(57)【要約】【課題】モータの回転に同期してパルス信号を出力するエンコーダを備えたシステムにおいて、エンコーダカウント値で基準位置を精度良く学習できるようにする。【解決手段】モータ１２の駆動力が解除された状態でレンジ切換機構１１が静止しているか否かを判定することで、レンジ切換機構１１が谷位置（係合部２３ａがレンジ保持凹部２４の底まで嵌まり込んだ位置）で静止しているか否かを判定し、谷位置で静止していると判定されたときに、現在レンジとエンコーダカウント値とに基づいて基準位置（Ｐレンジの谷位置）におけるエンコーダカウント値を算出する。谷位置で静止していると判定されたときの現在レンジとエンコーダカウント値を用いることで、現在レンジの谷位置におけるエンコーダカウント値を求めることができ、この現在レンジの谷位置におけるエンコーダカウント値から基準位置におけるエンコーダカウント値を算出することができる。【選択図】図１
2014020459.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
モータ（１２）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（１１）と、前記モータ（１２）の回転に同期してパルス信号を出力するエンコーダ（４６）と、前記エンコーダ（４６）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）に基づいて前記モータ（１２）を回転駆動して前記レンジ切換機構（１１）の切換位置を制御する制御手段（４１）と、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）とを備えたレンジ切換装置において、
前記モータ（１２）の駆動力が解除された状態で前記レンジ切換機構（１１）が静止しているか否かを判定することで、前記係合部（２３ａ）が前記レンジ保持凹部（２４）の底まで嵌まり込んだ位置（以下「谷位置」という）で前記レンジ切換機構（１１）が静止しているか否かを判定する静止判定手段（４１）と、
現在のシフトレンジがいずれのレンジであるかを判定するレンジ判定手段（４１）と、
前記静止判定手段（４１）により前記レンジ切換機構（１１）が前記谷位置で静止していると判定されたときに、前記レンジ判定手段（４１）により判定された現在のシフトレンジと前記エンコーダカウント値とに基づいて所定の基準位置におけるエンコーダカウント値を算出する基準位置算出手段（４１）と
を備えていることを特徴とするレンジ切換装置。
【請求項２】
前記レンジ判定手段（４１）は、前記モータ（１２）を前記レンジ切換機構（１１）の可動範囲の限界位置に突き当たるまで回転させる突き当て制御を実行して前記現在のシフトレンジを判定することを特徴とする請求項１に記載のレンジ切換装置。
【請求項３】
前記制御手段（４１）の終了時のシフトレンジを記憶する記憶手段（４８）を備え、
前記レンジ判定手段（４１）は、前記制御手段（４１）の起動時に、前回終了時のシフトレンジの記憶値がある場合には前記現在のシフトレンジが前記前回終了時のシフトレンジであると判定し、前記前回終了時のシフトレンジの記憶値がない場合には前記突き当て制御を実行して前記現在のシフトレンジを判定することを特徴とする請求項２に記載のレンジ切換装置。
【請求項４】
前記モータ（１２）の出力軸の回転角度に応じた信号を出力する回転センサ（１０）を備え、
前記レンジ判定手段（４１）は、前記回転センサ（１０）の出力信号に基づいて前記現在のシフトレンジを判定することを特徴とする請求項１に記載のレンジ切換装置。
【請求項５】
前記静止判定手段（４１）は、前記エンコーダカウント値の変動量が所定値以下になったときに前記レンジ切換機構（１１）が静止していると判定することを特徴とする請求項１乃至４のいずれかに記載のレンジ切換装置。
【請求項６】
前記静止判定手段（４１）は、前記モータ（１２）の駆動力が解除された状態が所定時間以上継続したときに前記レンジ切換機構（１１）が静止していると判定することを特徴とする請求項１乃至４のいずれかに記載のレンジ切換装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
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装置に関する発明である。
【背景技術】
【０００２】
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、特許文献１（特開平７−８１４４８号公報）に記載されているように、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、モータの回転軸に減速機構を介してコントロール軸を連結し、このコントロール軸によってレンジ切換弁を駆動してシフトレンジを切り換えるようにしている。また、この特許文献１では、レンジ切換弁の位置に応じた信号を出力する位置センサを設け、モータから位置センサへの動力伝達経路に遊び量（ガタ）が存在することを利用して、レンジ切換中（つまりモータの回転駆動中）に、位置センサの検出値が特定のレンジポジションと認識できる範囲内で、その検出値の変化が微小になったときに、そのときの位置センサの検出値を特定のレンジポジションにおける位置センサの出力値として学習するようにしている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開平７−８１４４８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ところで、本出願人は、モータの回転に同期してパルス信号を出力するエンコーダを搭載し、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システムを研究している。このようなシステムでは、エンコーダカウント値で基準位置を学習して、この基準位置のエンコーダカウント値を基準にしてモータの回転量（回転角）を制御する必要がある。
【０００５】
しかし、上記特許文献１の技術は、モータから位置センサへの動力伝達経路に存在する遊び量の影響を受ける位置センサの検出値で基準位置を学習するものであり、この技術では、モータの回転に同期してパルス信号を出力するエンコーダ（つまりモータからエンコーダへの動力伝達経路に遊びなく取り付けられたエンコーダ）のカウント値で基準位置を精度良く学習することができない。
【０００６】
そこで、本発明が解決しようとする課題は、モータの回転に同期してパルス信号を出力する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回転駆動するシステムにおいて、エンコーダカウント値で基準位置を精度良く学習することができるレンジ切換装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
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（１２）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（１１）と、モータ（１２）の回転に同期してパルス信号を出力するエンコーダ（４６）と、エンコーダ（４６）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（１２）を回転駆動してレンジ切換機構（１１）の切換位置を制御する制御手段（４１）と、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）とを備えたレンジ切換装置において、モータ（１２）の駆動力が解除された状態でレンジ切換機構（１１）が静止しているか否かを判定することで、係合部（２３ａ）がレンジ保持凹部（２４）の底まで嵌まり込んだ位置（以下「谷位置」という）でレンジ切換機構（１１）が静止しているか否かを判定する静止判定手段（４１）と、現在のシフトレンジがいずれのレンジであるかを判定するレンジ判定手段（４１）と、静止判定手段（４１）によりレンジ切換機構（１１）が谷位置で静止していると判定されたときに、レンジ判定手段（４１）により判定された現在のシフトレンジとエンコーダカウント値とに基づいて所定の基準位置におけるエンコーダカウント値を算出する基準位置算出手段（４１）とを備えた構成としたものである。
【０００８】
モータの駆動力が解除されると、レンジ切換機構が最終的に谷位置（係合部がレンジ保持凹部の底まで嵌まり込んだ位置）で静止するため、モータの駆動力が解除された状態でレンジ切換機構が静止しているか否かを判定することで、レンジ切換機構が谷位置で静止しているか否かを判定することができる。そして、レンジ切換機構が谷位置で静止していると判定されたときに、現在のシフトレンジとエンコーダカウント値を用いることで、現在のシフトレンジの谷位置におけるエンコーダカウント値を精度良く求めることができ、この現在のシフトレンジの谷位置におけるエンコーダカウント値から所定の基準位置（例えば特定のシフトレンジの谷位置）におけるエンコーダカウント値を精度良く算出することができる。これにより、エンコーダカウント値で基準位置を精度良く学習することができ、基準位置の誤認識を防止することができる。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】図１は本発明の実施例１を示すレンジ切換装置の斜視図である。
【図２】図２はレンジ切換装置の制御システム全体の構成を概略的に示す図である。
【図３】図３は基準位置の算出方法を説明する図である。
【図４】図４はシフトレンジ記憶処理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】図５は実施例１の現在レンジ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６】図６は突き当て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７】図７は実施例１の静止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８】図８は実施例１の基準位置算出ルーチンの処理の流れを示すフローチャートである。
【図９】図９は実施例１の基準位置学習の実行例を示すタイムチャートである。
【図１０】図１０は実施例２の静止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１１】図１１は実施例３の現在レンジ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１２】図１２は実施例４の基準位置算出ルーチンの処理の流れを示すフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
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。
【実施例１】
【００１１】
本発明の実施例１を図１乃至図９に基づいて説明する。
本実施例１は、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）の四つのレンジ間で切り換える４ポジション式のレンジ切換機構を備えたシステムに本発明を適用して具体化したものである。
【００１２】
まず、図１及び図２に基づいてレンジ切換機構１１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、自動変速機２７（図２参照）のシフトレンジを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）の回転位置を検出する出力軸センサ１０（図２参照）が設けられている。このモータ１２の出力軸１２ａには、マニュアルシャフト１３が接続され、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。
【００１３】
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（図示せず）が接続され、このマニュアルバルブ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。
【００１４】
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（図２参照）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。
【００１５】
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（図３参照）が形成され、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と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。
【００１６】
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り、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。
【００１７】
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が下降し、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。
【００１８】
尚、前述した出力軸センサ１０は、モータ１２の減速機構２６の出力軸１２ａの回転角度に応じた電圧を出力する回転センサ（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。また、出力軸センサ１０が無い場合においても、後述するエンコーダ４６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。
【００１９】
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相のパルス信号をレンジ切換制御装置４２に出力するように構成されている。レンジ切換制御装置４２のマイコン４１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，Ｖ，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を回転駆動できるようにしても良い。
【００２０】
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。
【００２１】
レンジ切換制御装置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、レンジ切換制御装置４２のマイコン４１（制御手段）は、運転者のシフトレバー操作等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１２を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。
【００２２】
レンジ切換制御装置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装置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装置４２への電源供給が遮断（オフ）される。
【００２３】
ところで、エンコーダカウント値は、マイコン４１のＲＡＭ４７に記憶されるため、レンジ切換制御装置４２の電源がオフされると、エンコーダカウント値の記憶値が消えてしまう。そのため、レンジ切換制御装置４２の電源投入直後のエンコーダカウント値は、実際のモータ１２の回転位置（通電相）に対応したものとならない。従って、エンコーダカウント値に応じて通電相を切り換えるためには、電源投入後にエンコーダカウント値と実際のモータ１２の回転位置とを対応させて、エンコーダカウント値と通電相とを対応させる必要がある。
【００２４】
そこで、マイコン４１は、電源投入後に初期駆動を行ってモータ１２の通電相とエンコーダカウント値との対応関係を学習する。この初期駆動では、オープンループ制御でモータ１２の通電相の切り換えを所定のタイムスケジュールで一巡させることで、いずれかの通電相でモータ１２の回転位置と該通電相とを一致させてモータ１２を回転駆動してエンコーダ４６のＡ相信号及びＢ相信号のエッジをカウントし、初期駆動終了時のエンコーダカウント値とモータ１２の回転位置と通電相との対応関係を学習する。
【００２５】
また、マイコン４１は、モータ１２の起動後のエンコーダカウント値に基づいてモータ１２の起動位置からの回転量（回転角）を検出できるだけであるため、電源投入後に何等かの方法で、モータ１２の絶対的な回転位置を検出しないと、モータ１２を正確に目標位置まで回転駆動することができない。
【００２６】
そこで、本実施例１では、マイコン４１により後述する図４乃至図８の各ルーチンを実行することで、所定の基準位置におけるエンコーダカウント値を次のようにして学習（算出）する。モータ１２の駆動力が解除された状態でレンジ切換機構１１が静止しているか否かを判定することで、レンジ切換機構１１が谷位置（係合部２３ａがレンジ保持凹部２４の底まで嵌まり込んだ位置）で静止しているか否かを判定すると共に、現在レンジ（現在のシフトレンジ）がいずれのレンジであるかを判定し、レンジ切換機構１１が谷位置で静止していると判定されたときに、現在レンジとエンコーダカウント値とに基づいて所定の基準位置（例えばＰレンジの谷位置）におけるエンコーダカウント値を算出する。
【００２７】
モータ１２の駆動力が解除されると、レンジ切換機構１１が最終的に谷位置（係合部２３ａがレンジ保持凹部２４の底まで嵌まり込んだ位置）で静止するため、モータ１２の駆動力が解除された状態でレンジ切換機構１１が静止しているか否かを判定することで、レンジ切換機構１１が谷位置で静止しているか否かを判定することができる。そして、レンジ切換機構１１が谷位置で静止していると判定されたときに、現在レンジとエンコーダカウント値を用いることで、現在レンジの谷位置におけるエンコーダカウント値を精度良く求めることができ、この現在レンジの谷位置におけるエンコーダカウント値から所定の基準位置（例えばＰレンジの谷位置）におけるエンコーダカウント値を精度良く算出することができる。
【００２８】
具体的には、レンジ切換機構１１が谷位置で静止していると判定されたときに、現在レンジがＰレンジでエンコーダカウント値＝ｅｎｃｃｏｕｎｔの場合には、Ｐレンジの谷位置におけるエンコーダカウント値＝ｅｎｃｃｏｕｎｔであるため、このＰレンジの谷位置におけるエンコーダカウント値＝ｅｎｃｃｏｕｎｔを、そのまま基準位置（Ｐレンジの谷位置）におけるエンコーダカウント値として採用する。
基準位置＝ｅｎｃｃｏｕｎｔ
【００２９】
また、レンジ切換機構１１が谷位置で静止していると判定されたときに、現在レンジがＲレンジでエンコーダカウント値＝ｅｎｃｃｏｕｎｔの場合には、Ｒレンジの谷位置におけるエンコーダカウント値＝ｅｎｃｃｏｕｎｔであるため、このＲレンジの谷位置におけるエンコーダカウント値＝ｅｎｃｃｏｕｎｔから、所定値ｋＰＲＣＯＵＮＴを減算して、基準位置（Ｐレンジの谷位置）におけるエンコーダカウント値を求める。ここで、所定値ｋＰＲＣＯＵＮＴ（図３参照）は、Ｐレンジの谷位置からＲレンジの谷位置までのエンコーダカウント値の変化量である。
基準位置＝ｅｎｃｃｏｕｎｔ−ｋＰＲＣＯＵＮＴ
【００３０】
また、レンジ切換機構１１が谷位置で静止していると判定されたときに、現在レンジがＮレンジでエンコーダカウント値＝ｅｎｃｃｏｕｎｔの場合には、Ｎレンジの谷位置におけるエンコーダカウント値＝ｅｎｃｃｏｕｎｔであるため、このＮレンジの谷位置におけるエンコーダカウント値＝ｅｎｃｃｏｕｎｔから、所定値ｋＰＮＣＯＵＮＴを減算して、基準位置（Ｐレンジの谷位置）におけるエンコーダカウント値を求める。ここで、所定値ｋＰＮＣＯＵＮＴ（図３参照）は、Ｐレンジの谷位置からＮレンジの谷位置までのエンコーダカウント値の変化量である。
基準位置＝ｅｎｃｃｏｕｎｔ−ｋＰＮＣＯＵＮＴ
【００３１】
また、レンジ切換機構１１が谷位置で静止していると判定されたときに、現在レンジがＤレンジでエンコーダカウント値＝ｅｎｃｃｏｕｎｔの場合には、Ｄレンジの谷位置におけるエンコーダカウント値＝ｅｎｃｃｏｕｎｔであるため、このＤレンジの谷位置におけるエンコーダカウント値＝ｅｎｃｃｏｕｎｔから、所定値ｋＰＤＣＯＵＮＴを減算して、基準位置（Ｐレンジの谷位置）におけるエンコーダカウント値を求める。ここで、所定値ｋＰＤＣＯＵＮＴ（図３参照）は、Ｐレンジの谷位置からＤレンジの谷位置までのエンコーダカウント値の変化量である。
基準位置＝ｅｎｃｃｏｕｎｔ−ｋＰＤＣＯＵＮＴ
【００３２】
このようにして基準位置を学習した後、マイコン４１は、運転者のシフトレバー操作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）を変更し、目標回転位置が変更される毎に、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（レンジ切換機構の切換位置を目標レンジの位置に切り換える）。
以下、レンジ切換制御装置４２のマイコン４１が実行する図４乃至図８の各ルーチンの処理内容を説明する。
【００３３】
［シフトレンジ記憶処理ルーチン］
図４に示すシフトレンジ記憶処理ルーチンは、レンジ切換制御装置４２の電源オン期間中にマイコン４１により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、出力軸センサ１０の出力信号又はエンコーダカウント値に基づいてシフトレンジが切り換えられたか否かを判定し、シフトレンジが切り換えられたと判定されれば、ステップ１０２に進み、切り換え後のシフトレンジをバックアップＲＡＭ４８（レンジ切換制御装置４２の電源オフ中でも記憶データを保持する書き換え可能な不揮発性メモリ）に更新記憶し、シフトレンジが切り換えられていないと判定されれば、上記ステップ１０２の処理を実行することなく、本ルーチンを終了する。これにより、シフトレンジが切り換えられる毎に、切り換え後のシフトレンジがバックアップＲＡＭ４８に更新記憶され、レンジ切換制御装置４２の電源停止後は、マイコン４１の終了時（電源停止時）のシフトレンジがバックアップＲＡＭ４８（記憶手段）に記憶保持される。
【００３４】
［現在レンジ判定ルーチン］
図５に示す現在レンジ判定ルーチンは、レンジ切換制御装置４２のマイコン４１の起動直後に実行される。本ルーチンが起動されると、まず、ステップ２０１で、前回終了時のシフトレンジの記憶値（バックアップＲＡＭ４８に記憶されているシフトレンジ）を前回レンジとして読み込む。
【００３５】
この後、ステップ２０２に進み、前回レンジ（前回終了時のシフトレンジ）がＰレンジであるか否かを判定し、前回レンジがＰレンジであると判定されれば、ステップ２０３に進み、現在レンジがＰレンジであると判定する。
【００３６】
一方、上記ステップ２０２で、前回レンジがＰレンジではないと判定された場合には、ステップ２０４に進み、前回レンジがＲレンジであるか否かを判定し、前回レンジがＲレンジであると判定されれば、ステップ２０５に進み、現在レンジがＲレンジであると判定する。
【００３７】
一方、上記ステップ２０４で、前回レンジがＲレンジではないと判定された場合には、ステップ２０６に進み、前回レンジがＮレンジであるか否かを判定し、前回レンジがＮレンジであると判定されれば、ステップ２０７に進み、現在レンジがＮレンジであると判定する。
【００３８】
一方、上記ステップ２０６で、前回レンジがＮレンジではないと判定された場合には、ステップ２０８に進み、前回レンジがＤレンジであるか否かを判定し、前回レンジがＤレンジであると判定されれば、ステップ２０９に進み、現在レンジがＤレンジであると判定する。
【００３９】
このように、マイコン４１の起動時に前回レンジの記憶値がある場合には、上記ステップ２０２，２０４，２０６，２０８のいずれかで「Ｙｅｓ」と判定されて、現在レンジが前回レンジであると判定する。
【００４０】
これに対して、マイコン４１の起動時に前回レンジの記憶値がない場合には、上記ステップ２０２，２０４，２０６，２０８で全て「Ｎｏ」と判定されて、ステップ２１０に進み、現在レンジが不定である判定する。
【００４１】
［突き当て制御要求判定ルーチン］
図６に示す突き当て制御要求判定ルーチンは、レンジ切換制御装置４２の電源オン期間中にマイコン４１により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、現在レンジが不定であるか否かを判定し、現在レンジが不定であると判定された場合（つまり前回レンジの記憶値がない場合）には、ステップ３０２に進み、Ｐレンジ壁突き当て制御要求フラグをＯＮ（オン）にする。この場合、初期駆動の終了後に、ディテントバネ２３の係合部２３ａがレンジ切換機構１１の可動範囲のＰレンジ側の限界位置であるＰレンジ壁（Ｐレンジ保持凹部２４の側壁）に突き当たるまでモータ１２を回転させる“Ｐレンジ壁突き当て制御”を実行して、現在レンジがＰレンジであると判定する。このようにすれば、Ｐレンジ壁突き当て制御によりシフトレンジを強制的にＰレンジに切り換えて、現在のシフトレンジを判定することができる。
【００４２】
一方、上記ステップ３０１で、現在レンジが不定ではないと判定された場合には、ステップ３０３に進み、Ｐレンジ壁突き当て制御要求フラグをＯＦＦ（オフ）にする。この場合、Ｐレンジ壁突き当て制御は実行しない。
これら図５及び図６のルーチン等が特許請求の範囲でいう現在レンジ判定手段としての役割を果たす。
【００４３】
［静止判定ルーチン］
図７に示す静止判定ルーチンは、レンジ切換制御装置４２の電源オン期間中にマイコン４１により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４０１で、エンコーダカウント値の変動量（例えばエンコーダカウント値の今回値ｅｎｃｃｏｕｎｔ(i) と前回値ｅｎｃｃｏｕｎｔ(i-1) との差の絶対値）が所定値（例えば１）以下であるか否かを判定し、エンコーダカウント値の変動量が所定値よりも大きいと判定された場合には、ステップ４０２に進み、静止時間カウンタのカウント値を「０」に維持又はリセットした後、ステップ４０５に進み、静止判定フラグをＯＦＦに維持又はリセットして、本ルーチンを終了する。
【００４４】
その後、上記ステップ４０１で、エンコーダカウント値の変動量が所定値以下であると判定された場合には、ステップ４０３に進み、静止時間カウンタのカウント値を「１」だけカウントアップした後、ステップ４０４に進み、静止時間カウンタのカウント値が判定値（例えば１０）以上であるか否かを判定する。
【００４５】
このステップ４０４で、静止時間カウンタのカウント値が判定値よりも小さいと判定された場合には、ステップ４０５に進み、静止判定フラグをＯＦＦに維持又はリセットして、本ルーチンを終了する。
【００４６】
その後、上記ステップ４０４で、静止時間カウンタのカウント値が判定値以上であると判定された時点で、レンジ切換機構１１が静止していると判断して、ステップ４０６に進み、静止判定フラグをＯＮにセットする。
【００４７】
［基準位置算出ルーチン］
図８に示す基準位置算出ルーチンは、レンジ切換制御装置４２の電源オン期間中にマイコン４１により所定周期で繰り返し実行され、特許請求の範囲でいう基準位置算出手段としての役割を果たす。本ルーチンが起動されると、まず、ステップ５０１で、基準位置の算出が完了しているか否かを後述する基準位置算出完了フラグがＯＮであるか否かによって判定する。
【００４８】
このステップ５０１で、まだ基準位置の算出が完了していないと判定された場合には、ステップ５０２で、モータ１２の駆動力が解除された状態であるか否かを判定し、ステップ５０３で、レンジ切換機構１１が静止しているか否かを静止判定フラグがＯＮであるか否かによって判定する。このステップ５０２又は５０３で「Ｎｏ」と判定された場合には、ステップ５０４以降の基準位置の算出に関する処理を行うことなく、本ルーチンを終了する。
【００４９】
一方、上記ステップ５０２でモータ１２の駆動力が解除された状態であると判定され、且つ、上記ステップ５０３でレンジ切換機構１１が静止していると判定された場合には、レンジ切換機構１１が谷位置で静止していると判断して、ステップ５０４以降の基準位置の算出に関する処理を次のようにして実行する。この場合、ステップ５０２，５０３及び図７のルーチン等が特許請求の範囲でいう静止判定手段としての役割を果たす。
【００５０】
まず、ステップ５０４で、現在レンジがＰレンジであるか否かを判定し、現在レンジがＰレンジであると判定された場合には、ステップ５０５に進み、現在レンジがＰレンジでエンコーダカウント値＝ｅｎｃｃｏｕｎｔの場合には、Ｐレンジの谷位置におけるエンコーダカウント値＝ｅｎｃｃｏｕｎｔであるため、このＰレンジの谷位置におけるエンコーダカウント値＝ｅｎｃｃｏｕｎｔを、そのまま基準位置（Ｐレンジの谷位置）におけるエンコーダカウント値として採用する。
基準位置＝ｅｎｃｃｏｕｎｔ
【００５１】
一方、上記ステップ５０４で、現在レンジがＰレンジではないと判定された場合には、ステップ５０６に進み、現在レンジがＲレンジであるか否かを判定し、現在レンジがＲレンジであると判定された場合には、ステップ５０７に進み、現在レンジがＲレンジでエンコーダカウント値＝ｅｎｃｃｏｕｎｔの場合には、Ｒレンジの谷位置におけるエンコーダカウント値＝ｅｎｃｃｏｕｎｔであるため、このＲレンジの谷位置におけるエンコーダカウント値＝ｅｎｃｃｏｕｎｔから、所定値ｋＰＲＣＯＵＮＴを減算して、基準位置（Ｐレンジの谷位置）におけるエンコーダカウント値を求める。ここで、所定値ｋＰＲＣＯＵＮＴ（図３参照）は、Ｐレンジの谷位置からＲレンジの谷位置までのエンコーダカウント値の変化量であり、予め試験データや設計データ等に基づいて設定されている。
基準位置＝ｅｎｃｃｏｕｎｔ−ｋＰＲＣＯＵＮＴ
【００５２】
一方、上記ステップ５０６で、現在レンジがＲレンジではないと判定された場合には、ステップ５０８に進み、現在レンジがＮレンジであるか否かを判定し、現在レンジがＮレンジであると判定された場合には、ステップ５０９に進み、現在レンジがＮレンジでエンコーダカウント値＝ｅｎｃｃｏｕｎｔの場合には、Ｎレンジの谷位置におけるエンコーダカウント値＝ｅｎｃｃｏｕｎｔであるため、このＮレンジの谷位置におけるエンコーダカウント値＝ｅｎｃｃｏｕｎｔから、所定値ｋＰＮＣＯＵＮＴを減算して、基準位置（Ｐレンジの谷位置）におけるエンコーダカウント値を求める。ここで、所定値ｋＰＮＣＯＵＮＴ（図３参照）は、Ｐレンジの谷位置からＮレンジの谷位置までのエンコーダカウント値の変化量であり、予め試験データや設計データ等に基づいて設定されている。
基準位置＝ｅｎｃｃｏｕｎｔ−ｋＰＮＣＯＵＮＴ
【００５３】
一方、上記ステップ５０８で、現在レンジがＮレンジではないと判定された場合には、ステップ５１０に進み、現在レンジがＤレンジであるか否かを判定し、現在レンジがＤレンジであると判定された場合には、ステップ５１１に進み、現在レンジがＤレンジでエンコーダカウント値＝ｅｎｃｃｏｕｎｔの場合には、Ｄレンジの谷位置におけるエンコーダカウント値＝ｅｎｃｃｏｕｎｔであるため、このＤレンジの谷位置におけるエンコーダカウント値＝ｅｎｃｃｏｕｎｔから、所定値ｋＰＤＣＯＵＮＴを減算して、基準位置（Ｐレンジの谷位置）におけるエンコーダカウント値を求める。ここで、所定値ｋＰＤＣＯＵＮＴ（図３参照）は、Ｐレンジの谷位置からＤレンジの谷位置までのエンコーダカウント値の変化量であり、予め試験データや設計データ等に基づいて設定されている。
基準位置＝ｅｎｃｃｏｕｎｔ−ｋＰＤＣＯＵＮＴ
【００５４】
上記ステップ５０５，５０７，５０９，５１１のいずれかで基準位置を算出した後、ステップ５１２に進み、基準位置算出完了フラグをＯＮにセットする。
以上説明した本実施例１の基準位置学習の実行例を図９のタイムチャートを用いて説明する。
【００５５】
マイコン４１が起動した時点ｔ1 で、前回レンジ（前回終了時のシフトレンジ）の記憶値がない場合には、現在レンジが不定である判定して、Ｐレンジ壁突き当て制御要求フラグをＯＮにセットする。これにより、初期駆動が終了した時点ｔ2 で、Ｐレンジ壁突き当て制御を実行する。このＰレンジ壁突き当て制御によりシフトレンジを強制的にＰレンジに切り換えた後、現在レンジがＰレンジであると判定する。一方、マイコン４１が起動した時点ｔ1 で、前回レンジの記憶値がある場合には、その時点で、現在レンジが前回レンジであると判定する。
【００５６】
その後、モータ１２の駆動力が解除された時点ｔ3 で、モータ駆動力解除状態フラグをＯＮにセットし、更に、エンコーダカウント値の変動量が所定値以下になってレンジ切換機構１１が静止していると判定した時点ｔ4 で、静止判定フラグをＯＮにセットする。そして、モータ駆動力解除状態フラグがＯＮで且つ静止判定フラグがＯＮになった時点ｔ4 （つまりモータ１２の駆動力が解除された状態でレンジ切換機構１１が静止していると判定された時点）で、レンジ切換機構１１が谷位置で静止していると判断して、現在レンジとエンコーダカウント値とに基づいて基準位置（Ｐレンジの谷位置）におけるエンコーダカウント値を算出して、基準位置算出完了フラグをＯＮにセットする。
【００５７】
モータ１２の駆動力が解除されると、レンジ切換機構１１が最終的に谷位置で静止するが、レンジ切換機構１１が静止する前は、レンジ切換機構１１が振動してエンコーダカウント値が振動しているため、基準位置を誤認識する可能性が高い。
【００５８】
その点、本実施例１では、モータ１２の駆動力が解除された状態でレンジ切換機構１１が静止しているか否かを判定することで、レンジ切換機構１１が谷位置で静止しているか否かを判定し、レンジ切換機構１１が谷位置で静止していると判定されたときに、現在レンジとエンコーダカウント値とに基づいて基準位置（Ｐレンジの谷位置）におけるエンコーダカウント値を算出する。このように、レンジ切換機構１１が谷位置で静止していると判定されたときに、現在レンジとエンコーダカウント値を用いることで、現在レンジの谷位置におけるエンコーダカウント値を精度良く求めることができ、この現在レンジの谷位置におけるエンコーダカウント値から基準位置におけるエンコーダカウント値を精度良く算出することができる。これにより、エンコーダカウント値で基準位置を精度良く学習することができ、基準位置の誤認識を防止することができる。
【００５９】
ところで、Ｐレンジ壁突き当て制御は、レンジ切換機構１１やディテント機構１４に比較的大きな負荷が掛かるため、マイコン４１の起動時に、毎回、Ｐレンジ壁突き当て制御を実行して現在レンジを判定するようにすると、レンジ切換機構１１やディテント機構１４の耐久性が低下する可能性がある。
【００６０】
その点、本実施例１では、マイコン４１の起動時に、前回レンジの記憶値がある場合には現在レンジが前回レンジであると判定し、前回レンジの記憶値がない場合にはＰレンジ壁突き当て制御を実行して現在レンジを判定するようにしている。このようにすれば、マイコン４１の起動時に、通常は、現在レンジが前回レンジであると判定し、前回レンジの記憶値がない場合だけ、Ｐレンジ壁突き当て制御を実行して現在レンジを判定するようにできるため、Ｐレンジ壁突き当て制御の実行頻度を低下させることができ、レンジ切換機構１１やディテント機構１４の耐久性を向上させることができる。
【００６１】
また、本実施例１では、エンコーダカウント値の変動量が所定値以下になったときにレンジ切換機構１１が静止していると判定するようにしたので、エンコーダカウント値の変動量に基づいてレンジ切換機構１１が実際に静止したことを確認した時点で、速やかにレンジ切換機構１１が静止していると判定することができる。
【実施例２】
【００６２】
次に、図１０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。
【００６３】
本実施例２では、マイコン４１により後述する図１０の静止判定ルーチンを実行することで、モータ１２の駆動力が解除された状態が所定時間以上継続したときにレンジ切換機構１１が静止していると判定するようにしている。
【００６４】
図１０の静止判定ルーチンでは、まず、ステップ６０１で、モータ１２の駆動力が解除されてからの経過時間である駆動力解除時間が所定時間以上であるか否かを判定する。ここで、所定時間は、モータ１２の駆動力が解除されてからレンジ切換機構１１が静止するまでに必要な時間又はそれよりも少し長い時間（例えば１秒）であり、予め試験データや設計データ等に基づいて設定されている。
【００６５】
このステップ６０１で、駆動力解除時間が所定時間よりも短いと判定された場合には、ステップ６０２に進み、静止判定フラグをＯＦＦに維持又はリセットして、本ルーチンを終了する。
【００６６】
その後、上記ステップ６０１で、駆動力解除時間が所定時間以上であると判定された時点（つまりモータ１２の駆動力が解除された状態が所定時間以上継続した時点）で、レンジ切換機構１１が静止していると判断して、ステップ６０３に進み、静止判定フラグをＯＮにセットする。
【００６７】
以上説明した本実施例２では、モータ１２の駆動力が解除された状態が所定時間以上継続したときにレンジ切換機構１１が静止していると判定するようにしたので、レンジ切換機構１１の静止判定のためにエンコーダカウント値の変動量を監視する必要がなく、レンジ切換機構１１の静止判定の処理を簡単化することができる。
【００６８】
尚、上記各実施例１，２では、マイコン４１の起動時に、前回レンジの記憶値がある場合には現在レンジが前回レンジであると判定し、前回レンジの記憶値がない場合にはＰレンジ壁突き当て制御を実行して現在レンジを判定するようにしたが、これに限定されず、例えば、マイコン４１の起動時に、毎回、Ｐレンジ壁突き当て制御を実行して現在レンジを判定するようにしても良い。
【００６９】
また、Ｐレンジ壁突き当て制御に限定されず、例えば、ディテントバネ２３の係合部２３ａがレンジ切換機構１１の可動範囲のＤレンジ側の限界位置であるＤレンジ壁（Ｄレンジ保持凹部２４の側壁）に突き当たるまでモータ１２を回転させる“Ｄレンジ壁突き当て制御”を実行して、現在レンジがＤレンジであると判定するようにしても良い。
【実施例３】
【００７０】
次に、図１１を用いて本発明の実施例３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。
【００７１】
本実施例３では、マイコン４１により図１１の現在レンジ判定ルーチンを実行することで、出力軸センサ１０の出力電圧に基づいて現在レンジが、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判定する。このようにすれば、現在レンジを判定するためのＰレンジ壁突き当て制御を行う必要がなく、レンジ切換機構１１やディテント機構１４の耐久性を向上させることができる。
【実施例４】
【００７２】
次に、図１２を用いて本発明の実施例４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。
【００７３】
本実施例４は、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２ポジション式のレンジ切換機構を備えたシステムに本発明を適用して具体化したものである。
【００７４】
本実施例４では、マイコン４１により後述する図１２の基準位置算出ルーチンを実行することで、レンジ切換機構１１が谷位置で静止していると判定されたときに、現在レンジとエンコーダカウント値とに基づいて基準位置（Ｐレンジの谷位置）におけるエンコーダカウント値を算出するようにしている。
【００７５】
図１２の基準位置算出ルーチンでは、まず、７０１で、基準位置の算出が完了しているか否かを判定し、まだ基準位置の算出が完了していないと判定された場合には、ステップ７０２で、モータ１２の駆動力が解除された状態であるか否かを判定し、ステップ７０３で、レンジ切換機構１１が静止しているか否かを判定する。
【００７６】
上記ステップ７０２でモータ１２の駆動力が解除された状態であると判定され、且つ、上記ステップ７０３でレンジ切換機構１１が静止していると判定された場合には、レンジ切換機構１１が谷位置で静止していると判断して、ステップ７０４以降の基準位置の算出に関する処理を次のようにして実行する。
【００７７】
まず、ステップ７０４で、現在レンジがＰレンジであるか否かを判定し、現在レンジがＰレンジであると判定された場合には、ステップ７０５に進み、現在レンジがＰレンジでエンコーダカウント値＝ｅｎｃｃｏｕｎｔの場合には、Ｐレンジの谷位置におけるエンコーダカウント値＝ｅｎｃｃｏｕｎｔであるため、このＰレンジの谷位置におけるエンコーダカウント値＝ｅｎｃｃｏｕｎｔを、そのまま基準位置（Ｐレンジの谷位置）におけるエンコーダカウント値として採用する。
基準位置＝ｅｎｃｃｏｕｎｔ
【００７８】
一方、上記ステップ７０４で、現在レンジがＰレンジではないと判定された場合には、ステップ７０６に進み、現在レンジがＮｏｔＰレンジであるか否かを判定し、現在レンジがＮｏｔＰレンジであると判定された場合には、ステップ７０７に進み、現在レンジがＮｏｔＰレンジでエンコーダカウント値＝ｅｎｃｃｏｕｎｔの場合には、ＮｏｔＰレンジの谷位置におけるエンコーダカウント値＝ｅｎｃｃｏｕｎｔであるため、このＮｏｔＰレンジの谷位置におけるエンコーダカウント値＝ｅｎｃｃｏｕｎｔから、所定値ｋＰＮＰＣＯＵＮＴを減算して、基準位置（Ｐレンジの谷位置）におけるエンコーダカウント値を求める。ここで、所定値ｋＰＮＰＣＯＵＮＴは、Ｐレンジの谷位置からＮｏｔＰレンジの谷位置までのエンコーダカウント値の変化量であり、予め試験データや設計データ等に基づいて設定されている。
基準位置＝ｅｎｃｃｏｕｎｔ−ｋＰＮＰＣＯＵＮＴ
【００７９】
上記ステップ７０５又は７０７で基準位置を算出した後、ステップ７０８に進み、基準位置算出完了フラグをＯＮにセットする。
以上説明した本実施例４においても、前記実施例１とほぼ同じ効果を得ることができる。
【００８０】
尚、上記各実施例では、基準位置をＰレンジの谷位置としたが、これに限定されず、例えば、基準位置をＤレンジの谷位置やＮｏｔＰレンジの谷位置としても良い。
また、上記各実施例では、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。
【００８１】
また、上記各実施例では、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。
【００８２】
また、上記実施例１〜３では、シフトレンジを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、上記実施例４では、シフトレンジを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たが、これに限定されず、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。
【００８３】
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。
【符号の説明】
【００８４】
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、４１…マイコン（制御手段，静止判定手段，レンジ判定手段，基準位置算出手段）、４６…エンコーダ
【図１】
2014020459.tif 000003
【図２】
2014020459.tif 000004
【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】
2014020459.tif 000009
【図８】
2014020459.tif 000010
【図９】
2014020459.tif 000011
【図１０】
2014020459.tif 000012
【図１１】
2014020459.tif 000013
【図１２】
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