(57)【要約】【課題】消費電力を減少させつつ、非起動状態から起動状態に移行した際にシフト切替機構部の相対位置に関する学習処理を行うことが可能なシフト装置を提供する。【解決手段】このシフト装置１００は、シフト切替機構部７０と、ウェイクアップ状態とスリープ状態とに切り替えられるように構成されているモータ１０と、ロータ回転角度を検出するロータ回転角度センサ３０と、プレート回動角度を検出する出力軸回動角度センサ４０と、ＥＣＵ５０と、を備える。ＥＣＵ５０は、スリープ状態とウェイクアップ状態とにおけるロータ回転角度の変化量と、スリープ状態とウェイクアップ状態とにおけるプレート回動角度の変化量との両方に基づいて、スリープ状態からウェイクアップ状態に移行した際にシフト切替機構部７０のモータ１０のロータ１１に対する相対位置に関する学習処理を行うように構成されている。【選択図】図１１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
シフト位置を切り替えるためのシフト切替機構部と、
起動状態と非起動状態とに切り替えられるように構成されているとともに、前記シフト切替機構部を回動駆動するための回転駆動力を発生させる回転駆動部と、
前記回転駆動部の回転駆動による駆動部回転角度を検出する駆動部回転角度検出部と、
前記シフト切替機構部の回動駆動による切替機構部回動角度を検出する切替機構部回動角度検出部と、
前記回転駆動部を制御する制御部と、を備え、
前記制御部は、前記非起動状態と前記起動状態とにおける前記駆動部回転角度の変化量と、前記非起動状態と前記起動状態とにおける前記切替機構部回動角度の変化量との両方に基づいて、前記非起動状態から前記起動状態に移行した際に前記シフト切替機構部の前記回転駆動部に対する相対位置に関する学習処理を行うように構成されている、シフト装置。
【請求項２】
前記シフト切替機構部は、前記シフト切替機構部が前記回転駆動部の回転駆動に合わせて回動駆動する従動回動状態と、前記シフト切替機構部が前記回転駆動部の回転駆動に合わせた回動駆動を行わない非従動回動状態とに切り替わるように構成されており、
前記シフト切替機構部は、前記非従動回動状態から、前記回転駆動部が電気角で１回転未満回動駆動する範囲内で前記従動回動状態に切り替わるように構成されている、請求項１に記載のシフト装置。
【請求項３】
前記回転駆動部側に設けられた駆動部側部材と、前記シフト切替機構部側に設けられ、前記駆動部側部材の回動に伴い回動される従動部側部材とを含み、前記回転駆動部側から駆動力を伝達して前記シフト切替機構部を回動駆動させる駆動力伝達機構をさらに備え、
前記駆動部側部材と前記従動部側部材との間に所定量のガタを設けることにより、前記シフト切替機構部は、前記非従動回動状態から、前記回転駆動部が電気角で１回転未満回動駆動する範囲内で前記従動回動状態に切り替わるように構成されている、請求項２に記載のシフト装置。
【請求項４】
前記駆動部回転角度に関する情報と前記切替機構部回動角度に関する情報とを記憶する記憶部をさらに備え、
前記制御部は、前記非起動状態に移行する際に、前記駆動部回転角度に関する情報および前記切替機構部回動角度に関する情報を前記記憶部に記憶させた後、前記駆動部回転角度検出部および前記切替機構部回動角度検出部への電源供給を停止させるように構成されており、
前記制御部は、前記起動状態に移行する際に、前記駆動部回転角度検出部および前記切替機構部回動角度検出部への電源供給を再開させ、前記記憶部に記憶させた前記駆動部回転角度に関する情報および前記切替機構部回動角度に関する情報を取得して、前記非起動状態と前記起動状態とにおける前記駆動部回転角度の変化量と、前記非起動状態と前記起動状態とにおける前記切替機構部回動角度の変化量とを取得するように構成されている、請求項１〜３のいずれか１項に記載のシフト装置。
【請求項５】
前記制御部は、前記非起動状態と前記起動状態とにおける前記駆動部回転角度の変化量が駆動部閾値以上である場合、または、前記非起動状態と前記起動状態とにおける前記切替機構部回動角度の変化量が切替機構部閾値以上である場合に、前記非起動状態から前記起動状態に復帰した際に前記シフト切替機構部の前記相対位置に関する学習処理を行うように構成されている、請求項１〜４のいずれか１項に記載のシフト装置。
【請求項６】
前記切替機構部回動角度検出部は、回動せずに固定される磁力発生部と、前記シフト切替機構部と共に回動する磁力検出部とを含み、
前記磁力発生部は、前記シフト切替機構部の回動範囲よりも広い範囲に亘って円弧状に配置されている、請求項１〜５のいずれか１項に記載のシフト装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、シフト装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、シフト位置を切り替えるためのシフト切替機構部を備えるシフト装置が知られている（たとえば、特許文献１参照）。
【０００３】
上記特許文献１には、マニュアルレバーの位置を移動させるモータ（回転駆動部）を含み、車両の運転者によって操作されるレバーの位置に応じてマニュアルレバーを移動させるように構成された制御装置と、マイコン（制御部）とを備えるシフトバイワイヤ装置（シフト装置）が開示されている。この特許文献１に記載のシフトバイワイヤ装置の制御装置は、モータの回転角度毎に信号を出力するエンコーダを含んでいる。また、マイコンは、エンコーダからの信号を計数することにより、モータの回転位置を取得するように構成されている。また、マイコンは、モータを駆動させるウェイクアップ状態（起動状態）と、モータおよび一部の機器への電源供給の遮断または減少が行われて消費電力が抑制されるスリープ状態（非起動状態）とに切り替え可能に構成されている。
【０００４】
ここで、特許文献１のシフトバイワイヤ装置では、スリープ状態において振動等に起因してモータの回転位置が変化した場合には、スリープ状態からウェイクアップ状態に変化した際に、回転位置の初期化等（学習処理）を行うように構成されている。この回転位置の初期化等を行うために、特許文献１のシフトバイワイヤ装置では、スリープ状態においても、モータの回転角度を検知するエンコーダに電源供給が行われている。そして、特許文献１のシフトバイワイヤ装置では、エンコーダの信号に変化があるとマイコンが再起動されてウェイクアップ状態に切り替わり、モータなどの機器への電源供給が再開されるように構成されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特許第５６０５２５４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、上記特許文献１のシフトバイワイヤ装置（シフト装置）では、回転位置の初期化等を行うために、スリープ状態においてもエンコーダに電源供給が行われるため、スリープ状態（非起動状態）での消費電力を十分に減少させることができないという問題点がある。さらに、エンコーダの信号に変化があるとマイコンが再起動されてウェイクアップ状態に切り替わるため、シフトバイワイヤ装置における消費電力がさらに増大してしまうという問題点もある。
【０００７】
この発明は、上記のような課題を解決するためになされたものであり、この発明の１つの目的は、消費電力を減少させつつ、非起動状態から起動状態に移行した際にシフト切替機構部の相対位置に関する学習処理を行うことが可能なシフト装置を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上記目的を達成するために、この発明の一の局面におけるシフト装置は、シフト位置を切り替えるためのシフト切替機構部と、起動状態と非起動状態とに切り替えられるように構成されているとともに、シフト切替機構部を回動駆動するための回転駆動力を発生させる回転駆動部と、回転駆動部の回転駆動による駆動部回転角度を検出する駆動部回転角度検出部と、シフト切替機構部の回動駆動による切替機構部回動角度を検出する切替機構部回動角度検出部と、回転駆動部を制御する制御部と、を備え、制御部は、非起動状態と起動状態とにおける駆動部回転角度の変化量と、非起動状態と起動状態とにおける切替機構部回動角度の変化量との両方に基づいて、非起動状態から起動状態に移行した際にシフト切替機構部の回転駆動部に対する相対位置に関する学習処理を行うように構成されている。
【０００９】
この発明の一の局面によるシフト装置は、上記のように、駆動部回転角度を検出する駆動部回転角度検出部と、切替機構部回動角度を検出する切替機構部回動角度検出部とを備える。そして、制御部を、非起動状態と起動状態とにおける駆動部回転角度の変化量と、非起動状態と起動状態とにおける切替機構部回動角度の変化量との両方に基づいて、非起動状態から起動状態に移行した際にシフト切替機構部の回転駆動部に対する相対位置に関する学習処理を行うように構成する。これにより、非起動状態において駆動部回転角度検出部および切替機構部回動角度検出部の両方に通電を行わなくても、非起動状態と起動状態とにおける駆動部回転角度の変化量および切替機構部回動角度の変化量に基づき、非起動状態から起動状態に移行した際にシフト切替機構部の相対位置に関する学習処理を行うことができる。この結果、シフト装置における非起動状態での消費電力を十分に減少させることができる。また、非起動状態において、駆動部回転角度検出部または切替機構部回動角度検出部の出力変化に応じて起動状態に切り替わらせる必要がないので、シフト装置における消費電力の増大を抑制することができる。これらの結果、シフト装置における消費電力を減少させつつ、非起動状態から起動状態に移行した際にシフト切替機構部の相対位置に関する学習処理を行うことができる。
【００１０】
また、この発明の一の局面によるシフト装置は、上記のように、駆動部回転角度検出部と切替機構部回動角度検出部とを備える。これにより、たとえ、駆動部回転角度検出部または切替機構部回動角度検出部のいずれか一方からの信号が変化しない場合があったとしても、駆動部回転角度検出部または切替機構部回動角度検出部の他方の検出結果により、回転駆動部の回転位置などを確実に把握することができる。この結果、シフト装置において、シフト位置の切替制御を適切に行うことができる。
【００１１】
上記一の局面によるシフト装置において、好ましくは、シフト切替機構部は、シフト切替機構部が回転駆動部の回転駆動に合わせて回動駆動する従動回動状態と、シフト切替機構部が回転駆動部の回転駆動に合わせた回動駆動を行わない非従動回動状態とに切り替わるように構成されており、シフト切替機構部は、非従動回動状態から、回転駆動部が電気角で１回転未満回動駆動する範囲内で従動回動状態に切り替わるように構成されている。
【００１２】
このように構成すれば、非従動回動状態において、回転駆動部が電気角で１回転以上回転するのを抑制することができる。これにより、たとえば、シフト切替機構部が非従動回動状態であることに起因して、切替機構部回動角度検出部からの信号が変化しない場合であったとしても、回転駆動部が電気角で１回転以上回転して駆動部回転角度検出部からの信号が等しくなる場合が生じる前に、シフト切替機構部を従動回動状態に切り替えることができる。したがって、シフト装置においてシフト位置の切替制御が適切に行えなくなるのを抑制することができる。
【００１３】
この場合、好ましくは、回転駆動部側に設けられた駆動部側部材と、シフト切替機構部側に設けられ、駆動部側部材の回動に伴い回動される従動部側部材とを含み、回転駆動部側から駆動力を伝達してシフト切替機構部を回動駆動させる駆動力伝達機構をさらに備え、駆動部側部材と従動部側部材との間に所定量のガタを設けることにより、シフト切替機構部は、非従動回動状態から、回転駆動部が電気角で１回転未満回動駆動する範囲内で従動回動状態に切り替わるように構成されている。
【００１４】
このように構成すれば、駆動部側部材と従動部側部材との間に所定量のガタが設けられた駆動力伝達機構により、シフト切替機構部を、非従動回動状態から、回転駆動部が電気角で１回転未満回動駆動する範囲内で従動回動状態に切り替わるように容易に構成することができる。また、駆動部側部材と従動部側部材とを有する駆動力伝達機構を用いることにより、シフト切替機構部に回動駆動力を伝達する際に、回転駆動部の回転数等を適宜変更するように構成することができる。
【００１５】
上記一の局面によるシフト装置において、好ましくは、駆動部回転角度に関する情報と切替機構部回動角度に関する情報とを記憶する記憶部をさらに備え、制御部は、非起動状態に移行する際に、駆動部回転角度に関する情報および切替機構部回動角度に関する情報を記憶部に記憶させた後、駆動部回転角度検出部および切替機構部回動角度検出部への電源供給を停止させるように構成されており、制御部は、起動状態に移行する際に、駆動部回転角度検出部および切替機構部回動角度検出部への電源供給を再開させ、記憶部に記憶させた駆動部回転角度に関する情報および切替機構部回動角度に関する情報を取得して、非起動状態と起動状態とにおける駆動部回転角度の変化量と、非起動状態と起動状態とにおける切替機構部回動角度の変化量とを取得するように構成されている。
【００１６】
このように構成すれば、制御部が、非起動状態に移行する際に記憶部に記憶させた駆動部回転角度に関する情報および切替機構部回動角度に関する情報を、起動状態に移行する際に取得することによって、確実に、シフト切替機構部の回転駆動部に対する相対位置に関する学習処理を行うことができる。また、制御部を、駆動部回転角度に関する情報および切替機構部回動角度に関する情報を記憶部に記憶させた後、駆動部回転角度検出部および切替機構部回動角度検出部への電源供給を停止させるように構成する。これにより、駆動部回転角度に関する情報および切替機構部回動角度に関する情報を記憶させつつ、シフト装置における消費電力を早期かつ確実に減少させることができる。
【００１７】
上記一の局面によるシフト装置において、好ましくは、制御部は、非起動状態と起動状態とにおける駆動部回転角度の変化量が駆動部閾値以上である場合、または、非起動状態と起動状態とにおける切替機構部回動角度の変化量が切替機構部閾値以上である場合に、非起動状態から起動状態に復帰した際にシフト切替機構部の相対位置に関する学習処理を行うように構成されている。
【００１８】
このように構成すれば、非起動状態と起動状態とにおける駆動部回転角度の変化量が駆動部閾値未満で、かつ、非起動状態と起動状態とにおける切替機構部回動角度の変化量が切替機構部閾値未満である場合に、学習処理を行わないように制御部を構成することができるので、シフト装置において不必要に学習処理が行われるのを抑制することができる。これにより、たとえば、学習処理として壁当て制御（回転駆動部を可動範囲の限界まで回転させて、基準位置を学習する制御）を行う場合には、回転駆動部などに不必要な負荷が加えられるのを抑制することができる。
【００１９】
上記一の局面によるシフト装置において、好ましくは、切替機構部回動角度検出部は、回動せずに固定される磁力発生部と、シフト切替機構部と共に回動する磁力検出部とを含み、磁力発生部は、シフト切替機構部の回動範囲よりも広い範囲に亘って円弧状に配置されている。
【００２０】
このように構成すれば、シフト切替機構部の回動範囲の全域において、確実に磁力検出部に検出させることができる。
【００２１】
なお、本出願では、上記一の局面によるシフト装置において、以下のような構成も考えられる。
【００２２】
（付記項１）
すなわち、上記駆動部側部材と従動部側部材とを含む駆動力伝達機構をさらに備えるシフト装置において、駆動部側部材は、第１係合部を有し、従動部側部材は、第１係合部に所定量のガタを有して係合するとともに駆動部側部材からの駆動力が伝達される第２係合部を有する。
【００２３】
（付記項２）
また、上記第１係合部に所定量のガタを有して係合する第２係合部を従動部側部材が有するシフト装置において、第１係合部は、回動方向に円弧状に延びる長孔であり、第２係合部は、長孔の幅方向の長さと略同一の長さの外径を有し、長孔に挿入される円柱状の突起部であり、所定量のガタは、長孔の長手方向の長さから円柱状の突起部が占める長さを除いた長さを有する。
【００２４】
（付記項３）
また、上記一の局面によるシフト装置において、回転駆動部側から駆動力を伝達してシフト切替機構部を回動駆動させる駆動力伝達機構をさらに備え、シフト切替機構部は、駆動力伝達機構に接続されているとともに、切替機構部回動角度検出部により切替機構部回動角度が検出される出力軸部を含む。
【図面の簡単な説明】
【００２５】
【図１】本発明の第１および第２実施形態によるシフト装置の制御構成を示したブロック図である。
【図２】本発明の第１実施形態によるシフト装置の全体構成を概略的に示した斜視図である。
【図３】本発明の第１実施形態によるシフト装置を構成するディテントプレートを示した図である。
【図４】本発明の第１実施形態によるシフト装置を構成するアクチュエータユニットを示した断面図である。
【図５】本発明の第１実施形態によるシフト装置を構成するアクチュエータユニットにおいて、減速機構部の構造を示した図である。
【図６】本発明の第１実施形態によるシフト装置を構成する最終ギアの回動範囲を説明するための平面図である。
【図７】本発明の第１実施形態によるシフト装置を構成するモータ側の中間ギアとシフト切替機構部側の中間ギアとの状態（従動回動状態）を示した図である。
【図８】本発明の第１実施形態によるシフト装置を構成するモータ側の中間ギアとシフト切替機構部側の中間ギアとの状態（非従動回動状態）を示した図である。
【図９】本発明の第１実施形態によるシフト装置においてパターン番号と出力電圧との変化について説明するための図である。
【図１０】本発明の第１実施形態によるシフト装置におけるスリープ状態移行時のＥＣＵの制御フローである。
【図１１】本発明の第１実施形態によるシフト装置におけるウェイクアップ状態移行時のＥＣＵの制御フローである。
【図１２】本発明の第２実施形態によるシフト装置におけるウェイクアップ状態移行時のＥＣＵの制御フローである。
【発明を実施するための形態】
【００２６】
以下、本発明の実施形態を図面に基づいて説明する。
【００２７】
＜第１実施形態＞
まず、図１〜図８を参照して、本発明の第１実施形態によるシフト装置１００の構成について説明する。
【００２８】
本発明の第１実施形態によるシフト装置１００は、自動車などの車両１１０に搭載されている。図１に示すように、車両１１０では、乗員（運転者）がシフトレバー（またはシフトスイッチ）などの操作部１１１を介してシフトの切替操作を行った場合に、変速機構部１２０に対する電気的なシフト位置の切替制御が行われる。すなわち、操作部１１１に設けられたシフトセンサ１１２を介してシフトレバーの位置がシフト装置１００側に入力される。そして、シフト装置１００に設けられた専用のＥＣＵ５０（制御部の一例）から送信される制御信号に基づいて、乗員のシフト操作に対応したＰ（パーキング）位置、Ｒ（リバース）位置、Ｎ（ニュートラル）位置およびＤ（ドライブ）位置のいずれかのシフト位置（図２および図３参照）に変速機構部１２０が切り替えられる。このようなシフト位置の切替制御は、シフトバイワイヤ（ＳＢＷ）と呼ばれる。
【００２９】
シフト装置１００は、アクチュエータユニット６０と、アクチュエータユニット６０により駆動されるシフト切替機構部７０とを備えている。また、シフト切替機構部７０は、図２に示すように、変速機構部１２０内の油圧制御回路部１３０とパーキング機構部１４０とに機械的に接続されている。そして、シフト切替機構部７０が駆動されることによって、変速機構部１２０のシフト位置が機械的に切り替えられるように構成されている。
【００３０】
（シフト切替機構部の構成）
シフト切替機構部７０は、図２に示すように、ディテントプレート７１と、ディテントスプリング７２とを含んでいる。ディテントプレート７１は、図３に示すように、Ｐ位置、Ｒ位置、Ｎ位置およびＤ位置にそれぞれ対応する４つの谷部７１ａを有している。ディテントスプリング７２は、４つの谷部７１ａのいずれかのシフト位置でディテントプレート７１を保持（固定）する機能を有する。具体的には、ディテントスプリング７２は、一方端部が変速機構部１２０のケーシング１２１（図２参照）に固定されるとともに、他方端部側にローラ部７３が取り付けられている。また、ディテントスプリング７２によりローラ部７３が後述する出力軸２５側に付勢されることによって、ローラ部７３は、４つの谷部７１ａのいずれかに嵌まり込むことが可能なように構成されている。
【００３１】
また、ディテントプレート７１は、図２に示すように、出力軸２５の下端部（Ｚ２側）に固定されており、ディテントプレート７１は、出力軸２５と一体的に回動軸線Ｃ１まわりに回動される。これにより、ディテントスプリング７２は、ディテントプレート７１の矢印Ａ１方向または矢印Ａ２方向への正逆回動（揺動）に伴ってローラ部７３が摺動する。そして、摺動したローラ部７３が谷部７１ａのいずれかに嵌合した状態で、シフト位置がディテントスプリング７２の付勢力Ｆにより保持されるようにシフト切替機構部７０は構成されている。
【００３２】
また、ディテントプレート７１は、腕部７４および腕部７５をさらに有している。腕部７４は、油圧制御回路部１３０に接続されている。そして、油圧制御回路部１３０は、シフト位置がＰ位置以外のいずれかに切り替えられた際に、各シフト位置に対応する油圧回路が形成するように構成されている。腕部７５は、パーキング機構部１４０に接続されている。パーキング機構部１４０は、シフト位置がＰ位置に切り替えられた際に、図示しないクランク軸の回転を規制する一方、シフト位置がＰ位置以外のいずれかに切り替えられた際に、クランク軸の回転を規制しないように構成されている。
【００３３】
（アクチュエータユニットの構成）
アクチュエータユニット６０は、図１に示すように、モータ１０（回転駆動部の一例）と、減速機構部２０（駆動力伝達機構の一例）と、ロータ回転角度センサ３０（駆動部回転角度検出部の一例）と、出力軸回動角度センサ４０（切替機構部回動角度検出部の一例）と、ＥＣＵ５０（制御部の一例）と、記憶部５１とを含んでいる。また、アクチュエータユニット６０は、減速機構部２０の出力側に接続され、回動軸線Ｃ１回りに回動可能な出力軸２５をさらに含んでいる。
【００３４】
ＥＣＵ５０は、基板５２ａ（図４参照）に電子部品が実装された基板部品である。このＥＣＵ５０は、モータ１０、ロータ回転角度センサ３０および出力軸回動角度センサ４０に電気的に接続されている。これにより、ＥＣＵ５０は、車両１１０のバッテリ９０からモータ１０、ロータ回転角度センサ３０および出力軸回動角度センサ４０への電源供給を制御可能に構成されている。また、ＥＣＵ５０は、ロータ回転角度センサ３０から、後述するロータ１１の回転角度に関するロータ回転角度情報（デジタル信号）を受信可能に構成されているとともに、出力軸回動角度センサ４０から、出力軸２５（ディテントプレート７１）の出力軸回動角度（プレート回動角度）に関するプレート回動角度情報（出力電圧）を受信可能に構成されている。また、ＥＣＵ５０は、車両１１０に搭載されたエンジン１５０を制御するＥＣＵ１５１と相互通信を行うことが可能である。
【００３５】
記憶部５１は、不揮発性のメモリを含んでいる。記憶部５１は、後述するスリープ状態移行時に、ロータ回転角度情報およびプレート回動角度情報を記憶することが可能に構成されている。
【００３６】
また、アクチュエータユニット６０は、図４に示すように、モータハウジング６１と、モータカバー６２と、ギアハウジング６３とから外形が構成されている。モータハウジング６１およびモータカバー６２により、モータ１０およびＥＣＵ５０が収容されるモータ室６４が形成されている。また、モータハウジング６１およびギアハウジング６３により、減速機構部２０が収容されるギア室６５が形成されている。
【００３７】
モータハウジング６１には、ＥＣＵ５０に電気的に接続される端子が形成されたソケット６１ａが形成されている。また、モータハウジング６１では、ソケット６１ａおよびＥＣＵ５０を介して、モータ１０、ロータ回転角度センサ３０および出力軸回動角度センサ４０に電力（電源）が供給される。
【００３８】
モータ１０は、シフト切替機構部７０を回動駆動するための回転駆動力を発生させる機能を有している。モータ１０は、回転可能に支持されたロータ１１と、ロータ１１の周囲に磁気的間隙を有して対向するように配置されたステータ１２とによって構成されている。
【００３９】
モータ１０は、いわゆる三相モータである。具体的には、ロータ１１は、シャフトピニオン１１ａとロータコア１１ｂとを有しており、ロータコア１１ｂの表面には、図示しない永久磁石としてのＮ極磁石およびＳ極磁石が回動軸線Ｃ１まわりに等角度間隔（４５°）で交互に貼り付けられている。したがって、モータ１０の極数は８である。この結果、モータ１０（ロータ１１）の電気角は、モータ１０の（物理的な）回転角の４倍となる。
【００４０】
シャフトピニオン１１ａは、モータ室６４およびギア室６５を連通するようにＺ軸方向に延びる軸部材である。また、シャフトピニオン１１ａは、出力軸２５と同じ回動軸線Ｃ１まわりに回転可能に構成されている。また、シャフトピニオン１１ａの下部（Ｚ２側）には、ギア溝がヘリカル状に形成されたギア部１１ｃが一体的に形成されている。なお、ギア部１１ｃは、ギア径が十分に小さくなるように小歯数かつ大ねじれ角で形成されたいわゆる小歯数ヘリカルギアである。
【００４１】
ステータ１２は、モータハウジング６１のモータ室６４内に固定されたステータコア１３と、通電により磁力を発生する複数相（Ｕ相、Ｖ相およびＷ相）の励磁コイル１４（図１参照）とを有している。ステータコア１３は、シャフトピニオン１１ａの回動軸線Ｃ１と中心が略一致するように配置されている。また、ステータコア１３は、Ｚ軸方向に延びる一対の支持軸１３ａにより、モータ室６４内に固定されている。
【００４２】
なお、モータ１０では、Ｕ−Ｖ通電、Ｕ−Ｗ通電、Ｖ−Ｗ通電、Ｖ−Ｕ通電、Ｗ−Ｕ通電およびＷ−Ｖ通電の各々（１通電ステップ）においてロータ１１は１５度だけ矢印Ａ１またはＡ２方向に回転され、６通電ステップで９０度だけ矢印Ａ１またはＡ２方向に回転されるように構成されている。また、６通電ステップ周期でロータコア１１ｂ内の永久磁石（図示せず）におけるＮ極およびＳ極の並び位置（着磁位相）が、見かけ上、元に戻される。つまり、６通電ステップ周期がモータ１０の電気角１回転に該当する。
【００４３】
減速機構部２０は、図４および図５に示すように、ギア部２１ａ、２２ａおよび２３ａをそれぞれ有する中間ギア２１（駆動部側部材の一例）、中間ギア２２（従動部側部材の一例）、および、最終ギア２３を含む。
【００４４】
中間ギア２１は、回動軸線Ｃ１とは異なる回動軸線Ｃ２回りに回動するように構成されている。なお、回動軸線Ｃ２は、一方の支持軸１３ａの中心を通りＺ軸方向に延びる直線である。また、中間ギア２１のギア部２１ａは、ロータ１１のギア部１１ｃと噛合するように構成されている。つまり、中間ギア２１は、減速機構部２０において、モータ１０側に設けられている。また、中間ギア２１は、図５に示すように、上面視において円状である。中間ギア２１の外周部には、ギア部２１ａが形成されている。
【００４５】
中間ギア２２は、中間ギア２１と同じ回動軸線Ｃ２回りに回動するとともに、中間ギア２１の下面側（Ｚ２側）配置されるように構成されている。また、中間ギア２２のギア部２２ａは、中間ギア２２の下面（Ｚ２側）に形成されている。
【００４６】
ここで、中間ギア２１は、図７および図８に示すように、中間ギア２１を貫通するように設けられた複数（２個）の長孔２１ｂを有する。長孔２１ｂは、中間ギア２１の回動方向に互いに１８０度間隔で配置されている。複数の長孔２１ｂは、各々、回動方向（Ａ１またはＡ２方向）に円弧状に延びるとともに、中間ギア２１の径方向よりも回動方向に長い長孔である。
【００４７】
中間ギア２２の上面（Ｚ１側）には、上方（Ｚ１側）に突出する複数（２個）の円柱状の係合凸部２２ｂが設けられている。係合凸部２２ｂは、長径方向の両側の周縁部に１８０度間隔で配置されている。
【００４８】
そして、中間ギア２１に下方から上方（Ｚ１側）に向かって中間ギア２２が隣接配置された状態で、互いに１８０度間隔で配置された係合凸部２２ｂの各々が、対応する中間ギア２１の２個の長孔２１ｂにそれぞれ挿入（係合）されるように構成されている。なお、複数の係合凸部２２ｂは、長孔２１ｂの幅方向（径方向）の長さと略同一の外径を有している。また、複数の係合凸部２２ｂは、回動方向に沿って長孔２１ｂ内を移動可能なように形成されている。
【００４９】
係合凸部２２ｂは、中間ギア２１の長孔２１ｂに対して所定量のガタＳ（長孔２１ｂの長手方向（回動方向）の長さ）を有して挿入されている。すなわち、互いに係合された係合凸部２２ｂと長孔２１ｂとに生じる回動方向のガタＳの分（所定角度幅）だけ、中間ギア２１と中間ギア２２との間の相対的な自由回動（自由回転）が許容されるように構成されている。ここで、所定量のガタＳは、長孔２１ｂの長手方向の長さから円柱状の係合凸部２２ｂの占める長さを除いた長さである。なお、長孔２１ｂの長手方向の長さとは、長孔２１ｂの径方向の中心を通る、中間ギア２１の中心（回動軸線Ｃ２）を中心とした円弧の長さであり、所定量のガタＳも、中間ギア２１の中心を中心とした円弧の長さである。
【００５０】
したがって、シフト装置１００のシフト切替機構部７０では、中間ギア２２が中間ギア２１の回動に合わせて回動する従動回動状態と、中間ギア２２が中間ギア２１の回動に合わせた回動を行わない（相対的な自由回動を行う）非従動回動状態とに切り替わることが可能に構成されている。なお、図７は、従動回動状態を示しており、図８は、非従動回動状態を示している。
【００５１】
最終ギア２３のギア部２３ａは、図５に示すように、中間ギア２２のギア部２２ａに噛合するように構成されている。具体的には、最終ギア２３のギア部２３ａは、最終ギア２３の回動方向に延びる扇形状の長孔のうち、回動軸線Ｃ１から離れた側の内面に内歯車として形成されている。なお、扇形状の長孔内に、中間ギア２２のギア部２２ａが配置可能に構成されている。
【００５２】
ここで、図６に示すように、最終ギア２３のギア部２３ａは、扇形状の長孔の内面に、１８０度未満の角度範囲で形成されている。これにより、中間ギア２２のギア部２２ａがギア部２３ａが形成された扇形状の長孔の内面に当接（係止）することによって、最終ギア２３は、１８０度未満の回動範囲内で回動可能なように構成されている。この結果、出力軸２５およびシフト切替機構部７０（ディテントプレート７１）は、１８０度未満の回動範囲内で回動可能なように構成されている。
【００５３】
また、図４に示すように、最終ギア２３では、出力軸２５が嵌め込まれる出力軸受部２６が、嵌合孔２３ｂに嵌め込まれて固定されている。これにより、最終ギア２３は、出力軸２５と同じ回動軸線Ｃ１を有することによって、出力軸２５を介してシフト切替機構部７０（ディテントプレート７１）と同じ回動角度で共に回動可能である。
【００５４】
なお、減速機構部２０は、中間ギア２１、中間ギア２２および最終ギア２３により、シャフトピニオン１１ａ（ロータ１１）の回転を出力軸２５側で減速させるように構成されている。具体的には、減速機構部２０は、減速比が１：５０となるように構成されている。すなわち、ロータ１１が５０回転（モータ１０は、２４×５０＝１２００通電ステップ）された場合に、出力軸２５が１回動されるように構成されている。したがって、モータ１０では、１通電ステップでロータ１１が１５度（電気角でπ／２（ｒａｄ））回転されるので、出力軸２５は、０．３度（＝１５／５０）回動される。
【００５５】
図４に示すように、ロータ回転角度センサ３０は、ロータ１１の回転量（ロータ回転角度）に応じたパルス数を出力するデジタルエンコーダである。すなわち、ロータ回転角度センサ３０（一点鎖線枠内）は、ホールＩＣからなる３個の磁気センサ３１（ＨＡ、ＨＢ、ＨＣ、図９参照）と、検出用の磁石３２とにより構成されている。磁気センサ３１は、基板５２ａに等角度（約１２０度）間隔で実装されている。そして、磁気センサ３１は、磁石３２の磁場の大きさに基づいて、デジタル信号（Ｈ（ハイ）またはＬ（ロウ））を出力するように構成れている。磁石３２は、ロータコア１１ｂの上面（Ｚ１側）に取り付けられている。
【００５６】
この結果、磁石３２と対向するように基板５２ａに設けられた３個の磁気センサ３１の各々からデジタル信号が出力されて、ＥＣＵ５０に送信される。そして、ＥＣＵ５０は、３個のデジタル信号に応じて、６個のパターン番号に分類するように構成されている。具体的には、ＥＣＵ５０は、３個のデジタル信号に応じて、６個のパターン番号（ロータ回転角度情報）に分類するように構成されている。
【００５７】
具体的には、ＨＡおよびＨＣがＨ（ハイ）でありＨＢがＬ（ロウ）である場合には、ＥＣＵ５０によりパターン番号が「０」であると判断され、ＨＡがＨ（ハイ）でありＨＢおよびＨＣがＬ（ロウ）である場合には、ＥＣＵ５０によりパターン番号が「１」であると判断される。また、ＨＡおよびＨＢがＨ（ハイ）でありＨＣがＬ（ロウ）である場合には、ＥＣＵ５０によりパターン番号が「２」であると判断され、ＨＢがＨ（ハイ）でありＨＡおよびＨＣがＬ（ロウ）である場合には、ＥＣＵ５０によりパターン番号が「３」であると判断される。また、ＨＢおよびＨＣがＨ（ハイ）でありＨＡがＬ（ロウ）である場合には、ＥＣＵ５０によりパターン番号が「４」であると判断され、ＨＣがＨ（ハイ）でありＨＡおよびＨＢがＬ（ロウ）である場合には、ＥＣＵ５０によりパターン番号が「５」であると判断される。
【００５８】
ここで、ＥＣＵ５０は、モータ１０への１通電ステップが、パターン番号を「１」だけ増加または減少させることに対応するようにモータ１０を制御するように構成されている。具体的には、ＥＣＵ５０は、１通電ステップだけ矢印Ａ２方向にロータ１１が回動させた際に、パターン番号を１だけ増加させ（またはパターン番号を「５」から「０」にし）、１通電ステップだけ矢印Ａ１方向にロータ１１が回動させた際に、パターン番号を１だけ減少させる（またはパターン番号を「０」から「５」にする）ように構成されている。
【００５９】
出力軸回動角度センサ４０は、出力軸２５（シフト切替機構部７０のディテントプレート７１）の出力角に応じた磁力を検出し、その検出した磁力に応じたアナログ信号を出力するアナログ磁気センサである。すなわち、出力軸回動角度センサ４０（一点鎖線枠内）は、ホールＩＣからなる磁気センサ４１（磁力検出部の一例）と、検出用の磁石４２（磁力発生部の一例）とにより構成されている。磁気センサ４１は、図４に示すように、基板５２ｂに実装されて固定されている。磁石４２は、最終ギア２３に取り付けられている。
【００６０】
また、図５および図６に示すように、磁石４２は、平面視において、半円（円弧）状に配置されている。つまり、磁石４２は、平面視において、１８０度の角度範囲に配置されている。この結果、磁石４２は、シフト切替機構部７０の（ディテントプレート７１）の回動範囲（１８０度未満の回動範囲）よりも広い範囲に亘って円弧状に配置されている。
【００６１】
また、磁石４２は、３個の磁極４２ａに分割されているとともに、隣接する磁極４２ａによる磁場の向きが反対になるように構成されている。この結果、出力軸回動角度センサ４０は、磁気センサ４１による分解能を維持しつつ、検出可能な出力軸２５の回動角度（ディテントプレート７１の回動角度（プレート回動角度））を大きくすることが可能である。
【００６２】
なお、基板５２ａと基板５２ｂとは、配線５３により電気的に接続されている。そして、ＥＣＵ５０は、ロータ回転角度情報（パターン番号）およびプレート回動角度（出力電圧）に基づいて励磁コイル１４への通電を切替制御することにより、シフト装置１００においてシフト位置の切替制御を行うように構成されている。
【００６３】
また、シフト装置１００（モータ１０）は、ＥＣＵ５０の制御により、モータ１０が駆動しないスリープ状態（非起動状態の一例）と、モータ１０が駆動するウェイクアップ状態（起動状態の一例）とに切り替えられるように構成されている。なお、ウェイクアップ状態では、モータ１０、ロータ回転角度センサ３０および出力軸回動角度センサ４０への電源供給が行われることにより、シフト装置１００によるシフト位置の切替制御が行われる。一方、スリープ状態では、モータ１０への電源供給が停止されることに加えて、シフト装置１００のロータ回転角度センサ３０および出力軸回動角度センサ４０への電源供給が停止される。さらに、ＥＣＵ５０の一部の機能も停止される。この結果、スリープ状態においては、シフト装置１００の消費電力が大きく減少する。
【００６４】
なお、シフト装置１００は、たとえば、シフト装置１００を備える車両１１０が停車された際、エンジン１５０が点火されなくなった際、ＥＣＵ１５１からの信号送信が停止した際などのスリープ状態移行条件を満たした場合に、ＥＣＵ５０により、ウェイクアップ状態からスリープ状態に移行する。また、シフト装置１００は、車両１１０が始動された際、エンジン１５０が新たに点火された際、ＥＣＵ１５１からの信号送信が再開した際などのウェイクアップ状態移行条件を満たした場合に、ＥＣＵ５０により、スリープ状態からウェイクアップ状態に移行する。
【００６５】
ここで、スリープ状態において、シフト装置１００を構成する部品の振動などに起因してロータ１１が意図せずに回転することなどがある。この場合、シフト切替機構部７０のモータ１０（ロータ１１）に対する相対基準位置がずれるとともに、スリープ状態移行時においてロータ回転角度センサ３０の磁気センサ３１から出力されるデジタル信号（パターン番号）および出力軸回動角度センサ４０の磁気センサ４１から出力される出力電圧と、現時点でのデジタル信号（パターン番号）および出力電圧との少なくともいずれか一方が変化する。そして、デジタル信号（パターン番号）および出力電圧の少なくともいずれか一方が変化した状態で、スリープ状態からウェイクアップ状態に移行すると、相対基準位置がずれた状態でシフト位置の切替制御が行われるため、シフト位置の切替制御が正確に行われなくなってしまう。
【００６６】
そこで、第１実施形態では、ＥＣＵ５０は、スリープ状態とウェイクアップ状態とにおけるロータ回転角度の変化量と、スリープ状態とウェイクアップ状態とにおけるプレート回動角度の変化量との両方に基づいて、スリープ状態からウェイクアップ状態に移行した際にディテントプレート７１のロータ１１に対する相対位置に関する学習処理を行うように構成されている。なお、第１実施形態において、ディテントプレート７１のロータ１１に対する相対位置に関する学習処理とは、ディテントプレート７１のプレート回動角度のロータ１１の回転角度に対する相対角度位置がずれている場合に、相対（角度）位置を元の相対基準（角度）位置に戻す処理を意味する。たとえば、ＥＣＵ５０の制御により、一般的な壁当て処理などが行われる。
【００６７】
たとえば、スリープ状態からウェイクアップ状態に移行した際に、ロータ回転角度センサ３０からのパターン番号（ロータ回転角度）が「５」から「４」または「０」に変化していた場合を想定する。この場合、ＥＣＵ５０により、ディテントプレート７１のプレート回動角度のロータ１１の回転角度に対する相対角度位置がずれていると判断して、相対角度位置を元の相対基準角度位置に戻す学習処理が行われる。
【００６８】
また、図７および図８に示すように、第１実施形態では、上記したように、ディテントプレート７１側の中間ギア２２の係合凸部２２ｂとロータ１１側の中間ギア２１の長孔２１ｂとの所定量のガタＳにより、シフト装置１００は、従動回動状態と非従動回動状態となるように構成されている。ここで、ディテントプレート７１側の中間ギア２２が動かない非従動回動状態では、出力軸回動角度センサ４０の磁気センサ４１からの出力電圧が変化しないので、ロータ回転角度センサ３０の３個の磁気センサ３１から出力されるデジタル信号（パターン番号）に基づいて回動を判断する必要がある。しかしながら、デジタル信号（パターン番号）はモータ１０の電気角１回転毎に同じデジタル信号（パターン番号）となるため、ＥＣＵ５０は、相対位置の変化を正確に認識できない虞がある。
【００６９】
そこで、第１実施形態では、シフト切替機構部７０を、非従動回動状態から、モータ１０のロータ１１が電気角で１回転未満回動駆動する範囲内で従動回動状態に切り替わるように構成している。つまり、所定量のガタＳは、ロータ１１の電気角の１周期（２π（ｒａｄ））未満の電気角に対応する大きさになるように形成されている。具体的には、第１実施形態では、モータ１０の極数が８であることにより、所定量のガタＳは、円弧の中心角が９０度（＝３６０／４）未満の円弧（たとえば中心角６０度の円弧）になるように構成されている。この結果、磁気センサ３１から出力されるデジタル信号（パターン番号）が１回転するよりも前に、ディテントプレート７１側の中間ギア２２が動かない非従動回動状態から、ロータ１１側の中間ギア２１と共に中間ギア２２が回動する従動回動状態に切り替わるので、ＥＣＵ５０は、相対位置の変化を正確に認識することが可能である。
【００７０】
図９を参照して、所定量のガタＳに起因するパターン番号（ロータ回転角度）と、出力軸回動角度センサ４０からの出力電圧との変化について詳細に説明する。なお、図９では、一例として、中間ギア２１がＡ２方向に回動する場合について説明する。
【００７１】
まず、状態Ｐ１のように、ローラ部７３が、いずれかのシフト位置に対応するディテントプレート７１の谷部７１ａに嵌まり込んでいない状態では、ディテントスプリング７２の付勢力Ｆによりディテントプレート７１、出力軸２５、最終ギア２３および中間ギア２２が、中間ギア２１およびロータ１１と共に回動される従動回動状態となる。この従動回動状態では、長孔２１ｂのＡ１方向側の内周面と係合凸部２２ｂの外周面とが当接している。また、この従動回動状態では、パターン番号の増加と出力電圧の増加とが一対一で対応している。
【００７２】
ここで、中間ギア２１がさらにＡ２方向に回転すると、ディテントスプリング７２の付勢力Ｆにより、ローラ部７３が、いずれかのシフト位置に対応するディテントプレート７１の谷部７１ａに嵌まり込む状態Ｐ２となる。この際には、中間ギア２２が所定量のガタＳの分だけ中間ギア２１の回転に先行して揺動（回動）される。そして、ディテントスプリング７２が谷部７１ａに嵌まり込んでディテントプレート７１の揺動が停止する。この状態Ｐ２では、中間ギア２１は回転せずに中間ギア２２が回動することによって、係合凸部２２ｂの外周面は、長孔２１ｂのＡ２方向側の内周面と接触する状態となる。
【００７３】
そして、状態Ｐ２および状態Ｐ３の場合では、Ａ２方向に回転するロータ１１の長孔２１ｂによって係合凸部２２ｂがＡ２方向に押されないので、ディテントプレート７１、出力軸２５、最終ギア２３および中間ギア２２が中間ギア２１およびロータ１１の回転に合わせた回動を行わない（相対的な自由回動を行う）非従動回動状態となる。この非従動回動状態では、パターン番号の増加が行われる一方、出力電圧は変化しない。
【００７４】
ここで、上記したように、第１実施形態のシフト装置１００では、所定量のガタＳの大きさが、ロータ１１の電気角の１周期（２π（ｒａｄ））未満の電気角に対応する大きさになるように構成されている。これにより、中間ギア２１の電気角が相対的に１回転するよりも前に、状態Ｐ４のように、長孔２１ｂのＡ１方向側の内周面と係合凸部２２ｂの外周面とが再度当接する。これにより、ディテントプレート７１のロータ１１に対する相対位置の変化が、スリープ状態とウェイクアップ状態とにおけるロータ回転角度の変化量と、スリープ状態とウェイクアップ状態とにおけるプレート回動角度の変化量とのいずれか一方に確実に反映されるので、相対位置が変化した際に学習処理を確実に行うことが可能である。
【００７５】
そして、状態Ｐ５のように、状態Ｐ１と同様に、シフト装置１００は、再び従動回動状態となる。
【００７６】
なお、上記した内容は、モータ１０のウェイクアップ状態だけでなく、スリープ状態においても、同様となる。つまり、スリープ移行前とウェイクアップ状態移行後とにおいて、ディテントプレート７１のプレート回動角度のロータ１１の回転角度に対する相対角度位置がずれている場合には、出力電圧が変化していない場合であっても、パターン番号は異なる値となる。この結果、ＥＣＵ５０は、ウェイクアップ状態移行後において、相対位置の変化を正確に認識することが可能である。
【００７７】
次に、図１０を参照して、第１実施形態におけるスリープ状態移行時におけるＥＣＵ５０の制御フローについて説明する。
【００７８】
ＥＣＵ５０は、スリープ状態移行条件を満たした場合に、ステップＳ１において、スリープ状態移行前のロータ回転角度センサ３０からの出力信号（デジタル信号）を記憶部５１に記憶するとともに、ステップＳ２において、スリープ状態移行前の出力軸回動角度センサ４０からの出力電圧を記憶部５１に記憶する。その後、ＥＣＵ５０は、ステップＳ３およびＳ４において、それぞれ、ロータ回転角度センサ３０および出力軸回動角度センサ４０への電源供給を停止して、本制御フローを終了する。なお、ＥＣＵ５０は、スリープ状態移行条件を満たした場合に、モータ１０への電源供給も停止する。
【００７９】
次に、図１１を参照して、第１実施形態におけるウェイクアップ状態移行時におけるＥＣＵ５０の制御フローについて説明する。
【００８０】
ＥＣＵ５０は、ウェイクアップ状態移行条件を満たした場合に、ステップＳ１１およびＳ１２において、それぞれ、ロータ回転角度センサ３０および出力軸回動角度センサ４０への電源供給を開始する。なお、ＥＣＵ５０は、ウェイクアップ状態移行条件を満たした場合に、モータ１０への電源供給も開始する。そして、ＥＣＵ５０は、ステップＳ１３において、ウェイクアップ状態移行時のロータ回転角度センサ３０からの出力信号（デジタル信号）を取得するとともに、ステップＳ１４において、ウェイクアップ状態移行時の出力軸回動角度センサ４０からの出力電圧を取得する。その後、ＥＣＵ５０は、ステップＳ１５において、スリープ状態移行前のロータ回転角度センサ３０からの出力信号を記憶部５１から取得するとともに、ステップＳ１６において、スリープ状態移行前の出力軸回動角度センサ４０からの出力電圧を記憶部５１から取得する。
【００８１】
そして、ＥＣＵ５０は、ステップＳ１７において、ステップＳ１３において取得したウェイクアップ状態移行時のロータ回転角度センサ３０からの出力信号と、ステップＳ１５において、記憶部５１から取得したスリープ状態移行前のロータ回転角度センサ３０からの出力信号とが異なる（変化量が０以外）か否かを判断する。出力信号が異ならない場合には、ＥＣＵ５０は、ステップＳ１８において、ステップＳ１４において取得したウェイクアップ状態移行時の出力軸回動角度センサ４０からの出力電圧と、ステップＳ１６において、記憶部５１から取得したスリープ状態移行前の出力軸回動角度センサ４０からの出力電圧とが異なる（変化量が許容閾値未満）か否かを判断する。ステップＳ１７において出力信号が異なる場合、または、ステップＳ１８において出力電圧が異なる場合には、ＥＣＵ５０は、ステップＳ１９において、学習処理を行う。そして、ＥＣＵ５０は、本制御フローを終了する。また、ステップＳ１８において出力電圧が異ならない場合には、ＥＣＵ５０は、本制御フローを終了する。
【００８２】
第１実施形態では、以下のような効果を得ることができる。
【００８３】
第１実施形態では、上記のように、シフト装置１００が、ロータ回転角度を検出するロータ回転角度センサ３０と、プレート回動角度を検出する出力軸回動角度センサ４０とを備える。そして、ＥＣＵ５０を、スリープ状態とウェイクアップ状態とにおけるロータ回転角度の変化量と、スリープ状態とウェイクアップ状態とにおけるプレート回動角度の変化量との両方に基づいて、スリープ状態からウェイクアップ状態に移行した際にシフト切替機構部７０のモータ１０（ロータ１１）に対する相対位置に関する学習処理を行うように構成する。これにより、スリープ状態においてロータ回転角度センサ３０および出力軸回動角度センサ４０の両方に通電を行わなくても、スリープ状態とウェイクアップ状態とにおけるロータ回転角度の変化量およびプレート回動角度の変化量に基づき、スリープ状態からウェイクアップ状態に移行した際にシフト切替機構部７０（ディテントプレート７１）の相対位置に関する学習処理を行うことができる。この結果、シフト装置１００におけるスリープ状態での消費電力を十分に減少させることができる。また、スリープ状態において、ロータ回転角度センサ３０または出力軸回動角度センサ４０の出力変化に応じてウェイクアップ状態に切り替わらせる必要がないので、シフト装置１００における消費電力の増大を抑制することができる。これらの結果、シフト装置１００における消費電力を減少させつつ、スリープ状態からウェイクアップ状態に移行した際にシフト切替機構部７０の相対位置に関する学習処理を行うことができる。
【００８４】
また、第１実施形態では、シフト装置１００がロータ回転角度センサ３０と出力軸回動角度センサ４０とを備える。これにより、たとえ、出力軸回動角度センサ４０からの信号が変化しない場合があったとしても、ロータ回転角度センサ３０の検出結果により、モータ１０のロータ１１の回転位置などを確実に把握することができる。この結果、シフト装置１００においてシフト位置の切替制御を適切に行うことができる。
【００８５】
また、第１実施形態では、シフト切替機構部７０（ディテントプレート７１）を、シフト切替機構部７０がモータ１０（ロータ１１）の回転駆動に合わせて回動駆動する従動回動状態と、シフト切替機構部７０がロータ１１の回転駆動に合わせた回動駆動を行わない非従動回動状態とに切り替わるように構成する。そして、シフト切替機構部７０を、非従動回動状態から、ロータ１１が電気角で１回転未満回動駆動する範囲内で従動回動状態に切り替わるように構成する。これにより、非従動回動状態において、ロータ１１が電気角で１回転以上回転するのを抑制することができる。この結果、シフト切替機構部７０が非従動回動状態であることに起因して、出力軸回動角度センサ４０からの信号が変化しない場合であったとしても、モータ１０のロータ１１が電気角で１回転以上回転してロータ回転角度センサ３０からの信号が等しくなる場合が生じる前に、シフト切替機構部７０を従動回動状態に切り替えることができる。したがって、シフト装置１００においてシフト位置の切替制御が適切に行えなくなるのを抑制することができる。
【００８６】
また、第１実施形態では、中間ギア２１の長孔２１ｂと中間ギア２２の係合凸部２２ｂとの間に所定量のガタＳを設けることにより、シフト切替機構部７０（ディテントプレート７１）を、非従動回動状態から、モータ１０のロータ１１が電気角で１回転未満回動駆動する範囲内で従動回動状態に切り替わるように構成する。これにより、中間ギア２１と中間ギア２２との間に所定量のガタＳが設けられた減速機構部２０により、シフト切替機構部７０を、非従動回動状態から、モータ１０のロータ１１が電気角で１回転未満回動駆動する範囲内で従動回動状態に切り替わるように容易に構成することができる。また、中間ギア２１と中間ギア２２とを有する減速機構部２０を用いることにより、シフト切替機構部７０に回動駆動力を伝達する際に、モータ１０のロータ１１の回転数等を適宜変更するように構成することができる。
【００８７】
また、第１実施形態では、ＥＣＵ５０を、スリープ状態に移行する際に、ロータ回転角度に関する情報およびプレート回動角度に関する情報を記憶部５１に記憶させた後、ロータ回転角度センサ３０および出力軸回動角度センサ４０への電源供給を停止させるように構成する。また、ＥＣＵ５０を、ウェイクアップ状態に移行する際に、ロータ回転角度センサ３０および出力軸回動角度センサ４０への電源供給を再開させ、記憶部５１に記憶させたロータ回転角度に関する情報およびプレート回動角度に関する情報を取得して、スリープ状態とウェイクアップ状態とにおけるロータ回転角度の変化量と、スリープ状態とウェイクアップ状態とにおけるプレート回動角度の変化量とを取得するように構成する。これにより、ＥＣＵ５０が、ウェイクアップ状態に移行する際に記憶部５１に記憶させたロータ回転角度に関する情報およびプレート回動角度に関する情報を、ウェイクアップ状態に移行する際に取得することによって、確実に、シフト切替機構部７０のロータ１１に対する相対位置に関する学習処理を行うことができる。また、ＥＣＵ５０を、ロータ回転角度に関する情報およびプレート回動角度に関する情報を記憶部５１に記憶させた後、ロータ回転角度センサ３０および出力軸回動角度センサ４０への電源供給を停止させるように構成する。これにより、ロータ回転角度に関する情報およびプレート回動角度に関する情報を記憶させつつ、シフト装置１００における消費電力を早期かつ確実に減少させることができる。
【００８８】
また、第１実施形態では、出力軸回動角度センサ４０が、回動せずに固定される磁石４２と、シフト切替機構部７０と共に回動する磁気センサ４１とを含む。そして、磁石４２を、シフト切替機構部７０の回動範囲よりも広い範囲に亘って円弧状に配置する。これにより、シフト切替機構部７０の回動範囲の全域において、確実に磁気センサ４１に検出させることができる。
【００８９】
また、第１実施形態では、中間ギア２１に長孔２１ｂを形成し、中間ギア２２に、長孔２１ｂに所定量のガタＳを有して係合するとともに中間ギア２１からの駆動力が伝達される係合凸部２２ｂを形成する。そして、長孔２１ｂを回動方向に円弧状に延ばし、長孔２１ｂに挿入される円柱状の係合凸部２２ｂを、長孔２１ｂの幅方向の長さと略同一の長さの外径を有するように形成する。また、所定量のガタＳを、長孔２１ｂの長手方向の長さから円柱状の係合凸部２２ｂが占める長さを除いた長さを有するように構成する。これにより、長孔２１ｂと係合凸部２２ｂとの間に所定量のガタＳが設けられることにより、シフト切替機構部７０を、非従動回動状態から、回転駆動部が電気角で１回転未満回動駆動する範囲内で従動回動状態に切り替わるように容易に構成することができる。
【００９０】
また、第１実施形態では、シフト切替機構部７０が、減速機構部２０に接続されているとともに、出力軸回動角度センサ４０によりプレート回動角度が検出される出力軸２５を含む。これにより、減速機構部２０の出力軸２５の回動角度をシフト切替機構部７０（ディテントプレート７１）の回動角度とすることによって、容易に、ディテントプレート７１の回動角度を検出可能なようにシフト装置１００を構成することができる。
【００９１】
＜第２実施形態＞
次に、図１および図１２を参照して、本発明の第２実施形態について説明する。第２実施形態では、出力信号または出力電圧が変化している場合に学習処理を行った上記第１実施形態と異なり、出力信号がロータ閾値（駆動部閾値の一例）以上であるか、または、出力電圧がプレート閾値（切替機構部閾値の一例）以上である場合に学習処理を行う例について説明する。なお、上記第１実施形態と同じ構成については、同じ符号を付すとともに、説明を省略する。
【００９２】
第２実施形態のシフト装置２００は、ＥＣＵ２５０（制御部の一例）を含むアクチュエータユニット２６０を備えている。ＥＣＵ２５０は、スリープ状態とウェイクアップ状態とにおけるロータ回転角度の変化量と、スリープ状態とウェイクアップ状態とにおけるプレート回動角度の変化量との両方に基づいて、スリープ状態からウェイクアップ状態に移行した際にディテントプレート７１のロータ１１に対する相対位置に関する学習処理または補正処理を行うように構成されている。ここで、補正処理とは、壁当てなどの相対角度位置を元の相対基準角度位置に戻す処理とは異なり、相対角度位置がずれたことに基づいてずれを考慮に入れて相対基準角度位置を変更するように補正する処理である。
【００９３】
具体的には、ＥＣＵ２５０は、スリープ状態とウェイクアップ状態とにおけるロータ回転角度の変化量（ロータ変化量）がロータ閾値以上である場合、または、スリープ状態とウェイクアップ状態とにおけるプレート回動角度の変化量（プレート変化量）がプレート閾値以上である場合に、スリープ状態からウェイクアップ状態に復帰した際にシフト切替機構部７０（ディテントプレート７１）の相対位置に関する学習処理を行うように構成されている。
【００９４】
そして、ＥＣＵ２５０は、ロータ回転角度の変化量がロータ閾値未満で、かつ、出力信号が異なる（変化量が０以外）場合、または、プレート回動角度の変化量がプレート閾値未満で、かつ、出力電圧が異なる（変化量が０以外）場合には、スリープ状態からウェイクアップ状態に復帰した際に、シフト切替機構部７０の相対位置に関する補正処理を行うように構成されている。なお、第２実施形態のその他の構成は、上記第１実施形態の構成と同様である。また、第２実施形態のスリープ状態移行時における制御フローは、上記第１実施形態の制御フローと同様である。
【００９５】
次に、図１２を参照して、第２実施形態におけるウェイクアップ状態移行時におけるＥＣＵ２５０の制御フローについて説明する。
【００９６】
ＥＣＵ２５０は、ウェイクアップ状態移行条件を満たした場合に、上記第１実施形態の制御フローと同様に、ステップＳ１１〜Ｓ１６の制御を行う。
【００９７】
そして、ＥＣＵ２５０は、ステップＳ２１において、ステップＳ１３において取得したウェイクアップ状態移行時のロータ回転角度センサ３０からの出力信号と、ステップＳ１５において、記憶部５１から取得したスリープ状態移行前のロータ回転角度センサ３０からの出力信号との変化量（ロータ変化量）がロータ閾値以上か否かを判断する。ロータ変化量がロータ閾値未満である場合には、ＥＣＵ２５０は、ステップＳ２２において、ステップＳ１４において取得したウェイクアップ状態移行時の出力軸回動角度センサ４０からの出力電圧と、ステップＳ１６において、記憶部５１から取得したスリープ状態移行前の出力軸回動角度センサ４０からの出力電圧との変化量（プレート変化量）がプレート閾値以上か否かを判断する。ステップＳ２１においてロータ変化量がロータ閾値以上である場合、または、ステップＳ２２においてプレート変化量がプレート閾値以上である場合には、ＥＣＵ２５０は、ステップＳ２３において、学習処理を行う。そして、ＥＣＵ２５０は、本制御フローを終了する。
【００９８】
また、ステップＳ２２においてプレート変化量がプレート閾値未満である場合には、ＥＣＵ２５０は、ステップＳ２４においてロータ変化量が０以外である（出力信号が異なる）か否かを判断する。ロータ変化量が０である場合には、ＥＣＵ２５０は、ステップＳ２５においてプレート変化量が０以外である（出力電圧が異なる）か否かを判断する。ステップＳ２４においてロータ変化量が０以外である場合、または、ステップＳ２５においてプレート変化量が０以外である場合には、ＥＣＵ２５０は、ステップＳ２６において、補正処理を行う。そして、ＥＣＵ２５０は、本制御フローを終了する。また、ステップＳ２５においてプレート変化量が０である場合には、本制御フローを終了する。
【００９９】
第２実施形態では、以下のような効果を得ることができる。
【０１００】
第２実施形態では、上記のように、ＥＣＵ２５０を、スリープ状態とウェイクアップ状態とにおけるロータ回転角度の変化量と、スリープ状態とウェイクアップ状態とにおけるプレート回動角度の変化量との両方に基づいて、スリープ状態からウェイクアップ状態に移行した際にシフト切替機構部７０のモータ１０（ロータ１１）に対する相対位置に関する学習処理を行うように構成する。これにより、上記第１実施形態と同様に、シフト装置２００における消費電力を減少させつつ、スリープ状態からウェイクアップ状態に移行した際にシフト切替機構部７０の相対位置に関する学習処理を行うことができる。
【０１０１】
また、第２実施形態では、ＥＣＵ２５０を、スリープ状態とウェイクアップ状態とにおけるロータ回転角度の変化量（ロータ変化量）がロータ閾値以上である場合、または、スリープ状態とウェイクアップ状態とにおけるプレート回動角度の変化量（プレート変化量）がプレート閾値以上である場合に、スリープ状態からウェイクアップ状態に復帰した際にシフト切替機構部７０の相対位置に関する学習処理を行うように構成する。これにより、ロータ変化量がロータ閾値未満で、かつ、プレート変化量がプレート閾値未満である場合に、学習処理を行わないようにＥＣＵ２５０を構成することができるので、シフト装置２００において不必要に学習処理が行われるのを抑制することができる。この結果、学習処理として壁当て制御を行う場合に、モータ１０などに不必要な負荷が加えられるのを抑制することができる。
【０１０２】
また、第２実施形態では、ＥＣＵ２５０を、ロータ回転角度の変化量がロータ閾値未満で、かつ、出力信号が異なる（変化量が０以外）場合、または、プレート回動角度の変化量がプレート閾値未満で、かつ、出力電圧が異なる（変化量が０以外）場合には、スリープ状態からウェイクアップ状態に復帰した際に、シフト切替機構部７０の相対位置に関する補正処理を行うように構成する。これにより、学習処理を行わなくとも相対基準位置のずれを補正することができるので、モータ１０などに不必要な負荷が加えられるのを抑制しつつ、シフト装置２００においてシフト位置の切替制御をより適切に行うことができる。なお、第２実施形態のその他の効果は、上記第１実施形態と同様である。
【０１０３】
なお、今回開示された実施形態は、すべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は、上記した実施形態の説明ではなく特許請求の範囲によって示され、さらに特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれる。
【０１０４】
たとえば、上記第１および第２実施形態では、モータ１０のロータ１１（回転駆動部）側の中間ギア２１に長孔２１ｂを設け、シフト切替機構部７０側の中間ギア２２に長孔２１ｂに係合する係合凸部２２ｂを設けた例について示したが、本発明はこれに限られない。たとえば、回転駆動部側の中間ギアに係合凸部を設け、シフト切替機構部側の中間ギアに長孔を設けてもよい。また、長孔２１ｂは中間ギア２１を貫通していなくてもよい。たとえば、長孔の代わりに、係合部を中間ギア２１を厚み方向に貫通しない底部を有する凹状のカム溝から構成してもよい。
【０１０５】
また、上記第１および第２実施形態では、中間ギア２１の長孔２１ｂと中間ギア２２の係合凸部２２ｂとを２箇所で係合させた例について示したが、本発明はこれに限られない。すなわち、中間ギア２１と中間ギア２２との係合箇所は、上記２箇所以外であってもよい。１箇所でもよく、３箇所であってもよい。
【０１０６】
また、上記第１および第２実施形態では、中間ギア２１と中間ギア２２との間に所定量のガタＳを設けた例について示したが、本発明はこれに限られない。たとえば、中間ギア２２と最終ギア２３との間に所定量のガタを設けてもよい。この場合、中間ギア２２が特許請求の範囲の「駆動部側部材」に対応し、最終ギア２３が特許請求の範囲の「従動部側部材」に対応する。
【０１０７】
また、上記第１および第２実施形態では、３個の磁極４２ａに分割された磁石４２（磁力発生部）を、シフト切替機構部７０の（ディテントプレート７１）の回動範囲（１８０度未満の回動範囲）よりも広い範囲に亘って円弧状に配置した例について示したが、本発明はこれに限られない。本発明では、磁力発生部を、シフト切替機構部の回動範囲と等しいか、または、狭い範囲に形成してもよい。また、磁力発生部は、２個または４個以上の磁極に分割されていてもよいし、磁極が分割されていなくてもよい。
【０１０８】
また、上記第１および第２実施形態では、モータ１０（回転駆動部）の極数が８である例について示したが、本発明はこれに限られない。たとえば、回転駆動部の極数は、２、４、６、１０または１２であってもよい。この場合、所定量のガタを、回転駆動部の電気角の１周期（２π（ｒａｄ））未満の電気角に対応する大きさになるように形成する必要がある。たとえば、回転駆動部の極数が４である場合には、所定量のガタを、円弧の中心角が１８０度（＝３６０／２）未満の円弧になるように形成する必要がある。
【０１０９】
また、上記第１および第２実施形態では、最終ギア２３に出力軸回動角度センサ４０（切替機構部回動角度検出部）の磁石４２を取り付けた例を示したが、本発明はこれに限られない。本発明では、出力軸に切替機構部回動角度検出部の磁石（または磁気センサ）を取り付けてもよいし、シフト切替機構部（たとえば、ディテントプレート７１）自体に切替機構部回動角度検出部の磁石（または磁気センサ）を取り付けてもよい。
【０１１０】
また、上記第１および第２実施形態では、モータ１０として、永久磁石をロータ１１の表面に組み込んだ表面磁石型（ＳＰＭ）の三相モータを用いた例について示したが、本発明はこれに限られない。たとえば、永久磁石を等角度間隔（たとえば４５°間隔）で磁極の極性（Ｎ極およびＳ極）が切り替わるようにロータ１１の中に埋め込んだ埋込磁石型（ＩＰＭ）のモータを用いてもよい。
【０１１１】
また、上記第１および第２実施形態では、本発明のシフト装置を、自動車（車両１１０）用のシフト装置に適用する例を示したが、本発明はこれに限られない。本発明のシフト装置を、たとえば、航空機や船舶など、自動車用以外のシフト装置に適用してもよい。
【符号の説明】
【０１１２】
１０  モータ（回転駆動部）
２０  減速機構部（駆動力伝達機構）
２１  中間ギア（駆動部側部材）
２１ｂ  長孔（第１係合部）
２２  中間ギア（従動部側部材）
２２ｂ  係合凸部（第２係合部）
３０  ロータ回転角度センサ（駆動部回転角度検出部）
４０  出力軸回動角度センサ（切替機構部回動角度検出部）
４１  磁気センサ（磁力検出部）
４２  磁石（磁力発生部）
５０、２５０  ＥＣＵ（制御部）
７０  シフト切替機構部
１００、２００  シフト装置
【図１】
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【図２】
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【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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