＥＣＵ５０は、車両のイグニッションスイッチ等である始動スイッチのオンオフに応じてオンオフされるものとして説明する。以下適宜、始動スイッチを「ＩＧ」とする。

本実施形態の初期学習制御を図５に基づいて説明する。図５では、上段から、ＩＧ、ブレーキ信号、ポジションセンサ、シフトレバー位置、シフター情報、要求レンジ、目標レンジ、通電許可フラグおよびモータ１０の駆動状態（図中、「ＡＣＴ状態」とする。）である。また、各信号等を持っている構成を括弧書きで記載した。図７～図１２も同様である。本実施形態では、要求レンジはＡＴＣＵ６０にて生成されてＳＢＷＥＣＵ５０に送信される情報であり、目標レンジはＡＴＣＵ６０から取得した要求レンジに応じたＳＢＷＥＣＵ５０にて生成される。

ＩＧがオンされると、一時的に通電が許可され、初期駆動制御を行う。初期駆動制御では、通電相を一巡させることで、モータ１０の回転位置と通電相とを対応させる。初期駆動制御は、ドライバの乗車判定を待たず、システム起動後、速やかに実施され、終了後、スタンバイ状態となる。

基準位置学習制御では、ディテントローラ２６が壁部２３１または壁部２３２に当接するところまでモータ１０を回転させ、ディテントローラ２６が壁部２３１または壁部２３２に当接したときのエンコーダカウント値を基準位置として学習する。以下適宜、Ｐ壁位置を基準位置として学習する制御を「Ｐ壁当て」、Ｄ壁位置を基準位置として学習する制御を「Ｄ壁当て」とする。本実施形態では、初期駆動制御を除き、ドライバ不在時の通電を許可しないため、ドライバが乗車している状態が担保されているときに基準位置学習制御を行う。

図２にて説明したように、本実施形態では、ＳＢＷＥＣＵ５０とＡＴＣＵ６０とが別のＥＣＵとして構成されており、ＳＢＷＥＣＵ５０は、シフトレバー位置が変化してからシフター判定時間Ｔｗ経過後のシフトレバー位置に基づいてシフター情報を生成してＡＴＣＵ６０に出力し、ＡＴＣＵ６０から要求レンジを取得する。

例えば図１１に示す参考例では、ＩＧオンまたはドライバがブレーキペダルを操作することで入力されるブレーキ信号をトリガとして通電を許可し、ＩＧオン直後に初期駆動およびＰ壁当てを行っている。ここで、ＩＧオン信号が信頼性の面からドライバ乗車判定に使えない場合、あるいは、ブレーキ信号がＳＢＷＥＣＵに入力されておらずドライバ乗車判定に使えない場合、初期駆動制御から連続してのＰ壁当てを実施できない。また、図１２に示す例のように、要求レンジが切り替わってからＰ壁当てを実施すると、Ｐ壁当てに要する時間の分、レンジ切替開始が遅れるため、ドライバに違和感を与える虞がある。

そこで本実施形態では、図５に示すように、要求レンジが切り替わる前に、ドライバの乗車判定を行い、基準位置学習制御を開始する。換言すると、要求レンジが切り替わるより前に変化する信号をトリガとして、基準位置学習制御を開始する。図５等では、トリガとなる信号変化を一点鎖線の丸印で示し、トリガに応じた制御や信号等の切り替えを一点鎖線の矢印で示す。

具体的には、ＳＢＷＥＣＵ５０は、シフト位置検出センサ７５からのシフト信号に基づき、シフトレバー位置の変化が検出された場合、ドライバが乗車したと判定し、通電許可フラグをオンにし、基準位置学習を行う。例えば、シフトレバー位置がホーム（Ｈ）に位置しているときの信号パターンから変化した場合、ドライバが乗車していると判定する。

また例えば、シフト信号がＮレンジを示す信号パターンになったとき、ドライバが乗車していると判定してもよい。ここで、ノイズ等による誤判定を防ぐべく、複数回に亘って継続して該当の信号パターンとなったときに、ドライバ乗車判定をすることが望ましい。なお、シフト信号に応じてドライバが乗車していると判定するのに要する時間は、シフター判定時間Ｔｗよりも短くなるように設定される。

時刻ｘ１１にて、ＩＧがオンされ、ポジションセンサのＰレンジに応じ、目標シフトレンジが不定からＰに切り替わると、通電許可フラグを一時的にオンにし、初期駆動制御が実施される。初期駆動制御終了後、モータ１０の駆動状態をスタンバイに戻し、その後、通電許可フラグをオフにする。

時刻ｘ１２にて、シフトレバー位置がＮレンジになると、ＳＢＷＥＣＵ５０は、ドライバ乗車状態であると判定して通電許可フラグをオンにし、基準位置学習制御を行う。基準位置学習制御が完了すると、スタンバイに戻る。時刻ｘ１３にて、要求レンジがＤレンジになると、目標レンジをＤレンジとし、ディテントローラ２６が谷部２２４に移動するように、モータ１０を駆動する。

図５の例では、シフトレバー位置が変化してから、シフター情報を確定してＡＴＣＵ６０に送信するまでの時間であるシフター判定時間Ｔｗ中にＰ壁当てが完了する。そのため、時刻ｘ１４にて、ＳＢＷＥＣＵ５０が要求レンジを受信したときには、基準位置学習が完了しているので、ドライバに違和感を与えることなく、速やかにレンジ切替制御を行うことができる。

本実施形態の初期学習制御を図６のフローチャートに基づいて説明する。この処理は、ＩＧがオンになったときに、ＳＢＷＥＣＵ５０にて実行される処理である。Ｓ１０１では、ＳＢＷＥＣＵ５０は、目標レンジを不定からＰレンジ、通電許可フラグをオンに切り替え、初期駆動制御を行う。初期駆動制御が完了すると、モータ１０の駆動状態をスタンバイに戻した後、通電許可フラグをオフにする。

Ｓ１０２では、ＳＢＷＥＣＵ５０は、ドライバが乗車しているか否か判定する。本実施形態では、シフトレバー位置が変化した場合、ドライバが乗車していると判定し、シフトレバー位置が変化していない場合、ドライバ乗車未確定と判定する。ドライバ乗車未確定であると判断された場合（Ｓ１０２：ＮＯ）、すなわち、シフトレバー位置が変化していない場合、この判断処理を繰り返す。ドライバが乗車していると判断された場合（Ｓ１０２：ＹＥＳ）、すなわちシフトレバー位置が変化した場合、Ｓ１０３へ移行する。ＳＢＷＥＣＵ５０は、Ｓ１０３にて通電許可フラグをオンにし、Ｓ１０４にてディテントローラ２６が壁部２３１へ向かう方向にモータ１０を駆動する。

Ｓ１０５では、ＳＢＷＥＣＵ５０は、エンコーダカウント値の最小値が更新されない未更新状態の継続時間Ｔｃが判定時間Ｔｔｈより大きいか否かを判断する。判定時間は、ディテントローラ２６が壁部２３１に到達したことを判定可能な程度の時間に設定される。エンコーダカウント値の最小値未更新状態の継続時間Ｔｃが判定時間Ｔｔｈ以下であると判断された場合（Ｓ１０５：ＮＯ）、Ｓ１０４へ戻り、モータ１０の駆動制御を継続する。エンコーダカウント値の最小値未更新状態の継続時間Ｔｃが判定時間Ｔｔｈより大きいと判断された場合（Ｓ１０５：ＹＥＳ）、Ｓ１０６へ移行する。

Ｓ１０６では、ＳＢＷＥＣＵ５０は、エンコーダカウント値の最小値を、ディテントローラ２６が壁部２３１に当接したときの値であるとみなし、基準位置を確定する。確定された基準位置となるエンコーダカウント値は、例えば図示しないＲＡＭ等に記憶させる。

Ｓ１０７では、ＳＢＷＥＣＵ５０は、ディテントローラ２６が壁部２３１から離間する方向にモータ１０を駆動する。このとき、目標カウント値は要求レンジ等に応じ、適宜変更可能である。

Ｓ１０８では、ＳＢＷＥＣＵ５０は、モータ１０の回転位置が目標に到達したか否か判断する。ここでは、エンコーダカウント値が目標カウント値を含む所定範囲内（例えば±２カウント）となった場合、目標に到達したと判定する。モータ１０の回転位置が目標に到達していないと判断された場合（Ｓ１０８：ＮＯ）、Ｓ１０７へ移行する。モータ１０の回転位置が目標に到達したと判断された場合（Ｓ１０８：ＹＥＳ）、Ｓ１０９へ移行し、停止制御にてモータ１０を停止させる。停止制御では、例えばエンコーダカウント値に応じた２相への固定相通電を所定時間行う。そして、停止制御終了後、モータ１０の駆動状態をスタンバイとする。

基準位置学習制御において、ディテントローラ２６を壁部２３１側から戻すとき、要求レンジがＰレンジであれば、ディテントローラ２６が谷部２２１の底部に嵌まり合うようにモータ１０を駆動する。そしてスタンバイ後、要求レンジに応じてモータ１０の駆動を制御する。一方、ディテントローラ２６を壁部２３１から戻すときに、要求レンジがすでにＰレンジからＰレンジ以外に切り替わっている場合、要求レンジに応じて目標カウント値を設定し、ディテントローラ２６を谷部２２１にて停止させることなく、要求レンジに応じた谷部まで移動するよう、モータ１０を駆動させてもよい。これにより、速やかにレンジ切り替えを行うことができる。

以上説明したように、シフトレンジ制御装置４０は、モータ１０と、エンコーダ１３と、シフトレンジ切替機構２０と、を備えるシフトバイワイヤシステム１において、モータ１０の駆動を制御することで、シフトレンジを切り替える。シフトレンジ切替機構２０は、ディテントプレート２１、および、ディテントローラ２６を有する。ディテントプレート２１は、複数の谷部２２１～２２４および谷部２２１～２２４の両側に形成される壁部２３１、２３２が設けられ、モータ１０の回転が伝達される出力軸１５と一体に回転する。ディテントローラ２６は、要求レンジに応じた谷部２２１～２２４に係合する。

ＳＢＷＥＣＵ５０は、シフター判定部５１、駆動制御部５５および乗車判定部５６を有する。駆動制御部５５は、モータ１０の駆動を制御する。乗車判定部５６は、ドライバの乗車状態を判定する。ＳＢＷＥＣＵ５０は、ドライバが乗車している状態であると判定されたとき、ディテントローラ２６が壁部２３１に当接する位置までモータ１０を駆動し、ディテントローラ２６が壁部２３１に当接したときのエンコーダカウント値を基準位置として学習する。これにより、ドライバが乗車状態であることが担保された状態にて、適切に基準位置学習制御を行うことができる。

ＳＢＷＥＣＵ５０は、ドライバがシフトレバー７２を操作することで変化するシフト信号を取得してシフター状態を判定するシフター判定部５１を有しており、シフター状態に係るシフター情報をＡＴＣＵ６０に送信し、ＡＴＣＵ６０から要求レンジを取得する。乗車判定部５６は、シフトレバー７２の位置変化が検出された場合、ドライバが乗車している状態であると判定する。また、シフトレバー７２のＮレンジ通過が検出された場合、ドライバが乗車している状態であると判定してもよい。

本実施形態では、ＳＢＷＥＣＵ５０では、要求レンジをＡＴＣＵ６０から取得しているので、要求レンジの確定前に、シフトレバー７２の位置変化が検出された段階で基準位置学習制御を行うことで、起動後初回のレンジ切り替えの遅れを抑制することができる。特に、ブレーキ信号やＩＧ信号を取得できない、或いは、信頼性の点でトリガとして使用できない場合であっても、要求レンジの切り替えに先立って、基準位置学習制御を適切に実施することができる。

ＳＢＷＥＣＵ５０は、基準位置学習制御に先立ち、エンコーダ信号と通電相とを対応させる初期駆動制御を、ドライバ乗車判定前に行う。これにより、ドライバ乗車判定後に初期駆動制御を行う場合と比較し、起動後初回のレンジ切り替えの遅れを抑制することができる。

（第２実施形態）
第２実施形態を図７および図８に示す。本実施形態では、図６中のＳ１０２において、要求レンジが不定から変化した場合、ドライバが乗車していると判定し、要求レンジが不定の場合、ドライバ乗車未確定とする。ここで、図７に示すように、不定から最初に切り替わった要求レンジがＲレンジまたはＮレンジの場合、Ｐ壁当て後にレンジ切り替えを行うため、壁当て時間分、レンジ切り替えが遅れる。図７では、初回の要求レンジがＲレンジの場合を示している。

図８に示すように、不定から最初に切り替わった要求レンジがＤレンジの場合、Ｐ壁当てに替えて、Ｄ壁当てを行う。詳細には、図６中のＳ１０４にて、ディテントローラ２６が谷部２２４に嵌まり合うように、谷部２２１、２２４間の設計値に応じて目標カウント値を設定してモータ１０を駆動し、シフトレンジをＤレンジに切り替えるとともに、Ｄ壁当てにより、ディテントローラ２６が壁部２３２に当接したときのエンコーダカウント値を基準位置として学習する。なお、Ｄ壁当てを行う場合、Ｓ１０５では、エンコーダカウント値の最大値が更新されない未更新状態の継続時間に基づいて判断する。これにより、Ｄレンジ切り替え時において、基準位置学習による遅れがなく、速やかにレンジ切り替えを行うことができる。

本実施形態では、ＳＢＷＥＣＵ５０は、基準位置学習制御において、通常時、Ｐ壁当てにより、ディテントローラ２６が壁部２３１に当接したときのエンコーダカウント値を基準位置として学習する。一方、壁部２３１の学習開始前に、壁部２３２に隣接する谷部２２４に対応するレンジが要求シフトレンジとして取得された場合、ディテントローラ２６が谷部２２４に移動するようにモータ１０を駆動し、Ｄ壁当てにより、ディテントローラ２６が壁部２３２に当接したときのエンコーダカウント値を基準位置として学習する。これにより、起動後初回の要求レンジがＤレンジのときの切り替え遅れをなくすことができる。また上記実施形態と同様の効果を奏する。

（第３実施形態）
第３実施形態を図９および図１０に示す。例えば第１実施形態では、ＳＢＷＥＣＵ５０にて使用可能な情報として、シフトレバー位置を用いて乗車判定を行う。ここで、ドライバのフットブレーキ操作でオンになるブレーキ信号でも乗車判定可能である。しかしながら、本実施形態では、ブレーキ信号は、ＡＴＣＵ６０に入力されており、ＳＢＷＥＣＵ５０は、ブレーキ信号を直接的に取得することができない。

そこで本実施形態では、図９に示すように、ブレーキ信号がオンになると、ＡＴＣＵ６０にて、要求レンジを不定からＰレンジに切り替えてＳＢＷＥＣＵ６０に出力する。ＳＢＷＥＣＵ６０では、要求レンジがＰレンジに切り替わったことにより、乗車判定を行い、これをトリガとして通電許可フラグをオンにし、初期駆動制御、および、Ｐ壁当てによる基準位置学習制御を行う。すなわち本実施形態では、ＡＴＣＵ６０側でブレーキ信号がオンされたときに要求レンジをＰレンジに切り替えることを前提とし、ＡＴＣＵ６０から取得される要求レンジに基づいて、間接的にブレーキペダルの操作状態を取得し、ドライバ乗車状態を判定している、と捉えることができる。

また、図１０に示すように、例えば車両牽引時等、ブレーキペダルを踏まない状態にてＩＧがオンされることがある。このような場合であっても、シフター７１において、ブレーキペダルが踏み込まれていない状態でのＰレンジから他のレンジへの切り替えが不能であるので、レンジ切り替え前にはブレーキペダルが操作されるため、適切に乗車判定を行うことができる。この場合、初期駆動制御および基準位置学習制御に要する時間と、シフター判定時間Ｔｗとの兼ね合いで、レンジ切替開始が多少遅れる虞はあるものの、影響は限定的である。

本実施形態では、ＳＢＷＥＣＵ５０は、ドライバのブレーキ操作に応じたブレーキ信号を取得不能であり、ＡＴＣＵ６０がブレーキ信号を取得可能であって、システム起動時において、ブレーキ信号が取得された場合、要求レンジを不定からＰレンジに切り替える。乗車判定部５６は、ＡＴＣＵ６０から取得される要求レンジが不定からＰレンジに切り替わった場合、ドライバが乗車している状態であると判定する。これにより、ＳＢＷＥＣＵ５０がブレーキ信号を直接的に取得できない場合であっても、基準位置学習制御を適切に行うことができ、起動後初回のレンジ切り替え時の遅れを抑制することができる。また上記実施形態と同様の効果を奏する。

上記実施形態では、シフトバイワイヤシステム１が「シフトレンジ切替システム」、エンコーダ１３が「回転角センサ」、ディテントプレート２１が「回転部材」、ディテントローラ２６が「係合部材」、ＳＢＷＥＣＵ５０が「制御部」、ＡＴＣＵ６０が「外部制御部」に対応する。また、壁部２３１が「Ｐ壁部」、壁部２３２が「反Ｐ壁部」谷部２２４が「反Ｐ谷部」に対応する。また、ディテントローラ２６が壁部２３１、２３２に当接したときのエンコーダカウント値を学習することが「係合部材が壁部に当接したときの回転位置を基準位置として学習する」ことに対応する。

（他の実施形態）
上記実施形態では、モータの回転角を検出する回転角センサは、エンコーダである。他の実施形態では、回転角センサは、エンコーダに限らず、レゾルバ等、どのようなものを用いてもよい。上記実施形態では、出力軸センサとしてポテンショメータを例示した。他の実施形態では、出力軸センサは、どのようなものであってもよい。また、出力軸センサを省略してもよい。

上記実施形態では、ディテントプレートには４つの谷部が設けられる。他の実施形態では、谷部の数は４つに限らず、いくつであってもよい。例えば、ディテントプレートの凹部を２つとし、ＰレンジとｎｏｔＰレンジとを切り替えるものとしてもよい。この場合、ｎｏｔＰレンジ側の壁部が「反Ｐ壁部」、ｎｏｔＰレンジに対応する谷部が「反Ｐ谷部」に対応する。また、シフトレンジ切替機構やパーキングロック機構等は、上記実施形態と異なっていてもよい。

上記実施形態では、モータの回転角を検出する回転角センサは、エンコーダである。他の実施形態では、回転角センサは、エンコーダに限らず、レゾルバ等、どのようなものを用いてもよい。上記実施形態では、出力軸センサとしてポテンショメータを例示した。他の実施形態では、出力軸センサは、どのようなものであってもよい。また、出力軸センサを省略してもよい。

上記実施形態では、シフターは、ホーム位置が横に形成されるＴ型のものである。他の実施形態では、ホーム位置が他のレンジと直線上にあるＩ型のもの等、シフターの形状はどのようなものであってもよい。また、上記実施形態では、シフト位置検出センサは、スリットに沿って配置される複数のセンサ素子から構成される。他の実施形態では、シフト位置検出センサは、例えばホーム位置からの距離を検出するもの等、シフトレバー位置を検出可能であれば、どのように構成してもよい。

上記実施形態では、シフトバイワイヤシステムのアクチュエータであるモータ１０の駆動を制御するＳＢＷＥＣＵと、自動変速機を制御するＡＴＣＵが別々のＥＣＵとして構成される。他の実施形態では、ＳＢＷＥＣＵとＡＴＣＵとが１つのＥＣＵにて構成されていてもよい。また、上記実施形態では、外部制御部がＡＴＣＵである。他の実施形態では、外部制御部は、ＡＴＣＵ以外のＥＣＵ等であってもよい。

上記実施形態では、初期駆動制御は、ドライバ乗車乗車判定前に行う。他の実施形態では、初期駆動制御をドライバ乗車判定後とし、初期駆動制御と基準位置学習制御とを連続的に行うようにしてもよい。これにより、初期学習制御を簡素化することができる。

上記実施形態では、モータ軸と出力軸との間に減速機が設けられる。減速機の詳細について、上記実施形態では言及していないが、例えば、サイクロイド歯車、遊星歯車、モータ軸と略同軸の減速機構から駆動軸へトルクを伝達する平歯歯車を用いたものや、これらを組み合わせて用いたもの等、どのような構成であってもよい。また、他の実施形態では、モータ軸と出力軸との間の減速機を省略してもよいし、減速機以外の機構を設けてもよい。

本開示に記載の制御部及びその手法は、コンピュータプログラムにより具体化された一つ乃至は複数の機能を実行するようにプログラムされたプロセッサ及びメモリを構成することによって提供された専用コンピュータにより、実現されてもよい。あるいは、本開示に記載の制御部及びその手法は、一つ以上の専用ハードウェア論理回路によってプロセッサを構成することによって提供された専用コンピュータにより、実現されてもよい。もしくは、本開示に記載の制御部及びその手法は、一つ乃至は複数の機能を実行するようにプログラムされたプロセッサ及びメモリと一つ以上のハードウェア論理回路によって構成されたプロセッサとの組み合わせにより構成された一つ以上の専用コンピュータにより、実現されてもよい。また、コンピュータプログラムは、コンピュータにより実行されるインストラクションとして、コンピュータ読み取り可能な非遷移有形記録媒体に記憶されていてもよい。以上、本発明は、上記実施形態になんら限定されるものではなく、発明の趣旨を逸脱しない範囲において種々の形態で実施可能である。

１・・・シフトバイワイヤシステム（シフトレンジ切替システム）
１０・・・モータ １３・・・エンコーダ（回転角センサ）
１５・・・出力軸
２０・・・シフトレンジ切替機構
２１・・・ディテントプレート（回転部材）
２２１～２２４・・・谷部 ２３１～２３２・・・壁部
２６・・・ディテントローラ（係合部材）
４０・・・シフトレンジ制御装置
５０・・・ＳＢＷＥＣＵ（制御部） ６０・・・ＡＴＣＵ（外部制御部）
５５・・・駆動制御部 ５６・・・乗車判定部

Claims (5)

1. モータ（１０）と、
   前記モータの回転位置を検出する回転角センサ（１３）と、
   複数の谷部（２２１～２２４）および複数の前記谷部の両側に形成される壁部（２３１、２３２）が設けられ前記モータの回転が伝達される出力軸（１５）と一体に回転する回転部材（２１）、ならびに、要求レンジに応じた前記谷部に係合する係合部材（２６）を有するシフトレンジ切替機構（２０）と、
   を備えるシフトレンジ切替システム（１）において、前記モータの駆動を制御することで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、
   前記モータの駆動を制御する駆動制御部（５５）、ドライバの乗車状態を判定する乗車判定部（５６）、および、ドライバがシフトレバー（７２）を操作することで変化するシフト信号をシフト位置検出センサ（７５）から取得してシフター状態を判定するシフター判定部（５１）を有する制御部（５０）を備え、
   前記制御部は、
   始動スイッチがオンされると、一時的に通電を許可し、前記回転角センサの検出信号と通電相とを対応させる初期駆動制御を行い、初期駆動制御終了後、通電を禁止し、
   前記シフト信号に基づいてドライバが乗車しているとみなせると判定された場合、通電を許可し、前記係合部材が前記壁部に当接したときの前記回転位置を基準位置として学習する基準位置学習制御を開始するシフトレンジ制御装置。
2. 前記制御部は、
   前記シフター状態に係るシフター情報を、前記車両内部であって当該制御部とは別の制御部である外部制御部（６０）に送信し、前記外部制御部にて前記シフター情報に基づいて判定される要求レンジを取得し、前記外部制御部から取得された前記要求レンジに応じて目標レンジを変更するように構成されており、
   前記始動スイッチがオンされた後、前記要求レンジを前記外部制御部から取得する前に、前記基準位置学習を開始する請求項１に記載のシフトレンジ制御装置。
3. 前記乗車判定部は、前記シフトレバーの位置変化が検出された場合、ドライバが乗車している状態であると判定する請求項１または２に記載のシフトレンジ制御装置。
4. 前記乗車判定部は、前記シフトレバーのＮレンジ通過が検出された場合、ドライバが乗車している状態であると判定する請求項１または２に記載のシフトレンジ制御装置。
5. Ｐレンジに対応する前記谷部側の前記壁部をＰ壁部（２３１）、前記Ｐ壁部と複数の前記谷部を挟んで反対側に設けられる前記壁部を反Ｐ壁部（２３２）とすると、
   前記制御部は、前記基準位置学習制御を開始する前に、前記反Ｐ壁部に隣接する前記谷部である反Ｐ谷部（２３４）に対応するレンジが前記要求レンジとして取得された場合、前記係合部材が前記反Ｐ谷部に移動するように前記モータを駆動し、前記係合部材が前記反Ｐ壁部と当接したときの前記回転位置を前記基準位置として学習する請求項１～４のいずれか一項に記載のシフトレンジ制御装置。

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