(57)【要約】【課題】シフトレンジを適切に切替可能なシフトレンジ制御装置を提供する。【解決手段】角度演算部５１は、モータ１０の回転位置を検出するエンコーダ１３からの信号に基づいてエンコーダカウント値θｅｎを演算する。目標角度設定部５２は、モータを停止させる位置に応じた目標カウント値θｃｍｄを設定する。駆動制御部５５は、エンコーダカウント値θｅｎが目標カウント値θｃｍｄとなるように、モータ１０の駆動を制御する。トルク判定部５６は、モータ１０のトルク低下または負荷トルクの増大によるトルク不足を判定する。駆動制御部５５は、トルク不足状態であると判定された場合、遊びの範囲内にてモータ軸１０５をレンジ切替方向とは反対側に寄せた状態であるガタ詰め状態から、レンジ切替方向への駆動を開始する。これにより、ガタＤ内にてモータ１０を加速させることができるので、トルク不足であっても適切にレンジ切り替えを行うことができる。【選択図】  図２
2020063804.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
モータ（１０）の回転軸であるモータ軸（１０５）と前記モータの回転が伝達される出力軸（１５）との間に遊びが存在す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、
前記モータの回転位置を検出するモータ回転角センサ（１３）からの信号に基づいてモータ角度を演算する角度演算部（５１）と、
前記モータを停止させる位置に応じた目標回転角度を設定する目標角度設定部（５２）と、
前記モータ角度が前記目標回転角度となるように、前記モータの駆動を制御する駆動制御部（５５）と、
前記モータのトルク低下または負荷トルクの増大によるトルク不足状態を判定するトルク判定部（５６）と、
を備え、
シフトレンジを目標シフトレンジに切り替えるときの前記モータの回転方向をレンジ切替方向とすると、
前記駆動制御部は、前記トルク不足状態であると判定された場合、前記遊びの範囲内にて前記モータ軸を前記レンジ切替方向とは反対側に寄せた状態であるガタ詰め状態から前記レンジ切替方向への駆動を開始するシフトレンジ制御装置。
【請求項２】
前記駆動制御部は、前記トルク不足状態であると判定された場合、次回のシフトレンジ切替時に前記ガタ詰め状態となる位置にて前記モータを停止させる請求項１に記載のシフトレンジ制御装置。
【請求項３】
前記駆動制御部は、前記トルク不足状態であると判定された場合、シフトレンジの切替完了後、次回の前記レンジ切替方向とは反対側に前記モータを駆動することで前記ガタ詰め状態とした後、前記モータをオフにする請求項２に記載のシフトレンジ制御装置。
【請求項４】
前記駆動制御部は、前記トルク不足状態であると判定された場合、前回のシフトレンジ切替完了から次のシフトレンジ切替開始までのスタンバイ中に前記モータを駆動して前記ガタ詰め状態とする請求項２に記載のシフトレンジ制御装置。
【請求項５】
前記目標角度設定部は、前記トルク不足状態であると判定された場合、前記トルク不足状態が判定されていない場合とは、レンジ切替時の前記目標回転角度を異ならせる請求項２に記載のシフトレンジ制御装置。
【請求項６】
前記シフトレンジ切替システムは、複数の谷部（２１１、２１２）および前記谷部を隔てる山部（２１５）が形成され前記出力軸と一体に回転する被駆動部材（２１）、シフトレンジに応じた前記谷部に嵌まり合う係合部材（２６）、ならびに、前記係合部材を前記谷部に嵌まり込む方向に付勢する付勢部材（２５）を有するシフトレンジ切替機構（２０）を備え、
前記付勢部材の付勢力により前記係合部材を前記谷部に嵌め込み可能な範囲を吸い込み範囲とし、前記吸い込み範囲の中心と前記谷部の最底部とが異なる形状に前記被駆動部材が形成されており、
前記目標角度設定部は、
前記トルク不足状態が判定されていない場合、前記係合部材が前記最底部よりも前記吸い込み範囲が広い側にずれた位置となるように前記目標回転角度を設定し、
前記トルク不足状態が判定されている場合、前記係合部材が前記最底部となる位置を前記目標回転角度とする請求項５に記載のシフトレンジ制御装置。
【請求項７】
前記駆動制御部は、前記トルク不足状態であると判定された場合、シフトレンジの切替要求後、前記レンジ切替方向への駆動を開始する前に、前記レンジ切替方向とは反対方向に前記モータを駆動する請求項１に記載のシフトレンジ制御装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、シフトレンジ制御装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、モータを駆動することでシフトレンジを切り替えるモータ制御装置が知られている。例えば特許文献１では、モータの回転位置が目標位置に到達する前にモータの回転停止状態が所定の停滞判断時間が継続した場合、切替トルクが不足していると判定し、切替トルクが不足している場合、目標位置から開始位置に向かう逆回転方向の限界位置までモータを回転させ、限界位置から目標位置に向けてモータを正回転方向に回転させる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２０１７−１５３３０３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、特許文献１のように、トルク不足によりモータが停止した後、進行方向とは逆方向の限界位置までモータを回転させてレンジ切り替えを再開すると、シフトレンジの切替時間が長くなる虞がある。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、シフトレンジを適切に切替可能なシフトレンジ制御装置を提供する。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
本発明のシフトレンジ制御装置は、モータ（１０）の回転軸であるモータ軸（１０５）とモータの回転が伝達される出力軸（１５）との間に遊びが存在す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ものであって、角度演算部（５１）と、目標角度設定部（５２）と、駆動制御部（５５）と、トルク判定部（５６）と、を備える。
【０００６】
角度演算部は、モータの回転位置を検出するモータ回転角センサ（１３）からの信号に基づいてモータ角度を演算する。目標角度設定部は、モータを停止させる位置に応じた目標回転角度を設定する。駆動制御部は、モータ角度が目標回転角度となるように、モータの駆動を制御する。トルク判定部は、モータのトルク低下または負荷トルクの増大によるトルク不足状態を判定する。
【０００７】
ここで、シフトレンジを目標シフトレンジに切り替えるときのモータの回転方向をレンジ切替方向とする。駆動制御部は、トルク不足状態であると判定された場合、遊びの範囲内にてモータ軸をレンジ切替方向とは反対方向に寄せた状態であるガタ詰め状態から、レンジ切替方向への駆動を開始する。これにより、遊びの範囲内にてモータを加速させることができるので、トルク不足であっても適切にレンジ切り替えを行うことができる。また、事前にガタ詰め状態としてからレンジ切替方向にモータを回転させてレンジ切り替えを行うことで、例えばレンジ切替中にモータが停止してからモータを逆方向に回転させる場合と比較し、シフトレンジの切り替えに要する時間を短縮可能である。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
【図１】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。
【図２】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。
【図３】第１実施形態によるシフトバイワイヤシステムのモータ回路構成を説明する回路図である。
【図４】第１実施形態による出力軸トルクおよびディテント負荷トルクを説明する説明図である。
【図５】第１実施形態によるトルク不足状態でのモータ駆動を説明する説明図である。
【図６】第１実施形態による切替制御処理を説明するフローチャートである。
【図７】第１実施形態によるガタ詰め目標値の設定を説明する説明図である。
【図８】第１実施形態によるガタ詰め目標値の設定を説明する説明図である。
【図９】第１実施形態によるガタ詰め目標値の設定を説明する説明図である。
【図１０】第１実施形態によるモータ駆動処理を説明するタイムチャートである。
【図１１】第２実施形態による切替制御処理を説明するフローチャートである。
【図１２】第２実施形態によるモータ駆動処理を説明するタイムチャートである。
【図１３】第３実施形態による切替制御処理を説明するフローチャートである。
【図１４】第４実施形態による切替制御処理を説明するフローチャートである。
【図１５】第４実施形態において、トルク不足ではない場合の目標カウント値の設定を説明する説明図である。
【図１６】第４実施形態において、トルク不足ではない場合のモータ駆動処理を説明するタイムチャートである。
【図１７】第４実施形態において、トルク不足時の目標カウント値の設定を説明する説明図である。
【図１８】第４実施形態において、トルク不足時のモータ駆動処理を説明するタイムチャートである。
【発明を実施するための形態】
【０００９】
（第１実施形態）
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。
【００１０】
図１〜図３に示すように、シフトレンジ切替システムとしてのシフトバイワイヤシステム１は、アクチュエータであるモータ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。
【００１１】
モータ１０は、図示しない車両に搭載される電源としてのバッテリ９０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、ＳＲモータであるが、ＤＣブラシレスモータ等、ＳＲモータ以外のものを用いてもよい。図３に示すように、モータ１０は、図示しないステータに巻回されるモータ巻線１１を有する。モータ巻線１１は、Ｕ相巻線１１１、Ｖ相巻線１１２およびＷ相巻線１１３を有する。
【００１２】
図２に示すように、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。
【００１３】
減速機１４は、モータ１０のモータ軸１０５（図４等参照）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の角度を検出する出力軸センサ１６が設けられる。出力軸センサ１６は、例えばポテンショメータである。
【００１４】
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、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。
【００１５】
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２９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、図示しない油圧クラッチへの油圧供給路が切り替えられ、油圧クラッチ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。
【００１６】
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、２つの谷部２１１、２１２が設けられる（図４等参照）。本実施形態では、谷部２１１がＰレンジに対応し、谷部２１２がＰレンジ以外のレンジであるｎｏｔＰレンジに対応する。
【００１７】
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が谷部２１１、２１２間を移動する。ディテントローラ２６が谷部２１１、２１２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。ディテントローラ２６は、シフトレンジがＰレンジのとき谷部２１１に嵌まり込み、ｎｏｔＰレンジのとき谷部２１２に嵌まり込む。
【００１８】
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。ディテントプレート２１が逆回転方向に揺動すると、円錐体３２がＰ方向に移動する。
【００１９】
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が逆回転方向に回転し、円錐体３２が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、ディテントプレート２１が正回転方向に回転し、円錐体３２が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。
【００２０】
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。
【００２１】
図２および図３に示すように、シフトレンジ制御装置４０は、駆動回路部４１および制御部５０等を備える。図３に示すように、駆動回路部４１は、３つのスイッチング素子４１１、４１２、４１３を有し、巻線１１１〜１１３の通電を切り替える。本実施形態のスイッチング素子４１１〜４１３は、ＭＯＳＦＥＴであるが、ＩＧＢＴ等であってもよい。
【００２２】
モータ巻線１１の巻線１１１〜１１３は、結線部１１５で結線される。結線部１１５には、電源ライン９０１を経由して、バッテリ９０から電力が供給される。電源ライン９０１には、リレー部９１が設けられ、リレー部９１がオンされているときに結線部１１５に電力が供給される。
【００２３】
電圧検出部４３は、Ｕ相端子電圧検出部４３１、Ｖ相端子電圧検出部４３２およびＷ相端子電圧検出部４３３を有する、Ｕ相端子電圧検出部４３１はＵ相端子電圧Ｖｕを検出し、Ｖ相端子電圧検出部４３２はＶ相端子電圧Ｖｖを検出し、Ｗ相端子電圧検出部４３３はＷ相端子電圧Ｖｗを検出する。電流検出部４５は、モータ巻線１１に通電される電流を検出する。
【００２４】
図２に示すように、制御部５０は、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。制御部５０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。
【００２５】
制御部５０は、角度演算部５１、目標角度設定部５２、駆動制御部５５、トルク判定部５６、および、リレー制御部５９等を有する。角度演算部５１は、エンコーダ１３から出力されるエンコーダ信号の各相のパルスエッジをカウントし、エンコーダカウント値θｅｎを演算する。エンコーダカウント値θｅｎは、モータ１０の回転位置に応じた値であって、「モータ角度」に対応する。
【００２６】
目標角度設定部５２は、モータ１０を停止させる位置である目標カウント値θｃｍｄを設定する。シフトレンジを切り替えるとき、目標カウント値θｃｍｄは、ディテントローラ２６が目標シフトレンジに応じた谷部２１１、２１２に嵌まり合うように設定される。駆動制御部５５は、エンコーダカウント値θｅｎが目標カウント値θｃｍｄとなるように、モータ１０の駆動を制御する。
【００２７】
トルク判定部５６は、モータトルクの低下や負荷トルクの増加により、トルク不足状態が生じているか否かを判定する。リレー制御部５９は、リレー制御部５９は、リレー部９１のオンオフ作動を制御する。
【００２８】
図４では、モータ１０の回転軸であるモータ軸１０５、出力軸１５、および、ディテントプレート２１の関係を模式的に示している。図４に示すように、ディテントプレート２１には、Ｐレンジに対応する谷部２１１とｎｏｔＰレンジに対応する谷部２１２との間に山部２１５が形成されている。また、谷部２１１の山部２１５の反対側にはディテントローラ２６の移動を規制する壁部２１３が形成され、谷部２１２の山部２１５の反対側にはディテントローラ２６の移動を規制する壁部２１４が形成される。
【００２９】
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４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Ｄ」という。
【００３０】
図４では、モータ１０の回転方向を紙面左右方向とし、出力軸１５の回転に伴って、ディテントローラ２６が谷部２１１、２１２間を移動していく状態を示している。実際には、ディテントプレート２１が回転することで、ディテントローラ２６が谷部２１１、２１２間を移動するが、図４では、説明のため、ディテントローラ２６が出力軸１５とともに移動するものとして図示した。後述の図５等についても同様である。
【００３１】
ところで、例えば１相断線による駆動トルクの低下や、フリクションや坂路などでの負荷トルクの上昇が生じた場合、シフトレンジの切り替えができなくなる虞がある。本実施形態では、レンジ切替方向側にて、モータ軸１０５と減速機１４とが当接している状態からモータ１０を駆動した場合に、レンジ切替途中にてディテントローラ２６が停止してしまう虞がある状態を「トルク不足状態」とする。
【００３２】
例えば１相断線時の場合、断線した相をロータが通過する際にトルク抜けが発生するが、モータ１０の回転数ωが０以上の状態を維持できれば、シフトレンジを切替可能である。すなわち、運動方程式より、式（１）が成立していれば、シフトレンジを切替可能である。なお、式中のＩはイナーシャ、ωは回転数、Ｔactは出力軸トルク、Ｔloadはディテント負荷トルクである。
【００３３】
【数１】
2020063804.tif 000003
【００３４】
そこで本実施形態では、出力軸トルクＴactの低下または負荷トルクＴloadの上昇によるトルク不足状態を事前に検出し、トルク不足状態が事前に検出された場合、進行方向とは逆方向にガタ詰めし、ガタＤ内でモータ１０を加速させてレンジ切替を行う。すなわち、図５に示すように、ＰレンジからｎｏｔＰレンジに切り替える場合、出力軸トルクＴactの低下または負荷トルクＴloadの上昇が事前に検出された場合、矢印Ｙ１で示すように、モータ１０をレンジ切替方向とは反対方向のＰガタ壁側に駆動した後、矢印Ｙ２で示すように、モータ１０をレンジ切替方向に駆動することで、ガタＤ内でモータ１０を加速させる。
【００３５】
本実施形態の切替制御処理を図６のフローチャートに基づいて説明する。この処理は、制御部５０にて、所定の周期で実行される。以下、ステップＳ１０１の「ステップ」を省略し、単に記号「Ｓ」と記す。他のステップも同様である。
【００３６】
Ｓ１０１では、制御部５０は、入力電圧Ｖｉｎが電圧判定閾値Ｖｔｈ以上か否かを判断する。入力電圧Ｖｉｎは、駆動回路４１に入力される電圧であり、本実施形態では、バッテリ電圧とする。電圧判定閾値Ｖｔｈは、モータ１０を駆動可能であるアクチュエータ保証電圧である。入力電圧Ｖｉｎが電圧判定閾値Ｖｔｈ未満であると判断された場合（Ｓ１０１：ＮＯ）、Ｓ１０６へ移行し、フェイルセーフモードとする。入力電圧Ｖｉｎが電圧判定閾値Ｖｔｈ以上であると判断された場合（Ｓ１０１：ＹＥＳ）、Ｓ１０２へ移行する。
【００３７】
Ｓ１０２では、トルク判定部５６は、モータ巻線１１が全相正常か否かを判断する。モータ巻線１１が全相正常であると判断された場合（Ｓ１０２：ＹＥＳ）、Ｓ１０４へ移行する。モータ巻線１１の少なくとも１相に異常が生じていると判断された場合（Ｓ１０２：ＮＯ）、Ｓ１０３へ移行する。
【００３８】
Ｓ１０３では、トルク判定部５６は、モータ巻線１１の異常が１相断線か否かを判断する。換言すると、モータ巻線１１の異常が１相断線ではないと判断された場合（Ｓ１０３：ＮＯ）、Ｓ１０６へ移行し、フェイルセーフモードとする。モータ巻線１１の異常が１相断線であると判断された場合（Ｓ１０３：ＹＥＳ）、Ｓ１１２へ移行し、ガタ詰め要求フラグＦｌｇＤをオンにする。
【００３９】
Ｓ１０４では、トルク判定部５６は、スイッチング素子４１１〜４１３が全相正常か否かを判断する。スイッチング素子４１１〜４１３が全相正常であると判断された場合（Ｓ１０４：ＹＥＳ）、Ｓ１０７へ移行する。スイッチング素子４１１〜４１３の少なくとも１つが異常であると判断された場合（Ｓ１０４：ＮＯ）、Ｓ１０５へ移行する。
【００４０】
Ｓ１０５では、トルク判定部５６は、スイッチング素子４１１〜４１３の異常が１相のオフ故障か否かを判断する。オフ故障は、スイッチング素子４１１〜４１３をオンにすることができない異常とする。Ｓ１０３、Ｓ１０５では、１相への通電が不可であって、残りの２相への通電により、トルク抜けは生じるもののモータ１０を回転可能な異常か否かを判断している、と捉えることができる。スイッチング素子４１１〜４１３の異常が１相のオフ故障以外の異常であると判断された場合（Ｓ１０５：ＮＯ）、Ｓ１０６へ移行し、フェイルセーフモードとする。スイッチング素子４１１〜４１３の異常が１相のオフ故障であると判断された場合（Ｓ１０５：ＹＥＳ）、Ｓ１１２へ移行し、ガタ詰め要求フラグＦｌｇＤをオンにする。
【００４１】
Ｓ１０４にて肯定判断された場合に移行するＳ１０７では、トルク判定部５６は、システム温度が所定範囲内か否かを判断する。ここでのシステム温度は、例えば、油圧クラッチの油温であるが、雰囲気温度等としてもよい。システム温度が低い場合、作動油の粘度が高くなるため、負荷トルクＴloadが大きくなる。また、システム温度が高い場合、電気抵抗が大きくなるため、出力軸トルクＴactが低下する。所定範囲は、負荷トルクＴloadおよび出力軸トルクＴactのバランスが、通常切替にてレンジ切替可能な温度範囲に設定される。システム温度が所定範囲内ではないと判断された場合（Ｓ１０７：ＮＯ）、Ｓ１１２へ移行する。システム温度が所定範囲内であると判断された場合（Ｓ１０７：ＹＥＳ）、Ｓ１０８へ移行する。
【００４２】
Ｓ１０８では、トルク判定部５６は、車両の傾斜角θｔの絶対値が角度判定閾値θｔｈ以下かを判断する。車両の傾斜角θｔが大きいと、パーキングギア３５の噛み合い部に車重がかかり負荷トルクＴloadが大きくなる。角度判定閾値θｔｈは、通常切替にて、レンジ切替可能な値に設定される。車両の傾斜角θｔの絶対値が角度判定閾値θｔｈより大きいと判断された場合（Ｓ１０８：ＮＯ）、Ｓ１１２へ移行し、ガタ詰め要求フラグＦｌｇＤをオンにする。車両の傾斜角θｔの絶対値が角度判定閾値θｔｈ以下であると判断された場合（Ｓ１０８：ＹＥＳ）、Ｓ１０９へ移行し、ガタ詰め要求フラグＦｌｇＤをオフにする。
【００４３】
Ｓ１１０では、制御部５０は、シフトレンジ切替要求があるか否かを判断する。シフトレンジ切替要求がないと判断された場合（Ｓ１１０：ＮＯ）、Ｓ１１１の処理を行わず、本ルーチンを終了する。シフトレンジ切替要求があると判断された場合（Ｓ１１０：ＹＥＳ）、Ｓ１１１へ移行する。
【００４４】
Ｓ１１１では、駆動制御部５５は、通常制御によるレンジ切り替えを行う。通常制御では、駆動制御部５５は、モータ１０の逆回転を行わず、モータ１０をレンジ切替方向に駆動し、エンコーダカウント値θｅｎが目標カウント値θｃｍｄとなるように、モータ１０を駆動する。目標カウント値θｃｍｄは、ディテントローラ２６が目標シフトレンジに応じた谷部２１１、２１２の中心となるときの値とする。また、エンコーダカウント値θｅｎが目標カウント値θｃｍｄを含む所定範囲内（例えば±２カウント）となった場合、固定相通電による停止制御を所定時間行うことで、モータ１０を確実に停止させた後、全てのスイッチング素子４１１〜４１３をオフにする。そして、スタンバイ状態に戻す。以下適宜、エンコーダカウント値θｅｎが目標カウント値θｃｍｄを含む所定範囲内（例えば±２カウント）となることを、「エンコーダカウント値θｅｎが目標カウント値θｃｍｄに到達する」という。
【００４５】
Ｓ１０３またはＳ１０５にて肯定判断された場合、もしくは、Ｓ１０７またはＳ１０８にて否定判断された場合に移行するＳ１１２は、トルク不足の虞がある場合に移行するステップであって、制御部５０は、ガタ詰め要求フラグＦｌｇＤをオンにする。すなわち本実施形態では、Ｓ１０３またはＳ１０５で肯定判断された場合、もしくは、Ｓ１０７またはＳ１０８にて否定判断された場合が、「トルク不足状態であると判定された場合」に対応する。後述の実施形態における対応する判定についても同様である。
【００４６】
Ｓ１１３では、制御部５０は、Ｓ１１０と同様、シフトレンジ切替要求があるか否かを判断する。シフトレンジ切替要求がないと判断された場合（Ｓ１１３：ＮＯ）、Ｓ１１４およびＳ１１５の処理を行わず、本ルーチンを終了する。シフトレンジ切替要求があると判断された場合（Ｓ１１３：ＹＥＳ）、Ｓ１１４へ移行する。
【００４７】
Ｓ１１４では、駆動制御部５５は、モータ１０をレンジ切替方向とは反対方向に駆動し、逆方向にガタ詰めする。Ｓ１１５では、駆動制御部５５は、モータ１０をレンジ切替方向に駆動する。Ｓ１１５における駆動の詳細は、通常制御と同様である。
【００４８】
ガタ詰め方法の詳細を図７〜図９に示す。図７〜図９では、図４等と同様、モータ軸１０５、出力軸１５、および、ディテントプレート２１の関係を模式的に示している。本実施形態では、Ｐ側の壁部２１３と谷部２１１との間の角度θａ、ｎｏｔＰ側の壁部２１４と谷部２１２との間の角度θｂ、谷部２１１、２１２間の角度θｃ、および、ガタＤに相当する角度であるガタ幅θｄが設計値として図示しない記憶部に記憶されている。角度θａ、θｂ、θｃ、θｄは、いずれもエンコーダカウント値に対応する値とする。
【００４９】
また、初回起動時に、壁当て制御により、ディテントローラ２６が壁部２１３に当接するときのエンコーダカウント値θｅｎがＰ壁位置θｗｐとして学習され、ディテントローラ２６が壁部２１４に当接するときのエンコーダカウント値θｅｎがｎｏｔＰ壁位置θｗｎｐとして学習される。なお、本実施形態では、ＰレンジからｎｏｔＰレンジに切り替える方向を正回転方向とし、正回転によりエンコーダカウント値θｅｎが増加するものとして説明する。
【００５０】
図７に示すように、ＰレンジからｎｏｔＰレンジへのレンジ切替時に逆方向へのガタ詰めを行う場合、目標カウント値θｃｍｄをＰガタ詰め目標値θｇ１としてモータ１０を駆動する（式（２）参照）。また、ｎｏｔＰレンジからＰレンジへのレンジ切替時に逆方向へのガタ詰めを行う場合、目標カウント値θｃｍｄをｎｏｔＰガタ詰め目標値θｇ２としてモータ１０を駆動する（式（３）参照）。
【００５１】
θｇ１＝θｗｐ＋θａ    ・・・（２）
θｇ２＝θｗｎｐ−θｂ    ・・・（３）
【００５２】
式（２）、（３）では、Ｐガタ詰め目標値θｇ１をＰ壁位置θｗｐ基準で演算し、ｎｏｔＰガタ詰め目標値θｇ２をｎｏｔＰ壁位置θｗｎｐ基準で演算しているが、図８に示すように、例えばＰ壁位置θｗｐの情報がない場合、Ｐガタ詰め目標値θｇ１をｎｏｔＰ壁位置θｗｎｐ基準で演算してもよい（式（４）参照）。また例えば、ｎｏｔＰ壁位置θｗｎｐの情報がない場合、ｎｏｔＰガタ詰め目標値θｇ２をＰ壁位置基準θｗｐ基準で演算してもよい（式（５）参照）。
【００５３】
θｇ１＝θｗｎｐ−θｂ−θｃ−θｄ    ・・・（４）
θｇ２＝θｗｐ＋θａ＋θｃ＋θｄ      ・・・（５）
【００５４】
また、図９に示すように、例えば壁位置θｗｐ、θｗｎｐの学習を行っていない場合、ガタ幅θｄに所定の係数ｋを乗じた設計値の分、モータ１０を逆方向に回転させることでガタ詰めしてもよい。例えば、モータ軸１０５がガタＤの中心にあるとみなせば、係数ｋを１／２とすればよい。また、係数ｋは、０＜ｋ≦１の範囲で任意に設定可能である。
【００５５】
本実施形態のモータ駆動処理を図１０のタイムチャートに基づいて説明する。図１０では、共通時間軸を横軸とし、上段から、制御モード、ガタ詰め要求フラグＦｌｇＤ、モータ角度、モータ回転数を示す。モータ角度については、エンコーダカウント値θｅｎを実線、目標カウント値θｃｍｄを一点鎖線で示し、説明のため、重複箇所を若干ずらして記載した。図１２等も同様である。
【００５６】
時刻ｘ１１にて、ＰレンジからｎｏｔＰレンジに切り替えるシフト要求が入力される。このとき、時刻ｘ１１以前のスタンバイ中である時刻ｘ１０にて、ガタ詰め要求フラグＦｌｇＤがセットされているので、制御モードをスタンバイモードからガタ詰め制御モードに切り替える。本実施形態では、スタンバイモードにおけるモータ位置は、ディテントローラ２６が谷部２１１にあるときのガタＤの中心位置であるＰ谷中心位置θｐ０であるものとする。
【００５７】
ガタ詰め制御モードでは、まず、目標カウント値θｃｍｄをＰガタ詰め目標値θｇ１とし、ｎｏｔＰレンジとは反対方向にモータ１０を駆動するガタ詰め駆動を行う。時刻ｘ１２にて、エンコーダカウント値θｅｎがＰガタ詰め目標値θｇ１に到達すると、ガタ詰め駆動を終了し、時刻ｘ１３までの間、停止制御を行う。
【００５８】
時刻ｘ１３にてガタ詰め制御が終了すると、制御モードをフィードバックモードに切り替え、フィードバック制御により、ｎｏｔＰレンジ方向にモータ１０を駆動する。時刻ｘ１３にて、モータ軸１０５は、ガタＤ内の進行方向と反対側の端部に位置している。そのため、モータ軸１０５がガタＤの進行方向側の端部に到達する時刻ｘ１４までの間、モータ軸１０５には、ディテント機構による負荷がかからないので、ガタＤ内にてモータ１０を加速させることができる。ガタＤ内にてモータ１０を加速させることで勢いをつけてレンジ切り替えを行うことで、出力軸トルクＴactの低下または負荷トルクＴloadの上昇が生じている場合であっても、レンジ切替中にモータ１０が停止することなく、適切にレンジ切り替えを行うことができる。また、本実施形態では、シフト要求入力後に、ガタ詰めを行っているので、確実にガタ詰めされた状態からレンジ切替方向にモータ１０を駆動することができる。
【００５９】
時刻ｘ１５にて、エンコーダカウント値θｅｎが目標カウント値θｃｍｄに到達すると、制御モードをフィードバックモードから停止モードに切り替え、モータ１０を停止させる。停止制御開始から所定時間経過後の時刻ｘ１６にて、全てのスイッチング素子４１１〜４１３をオフにし、制御モードを停止モードからスタンバイモードに切り替える。
【００６０】
以上説明したように、本実施形態のシフトレンジ制御装置４０は、モータ１０の回転軸であるモータ軸１０５とモータ１０の回転が伝達される出力軸１５との間に遊びが存在す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。
【００６１】
シフトレンジ制御装置４０の制御部５０は、角度演算部５１と、目標角度設定部５２と、駆動制御部５５と、トルク判定部５６と、を備える。角度演算部５１は、モータ１０の回転位置を検出するエンコーダ１３からの信号に基づいてエンコーダカウント値θｅｎを演算する。目標角度設定部５２は、モータ１０を停止させる位置に応じた目標カウント値θｃｍｄを設定する。駆動制御部５５は、エンコーダカウント値θｅｎが目標カウント値θｃｍｄとなるように、モータ１０の駆動を制御する。トルク判定部５６は、モータ１０のトルク低下または負荷トルクの増大によるトルク不足を判定する。
【００６２】
ここで、シフトレンジを目標シフトレンジに切り替えるときのモータ１０の回転方向をレンジ切替方向とする。駆動制御部５５は、トルク不足状態であると判定された場合、遊びの範囲内にてモータ軸１０５をレンジ切替方向とは反対側に寄せた状態であるガタ詰め状態から、レンジ切替方向への駆動を開始する。これにより、ガタＤ内にてモータ１０を加速させることができるので、トルク不足であっても適切にレンジ切り替えを行うことができる。また、事前にガタ詰め状態としてからレンジ切替方向にモータ１０を回転させてレンジ切り替えを行うことで、例えばレンジ切替中にモータ１０が停止してからモータ１０を逆方向に回転させる場合と比較し、シフトレンジの切り替えに要する時間を短縮可能である。
【００６３】
駆動制御部５５は、トルク不足状態であると判定された場合、シフトレンジの切替要求後、レンジ切替方向への駆動を開始する前に、レンジ切替方向とは反対方向にモータ１０を駆動する。これにより、確実にガタ詰めされた状態からレンジ切り替えを開始することができる。
【００６４】
本実施形態では、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「モータ回転角センサ」、エンコーダカウント値θｅｎが「モータ角度」、目標カウント値θｃｍｄが「目標回転角度」、出力軸トルクＴactが「モータのトルク」、ディテント負荷トルクＴloadが「負荷トルク」に対応する。また本実施形態では、ガタＤ内のレンジ切替方向とは反対側の端部にモータ軸１０５が位置している状態を「ガタ詰め状態」としているが、ガタＤ内にてモータ１０を加速可能な程度、ガタＤの進行方向側の端部とモータ軸１０５とが離間していれば、「ガタ詰め状態」の概念に含まれるものとする。
【００６５】
（第２実施形態）
第２実施形態を図１１および図１２に示す。上記実施形態では、シフト要求後にガタ詰め制御を行うのに対し、本実施形態では、レンジ切り替え後、次のレンジ切り替えに備えて、予めガタ詰め制御を行う点が異なるので、以下、この点を中心に説明する。
【００６６】
本実施形態の切替制御処理を図１１のフローチャートに基づいて説明する。Ｓ２０１〜Ｓ２０９の処理は、図６中のＳ１０１〜Ｓ１０９の処理と同様である。また、Ｓ２０３またはＳ２０５にて肯定判断された場合、もしくは、Ｓ２０７またはＳ２０８にて否定判断されて移行するＳ２１０は、Ｓ１１２と同様である。すなわち、トルク不足状態であると判定された場合、ガタ詰め要求フラグＦｌｇＤをセットする。
【００６７】
ガタ詰め要求フラグＦｌｇＤをオンまたはオフした後に移行するＳ２１１では、Ｓ１１０と同様、シフトレンジ切替要求があるか否かを判断する。シフトレンジ切替要求がないと判断された場合（Ｓ２１１：ＮＯ）、Ｓ２１２以降の処理を行わず、本ルーチンを終了する。シフトレンジ切替要求があると判断された場合（Ｓ２１１：ＹＥＳ）、Ｓ２１２へ移行する。Ｓ２１２では、通常制御によるレンジ切り替えを行う。
【００６８】
Ｓ２１３では、制御部５０は、エンコーダカウント値θｅｎが目標カウント値θｃｍｄに到達し、停止制御が終了したか否かを判断する。停止制御が終了していないと判断された場合（Ｓ２１３：ＮＯ）、通常制御でのモータ制御を継続する。停止制御が終了したと判断された場合（Ｓ２１３：ＹＥＳ）、Ｓ２１４へ移行する。
【００６９】
Ｓ２１４では、制御部５０は、ガタ詰め要求フラグＦｌｇＤがオンされているか否かを判断する。ガタ詰め要求フラグＦｌｇＤがオンされていないと判断された場合（Ｓ２１４：ＮＯ）、Ｓ２１５の処理を行わず、本ルーチングを終了する。ガタ詰め要求フラグＦｌｇＤがオンされていると判断された場合（Ｓ２１４：ＹＥＳ）、Ｓ２１５へ移行し、ガタ詰め制御を実施する。
【００７０】
本実施形態のモータ駆動処理を図１２のタイムチャートに基づいて説明する。時刻ｘ２１以前は、ｎｏｔＰレンジからＰレンジへシフトレンジを切り替えるべく、フィードバック制御中とする。
【００７１】
時刻ｘ２１にて、エンコーダカウント値θｅｎが目標カウント値θｃｍｄに到達すると、制御モードをフィードバックモードから停止モードに切り替え、モータ１０を停止させる。
【００７２】
停止制御が終了した時刻ｘ２２において、ガタ詰め要求フラグＦｌｇＤがセットされているので、ガタ詰め制御に移行する。次のレンジ切り替えは、ＰレンジからｎｏｔＰレンジへの切り替えとなるため、目標カウント値θｃｍｄをＰガタ詰め目標値θｇ１に設定し、モータ軸１０５をガタＤ内のｎｏｔＰレンジと反対側の端部に寄せておく。時刻ｘ２３にて、エンコーダカウント値θｅｎがＰガタ詰め目標値θｇ１に到達すると、ガタ詰め駆動を終了し、時刻ｘ２４までの間、停止制御を行った後、スタンバイモードに移行する。
【００７３】
時刻ｘ２５にて、ＰレンジからｎｏｔＰレンジに切り替えるシフト要求が入力されると、制御モードをスタンバイモードからフィードバックモードに切り替え、ｎｏｔＰレンジ方向にモータ１０を駆動する。このとき、前回のレンジ切替直後に、予めガタ詰め制御が行われているので、時刻ｘ２５から、モータ軸１０５がガタＤ内の進行方向側の端部に到達する時刻ｘ２６までの間、ガタＤ内にてモータ１０を加速させることができる。
【００７４】
時刻ｘ２７にて、エンコーダカウント値θｅｎが目標カウント値θｃｍｄに到達すると、制御モードをフィードバックモードから停止モードに切り替え、モータ１０を停止させる。
【００７５】
停止制御が終了した時刻ｘ２８において、ガタ詰め要求フラグＦｌｇＤがセットされているので、ガタ詰め制御に移行する。次のレンジ切り替えは、ｎｏｔＰレンジからＰレンジへの切り替えとなるため、目標カウント値θｃｍｄをｎｏｔＰガタ詰め目標値θｇ２に設定し、モータ軸１０５をガタＤ内のＰレンジと反対側の端部に寄せておく。時刻ｘ２９にてエンコーダカウント値θｅｎがｎｏｔＰガタ詰め目標値θｇ２到達すると、ガタ付け駆動を終了し、時刻ｘ３０までの間、停止制御を行う。停止制御が終了した時刻ｘ３０にて、制御モードをスタンバイモードに切り替える。これにより、次回のレンジ切替時に、ガタＤ内にてモータ１０を加速させることができる。
【００７６】
本実施形態では、レンジ切り替え完了時に、次のレンジ切り替えに備えて予めガタ寄せ制御を行っている。これにより、出力軸トルクＴactの低下または負荷トルクＴloadの上昇が生じている場合であっても、レンジ切替中にモータ１０が停止することなく、適切にレンジ切り替えを行うことができる。また、レンジ切り替え完了時に、次のレンジ切り替えに備えて予めガタ詰め制御を行っているので、シフト要求シフト後、ガタ詰め要求フラグＦｌｇＤの有無によらず、すぐにフィードバック制御を開始可能である。
【００７７】
なお、スタンバイ中にガタ詰め要求フラグＦｌｇＤがオフからオンになった場合、第１実施形態のように、シフト要求後にガタ詰め制御を行ってもよいし、後述の第３実施形態のように、スタンバイ中にガタ詰め制御を行ってもよい。
【００７８】
本実施形態では、駆動制御部５５は、トルク不足状態であると判定された場合、次回のシフトレンジ切替時にガタ詰め状態となる位置にて、モータ１０を停止させる。詳細には、駆動制御部５５は、トルク不足状態であると判定された場合、シフトレンジの切替完了後、次回のレンジ切替方向とは反対側にモータを駆動することでガタ詰め状態とした後、モータ１０をオフにする。これにより、次回のシフト要求時、速やかにレンジ切り替えを開始することができる。また上記実施形態と同様の効果を奏する。
【００７９】
（第３実施形態）
第３実施形態を図１３に示す。本実施形態では、スタンバイ中にガタ詰め制御を行う点が上記実施形態と異なるので、以下、この点を中心に説明する。本実施形態の切替制御処理を図１３のフローチャートに基づいて説明する。Ｓ３０１〜Ｓ３０９の処理は、図６中のＳ１０１〜Ｓ１０９の処理と同様である。また、Ｓ３０３またはＳ３０５にて肯定判断された場合、もしくは、Ｓ３０７またはＳ３０８にて否定判断されて移行するＳ３１０は、Ｓ１１２と同様である。すなわち、トルク不足状態であると判定された場合、ガタ詰め要求フラグＦｌｇＤをセットする。
【００８０】
Ｓ３１０に続いて移行するＳ３１１では、制御部５０は、今回のスタンバイ中にガタ詰め制御を未実施か否かを判断する。今回のスタンバイ中にガタ詰め制御を実施済みであると判断された場合（Ｓ３１１：ＮＯ）、Ｓ３１３へ移行する。今回のスタンバイ中にガタ詰め制御が未実施であると判断された場合（Ｓ３１１：ＹＥＳ）、Ｓ３１２へ移行し、ガタ詰め制御を実施する。Ｓ３１３およびＳ３１４の処理は、図６中のＳ１１０およびＳ１１１と同様である。
【００８１】
本実施形態では、ガタ詰め要求フラグＦｌｇＤがセットされている場合、スタンバイ中にガタ詰め制御を実施する。これにより、上記実施形態と同様、トルク不足状態である場合、ガタＤ内にて勢いをつけることで、適切にレンジ切り替えを行うことができる。また、第２実施形態と同様、シフト要求後、ガタ詰め要求フラグＦｌｇＤの有無によらず、すぐにフィードバック制御を開始可能である。なお、ガタ詰め制御は、スタンバイ中のいずれのタイミングにて実施されるようにしてもよい。
【００８２】
本実施形態では、駆動制御部５５は、トルク不足状態であると判定された場合、前回のシフトレンジ切替完了から次のシフトレンジ切替開始前までのスタンバイ中にモータ１０を駆動して、ガタ詰め状態とする。これにより、スタンバイ中にトルク不足状態になった場合であっても、次回のシフト要求時、速やかにレンジ切り替えを開始することができる。また上記実施形態と同様の効果を奏する。
【００８３】
（第４実施形態）
第４実施形態を図１４〜図１８に示す。本実施形態では、目標カウント値θｃｍｄを変更することで、ガタ詰めを実施する。本実施形態の切り替え制御処理を図１４のフローチャートに基づいて説明する。Ｓ４０１〜Ｓ４０９の処理は、図６中のＳ１０１〜Ｓ１０９の処理と同様である。また、Ｓ４０３またはＳ４０５にて肯定判断された場合、もしくは、Ｓ４０７またはＳ４０８にて否定判断されて移行するＳ４１０は、Ｓ１１２と同様である。すなわち、トルク不足状態であると判定された場合、ガタ詰め要求フラグＦｌｇＤをセットする。
【００８４】
Ｓ４０９またはＳ４１０に続いて移行するＳ４１１では、制御部５０は、シフトレンジ切替要求があるか否かを判断する。シフトレンジ切替要求がないと判断された場合（Ｓ４１１：ＮＯ）、Ｓ４１２以降の処理を行わず、本ルーチンを終了する。シフトレンジ切替要求があると判断された場合（Ｓ４１１：ＹＥＳ）、Ｓ４１２へ移行する。
【００８５】
Ｓ４１２では、制御部５０は、ガタ詰め要求フラグＦｌｇＤがオンか否かを判断する。ガタ詰め要求フラグＦｌｇＤがオンであると判断された場合（Ｓ４１２：ＹＥＳ）、Ｓ４１３へ移行し、目標カウント値θｃｍｄをガタ詰め目標値θｇとする。ガタ詰め要求フラグＦｌｇＤがオフであると判断された場合（Ｓ４１２：ＮＯ）、Ｓ４１４へ移行し、目標カウント値θｃｍｄを通常目標値θｎとする。Ｓ４１５では、通常制御によるレンジ切り替えを行う。
【００８６】
ガタ詰め要求フラグＦｌｇＤがセットされていない場合を図１５および図１６、ガタ詰め要求フラグＦｌｇＤがセットされている場合を図１７および図１８に示す。図１５および図１７は、ディテントプレート２１等を示す模式図であり、実施形態のディテントプレート２１は、ディテントスプリング２５のスプリング力にてディテントローラ２６を谷部２１１の最底部に落とし込める範囲である吸い込み範囲が、谷部２１１の最底部に対して非対称となっている。吸い込み範囲は、谷部２１１の最底部に対し、壁部２１３側よりも山部２１５側が広くなっている。図１６および図１８は、モータ駆動処理を説明するタイムチャートであって、共通時間軸を横軸とし、上段から、制御モード、ガタ詰め要求フラグＦｌｇＤ、モータ角度を示す。以下、ｎｏｔＰレンジからＰレンジへの切替時の目標カウント値θｃｍｄについて説明するが、ＰレンジからｎｏｔＰレンジへの切替時についても、考え方は同じである。
【００８７】
図１５および図１６に示すように、ガタ詰め要求フラグＦｌｇＤがセットされていない場合、ディテントローラ２６が、谷部２１１の最底部よりも吸い込み範囲が広い側である山部２１５側にずれた位置を通常目標値θｎとする。通常目標値θｎは、位置決めばらつき範囲Ｒｃが吸い込み範囲内となるように設定される。吸い込み範囲が広い側に目標カウント値θｃｍｄを設定することで、位置決めばらつきが生じた場合であっても、ディテントローラ２６を谷部２１１の最底部により適切に落とし込むことができる。本実施形態では、ディテントローラ２６が吸い込み範囲の中心である吸い込み中心となる位置を通常目標値θｎとする。これにより、吸い込み範囲において、位置決めばらつき範囲Ｒｃに対する壁部２１３側の余裕度Ｒｍ１と、山部２１５側の余裕度Ｒｍ２とが等しくなる。すなわち、Ｒｍ１＝Ｒｍ２である。
【００８８】
図１６に示すように、時刻ｘ３１にてｎｏｔＰレンジからＰレンジに切り替えるシフト要求が入力されると、ガタ詰め要求フラグＦｌｇＤがオフであるので、目標カウント値θｃｍｄが通常目標値θｎに設定され、フィードバック制御によりモータ１０が駆動される。また、時刻ｘ３２にてエンコーダカウント値θｅｎが目標カウント値θｃｍｄに到達すると、時刻ｘ３２から時刻ｘ３３にて停止制御を行った後、時刻ｘ３３にてスタンバイモードに移行する。
【００８９】
図１５の下段に示すように、目標カウント値θｃｍｄを通常目標値θｎとしてモータ１０を駆動した後、停止制御を行って停止させると、矢印Ｙ３で示すように、ディテントローラ２６は、ディテントスプリング２５のスプリング力にて谷部２１１の最底部に移動し、レンジ切り替えが完了する。このとき、モータ軸１０５は、ガタＤ内のどこかで停止するが、停止位置は不明である。また、時刻ｘ３４にて、ｎｏｔＰレンジに切り替えるシフト要求が入力されると、フィードバック制御によりモータ１０が駆動され、シフトレンジが切り替えられる。
【００９０】
図１７および図１８に示すように、ガタ詰め要求フラグＦｌｇＤがセットされている場合、ディテントローラ２６が谷部２１１の最底部となり、かつ、モータ軸１０５がガタＤ内におけるｎｏｔＰレンジと反対側の端部となる位置をガタ詰め目標値θｇとする。この場合、吸い込み範囲において、位置決めばらつき範囲Ｒｃに対する壁部２１３側の余裕度Ｒｍ１は、山部２１５側の余裕度Ｒｍ２より小さくなる。
【００９１】
図１８に示すように、時刻ｘ４１にてｎｏｔＰレンジかＰレンジに切り替えるシフト要求が入力されると、ガタ詰め要求フラグＦｌｇＤがオンであるので、目標カウント値θｃｍｄがガタ詰め目標値θｇに設定され、フィードバック制御によりモータ１０が駆動される。また、時刻ｘ４２にてエンコーダカウント値θｅｎが目標カウント値θｃｍｄに到達すると、時刻ｘ４２から時刻ｘ４３にて停止制御を行った後、時刻ｘ４３にてスタンバイモードに移行する。このとき、図１７に示すように、ディテントローラ２６は谷部２１１の最底部に位置しており、モータ軸１０５はガタＤのｎｏｔＰレンジと反対側にガタ詰めされた状態にて停止する。
【００９２】
時刻ｘ４４にて、ｎｏｔＰレンジに切り替えるシフト要求が入力されると、フィードバック制御によりモータ１０が駆動される。このとき、前回Ｐレンジへの切替時において、モータ軸１０５がガタＤ内にてｎｏｔＰレンジと反対側にガタ詰めされているので、ガタＤ内にて勢いをつけてレンジ切り替えを行うことができる。これにより、トルク不足状態であっても、適切にシフトレンジを切り替えることができる。
【００９３】
シフトバイワイヤシステム１は、シフトレンジ切替機構２０を備える。シフトレンジ切替機構２０は、ディテントプレート２１、ディテントローラ２６、および、ディテントスプリング２５を有する。ディテントプレート２１は、複数の谷部２１１、２１２、および、谷部２１１、２１２を隔てる山部２１５が形成され、出力軸１５と一体に回転する。ディテントローラ２６は、シフトレンジに応じた谷部２１１、２１２に嵌まり合う。ディテントスプリング２５は、ディテントローラ２６を谷部２１１、２１２に嵌まり込む方向に付勢する。また、ディテントスプリング２５の付勢力によりディテントローラ２６を谷部２１１、２１２に嵌め込み可能な範囲を吸い込み範囲とし、ディテントプレート２１は、吸い込み範囲の中心と谷部２１１、２１２の最底部とが異なる形状に形成されている。
【００９４】
本実施形態では、目標角度設定部５２は、トルク不足状態であると判定された場合、トルク不足状態が判定されていない場合とは、レンジ切替時の目標カウント値θｃｍｄを異ならせる。詳細には、目標角度設定部５２は、トルク不足状態が判定されていない場合、ディテントローラ２６が谷部２１１、２１２の最底部よりも吸い込み範囲が広い側にずれた位置となるように、目標カウント値θｃｍｄを設定する。本実施形態では、トルク不足状態が判定されていない場合、ディテントローラ２６が吸い込み範囲の中心となる位置を目標カウント値θｃｍｄする。また、トルク不足状態が判定されている場合、ディテントローラ２６が谷部２１１、２１２の最底部となる位置を目標カウント値θｃｍｄとする。これにより、適切にガタ詰め状態を実現可能であって、次回のシフト要求時、速やかにレンジ切り替えを開始することができる。また上記実施形態と同様の効果を奏する。
【００９５】
本実施形態では、ディテントプレート２１が「被駆動部材」、ディテントスプリング２５が「付勢部材」、ディテントローラ２６が「係合部材」に対応する。また、「吸い込み範囲の中心」とは、余裕度Ｒｍ１、Ｒｍ２が等しいとみなせる程度のずれは許容されるものとする。また、「谷部の最底部」とは、ディテントスプリング２５のスプリング力にてディテントローラ２６が駆動されない範囲を意味する。
【００９６】
（他の実施形態）
上記実施形態では、１相断線または１相のスイッチング素子のオフ故障が生じている場合（Ｓ１０３：ＹＥＳ、または、Ｓ１０５：ＹＥＳ）、温度が所定範囲外の場合（Ｓ１０７ＮＯ）、もしくは、車両の傾斜角が角度判定閾値より大きい場合（Ｓ１０８：ＮＯ）、トルク不足と判定した。他の実施形態では、上記の判定の一部を省略してもよいし、上記以外のパラメータ等に応じてトルク不足を判定してもよい。
【００９７】
上記実施形態では、モータ回転角センサはエンコーダである。他の実施形態では、モータ回転角センサは、エンコーダに限らず、例えばレゾルバ等、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。
【００９８】
上記実施形態では、ディテントプレートには２つの谷部が設けられる。他の実施形態では、谷部の数は２つに限らず、例えばレンジ毎に谷部が設けられていてもよい。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。
【００９９】
谷部が３以上形成されている場合、両端以外の谷部に対応するシフトレンジのとき、次回のレンジ切替方向をシフト要求前に特定することができない。その場合、例えば、中間に形成される谷部に対応するレンジのときは、第１実施形態の如く、シフト要求後にガタ詰め制御を行い、両端形成される谷部に対応するレンジのときは、第２実施形態〜第４実施形態の如く、シフト要求前にガタ詰めしておく、といった具合に、各実施形態を組み合わせて実施してもよい。
【０１００】
第４実施形態では、ディテントプレートが非対称に形成されており、トルク不足状態と判定されたか否かにより、目標カウント値を異ならせる。他の実施形態では、ディテントプレートが非対称の場合であっても、トルク不足状態と判定されたか否かによらず、目標カウント値を同じ値としてもよい。なお、目標カウント値は、ディテントプレートの形状によらず、ディテントローラが吸い込み範囲内となる任意の値に設定可能である。
【０１０１】
第４実施形態では、トルク不足状態ではない場合、ディテントローラが吸い込み範囲の中心となる位置に目標カウント値を設定する。他の実施形態では、トルク不足状態ではない場合、ディテントローラが谷部の最底部よりも吸い込み範囲が広い側の任意の位置となるように目標カウント値を設定してもよい。また、第４実施形態では、谷部の最底部に対し、吸い込み範囲が山部側に広い例について説明した。他の実施形態では、谷部の最底部に対し、吸い込み範囲が壁部側に広い例では、トルク不足状態ではないと判定された場合、ディテントローラが谷部の最底部よりも壁部側にずれた位置となるように、目標カウント値を設定してもよい。
【０１０２】
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。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。
【符号の説明】
【０１０３】
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      １０５・・・モータ軸
１３・・・エンコーダ（モータ回転角センサ）
１５・・・出力軸
４０・・・シフトレンジ制御装置
５１・・・角度演算部
５２・・・目標角度設定部
５５・・・駆動制御部
５６・・・トルク判定部
【図１】
2020063804.tif 000004
【図２】
2020063804.tif 000005
【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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