(57)【要約】【課題】応答性を向上可能であるシフトレンジ制御装置を提供する【解決手段】シフトレンジ制御装置４０の駆動制御部５５は、シフトレンジに応じた凹部２２１〜２２４にディテントローラ２６が嵌まり合うように、モータ１０を駆動する。固定相通電制御部７５は、シフトレンジに応じた目標位置にてモータ１０を停止させる。戻し制御部７７は、要求シフトレンジが、複数の凹部２２１〜２２４のうちの両端のどちらかに対応するレンジである場合、目標位置にてモータ１０が停止した後、遊びの範囲内にて、モータ１０の回転位置を戻す戻し制御を行う。今回のレンジ切り替え時におけるモータ１０の回転方向とは反対方向にモータ１０を回転させる戻し制御を行い、遊びの分を詰めておくことで、次のレンジ切り替え時において空走状態となる期間を低減できるので、応答性が向上する。【選択図】  図４
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
モータ（１０）と、
前記モータの駆動が伝達される出力軸（１５）と、
複数の凹部（２２１〜２２４）が形成され、前記出力軸とともに回転する被駆動部材（２１）、シフトレンジに応じた前記凹部に嵌まり合う係合部材（２６）、および、前記係合部材を前記凹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）と、
を備え、前記モータの回転軸であるモータ軸（１０５）と前記出力軸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、
要求シフトレンジに応じた前記凹部に前記係合部材が嵌まり合うように、前記モータを駆動する駆動制御部（５５）と、
要求シフトレンジに応じた目標位置にて前記モータを停止させる停止制御部（７５）と、
要求シフトレンジが複数の前記凹部のうちの両端のどちらかに対応するレンジである場合、前記目標位置にて前記モータが停止した後、前記遊びの範囲内にて、前記モータの回転位置を戻す戻し制御を行う戻し制御部（７７）と、
を備えるシフトレンジ制御装置。
【請求項２】
前記シフトレンジ切替システムには、前記出力軸の回転位置を検出する出力軸センサ（１６）が設けられ、
前記戻し制御部は、前記出力軸センサの検出値が変化した場合、前記戻し制御を終了する請求項１に記載のシフトレンジ制御装置。
【請求項３】
前記戻し制御部は、前記モータの分解能に応じた最小幅ずつ前記モータを駆動する請求項１または２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、運転者からのシフトレンジ切り替え要求に応じてモータ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装置が知られている。例えば特許文献１では、シフトレンジ切替機構の駆動源として、スイッチトリラクタンスモータを用いている。以下、スイッチトリラクタンスモータを「ＳＲモータ」という。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特許第４３８５７６８号
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ところで、モータ軸とモータの回転が伝達される出力軸との間には、ギアバックラッシュ等の遊びが存在する。そのため、モータ軸と出力軸とが遊びの範囲内で離間した状態からモータが回転すると、空走分、応答が遅れる。
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、応答性を向上可能であるシフトレンジ制御装置を提供することにある。
【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）と、モータの駆動が伝達される出力軸（１５）と、シフトレンジ切替機構（２０）とを備え、モータの回転軸であるモータ軸（１０５）と出力軸（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る。シフトレンジ切替機構は、被駆動部材（２１）、係合部材（２６）、および、付勢部材（２５）を有する。被駆動部材は、複数の凹部（２２１〜２２４）が形成され、出力軸とともに回転する。係合部材は、シフトレンジに応じた凹部に嵌まり合う。付勢部材は、係合部材を凹部に嵌まり込む方向に付勢する。
【０００６】
シフトレンジ制御装置は、駆動制御部（５５）と、停止制御部（７５）と、戻し制御部（７７）と、を備える。
駆動制御部は、要求シフトレンジに応じた凹部に係合部材が嵌まり合うように、モータを駆動する。
停止制御部は、要求シフトレンジに応じた目標位置にて、モータを停止させる。
戻し制御部は、要求シフトレンジが複数の凹部のうちの両端のどちらかに対応するレンジである場合、目標位置にてモータが停止した後、遊びの範囲内にて、モータの回転位置を戻す戻し制御を行う。
今回のレンジ切り替え時におけるモータの回転方向とは反対方向にモータを回転させる戻し制御を行い、遊びの分を詰めておくことで、次のレンジ切り替え時において空走状態となる期間を低減できるので、応答性が向上する。
【図面の簡単な説明】
【０００７】
【図１】一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】一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】一実施形態によるモータおよびモータドライバを示す回路図である。
【図４】一実施形態によるシフトレンジ制御装置を示すブロック図である。
【図５】一実施形態による目標速度設定を説明する説明図である。
【図６】一実施形態によるＦＦデューティを説明する説明図である。
【図７】一実施形態による固定デューティを説明する説明図である。
【図８】一実施形態によるディテントプレートを説明する平面図である。
【図９】一実施形態による戻し制御を説明する模式図である。
【図１０】一実施形態によるモータ制御処理を説明するフローチャートである。
【図１１】一実施形態によるモード判定処理を説明するフローチャートである。
【図１２】一実施形態によるモード判定処理を説明するフローチャートである。
【図１３】一実施形態によるＰＷＭ制御処理を説明するフローチャートである。
【図１４】一実施形態によるモータ制御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】
【０００８】
（一実施形態）
一実施形態によるシフトレンジ制御装置を図１〜図１４に示す。
図１および図２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、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。
モータ１０は、図示しない車両に搭載されるバッテリ４５（図３参照。）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。モータ１０は、フィードバック制御により電流の大きさを変更可能であって、かつ、相ごとに指令を変更可能なものが用いられる。本実施形態のモータ１０は、永久磁石式のＤＣブラシレスモータである。図３に示すように、モータ１０は、２組の巻線組１１、１２を有する。第１巻線組１１は、Ｕ１コイル１１１、Ｖ１コイル１１２、および、Ｗ１コイル１１３を有する。第２巻線組１２は、Ｕ２コイル１２１、Ｖ２コイル１２２、および、Ｗ２コイル１２３を有する。
【０００９】
図２に示すように、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相のパルス信号を出力する。
減速機１４は、モータ１０の回転軸であるモータ軸１０５（図９参照）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。以下適宜、出力軸センサ１６の検出値を、出力軸角度θｓとする。
本実施形態では、モータ軸１０５と出力軸１５との間には、ギアバックラッシュ等の遊びが存在している。
【００１０】
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。
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。本実施形態では、ディテントプレート２１がディテントスプリング２５の基部から離れる方向を正回転方向、基部に近づく方向を逆回転方向とする。
【００１１】
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。
【００１２】
図１および図８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、マニュアルバルブ２８を各レンジに対応する位置に保持するための４つの凹部２２１〜２２４が設けられる。凹部２２１〜２２４は、ディテントスプリング２５の先端側から、第１凹部２２１、第２凹部２２２、第３凹部２２３、第４凹部２２４の順に配列されている。すなわち、凹部２２１〜２２４のうち、凹部２２１、２２４が両端に配置されている。第１凹部２２１がＰレンジに対応し、第２凹部２２２がＲレンジに対応し、第３凹部２２３がＮレンジに対応し、第４凹部２２４がＤレンジに対応する。
【００１３】
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２２１〜２２４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２２１〜２２４を移動する。例えば、ＰレンジからＤレンジに切り替えるとき、ディテントプレート２１が正回転方向に回転することで、ディテントローラ２６は、第１凹部２２１から第４凹部２２４に移動し、第４凹部２２４に嵌まり合う。
ディテントローラ２６が凹部２２１〜２２４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。
【００１４】
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。ディテントプレート２１が逆回転方向に揺動すると、円錐体３２が矢印Ｐの方向に移動する。
【００１５】
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、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。
【００１６】
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。
【００１７】
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、モータドライバ４１、４２、および、ＥＣＵ５０等を有する。
モータドライバ４１は、第１巻線組１１の通電を切り替える３相インバータであって、スイッチング素子４１１〜４１６がブリッジ接続される。対になるＵ相のスイッチング素子４１１、４１４の接続点には、Ｕ１コイル１１１の一端が接続される。対になるＶ相のスイッチング素子４１２、４１５の接続点には、Ｖ１コイル１１２の一端が接続される。対になるＷ相のスイッチング素子４１３、４１６の接続点には、Ｗ１コイル１１３の一端が接続される。コイル１１１〜１１３の他端は、結線部１１５で結線される。
【００１８】
モータドライバ４２は、第２巻線組１２の通電を切り替える３相インバータであって、スイッチング素子４２１〜４２６がブリッジ接続される。対になるＵ相のスイッチング素子４２１、４２４の接続点には、Ｕ２コイル１２１の一端が接続される。対になるＶ相のスイッチング素子４２２、４２５の接続点には、Ｖ２コイル１２２の一端が接続される。対になるＷ相のスイッチング素子４２３、４２６の接続点には、Ｗ２コイル１２３の一端が接続される。コイル１２１〜１２３の他端は、結線部１２５で結線される。
本実施形態のスイッチング素子４１１〜４１６、４２１〜４２６は、ＭＯＳＦＥＴであるが、ＩＧＢＴ等の他の素子を用いてもよい。
【００１９】
モータドライバ４１とバッテリ４５との間には、モータリレー４６が設けられる。モータドライバ４２とバッテリ４５との間には、モータリレー４７が設けられる。モータリレー４６、４７は、イグニッションスイッチ等である始動スイッチがオンされているときにオンされ、モータ１０側へ電力が供給される。また、モータリレー４６、４７は、始動スイッチがオフされているときにオフされ、モータ１０側への電力の供給が遮断される。
バッテリ４５の高電位側には、バッテリ電圧Ｖを検出する電圧センサ４８が設けられる。
また、シフトレンジ制御装置４０には、モータ電流Ｉｍを検出する図示しない電流センサが設けられる。
【００２０】
ＥＣＵ５０は、スイッチング素子４１１〜４１６、４２１〜４２６のオンオフ作動を制御することで、モータ１０の駆動を制御する。また、ＥＣＵ５０は、車速、アクセル開度、および、ドライバ要求シフトレンジ等に基づき、変速用油圧制御ソレノイド６の駆動を制御する。変速用油圧制御ソレノイド６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６は、変速段数等に応じた本数が設けられる。本実施形態では、１つのＥＣＵ５０がモータ１０およびソレノイド６の駆動を制御するが、モータ１０を制御するモータ制御用のモータＥＣＵと、ソレノイド制御用のＡＴ−ＥＣＵとを分けてもよい。以下、モータ１０の駆動制御を中心に説明する。
【００２１】
図４に示すように、ＥＣＵ５０は、角度演算部５１、速度演算部５２、駆動制御部５５、停止制御部としての固定相通電制御部７５、反転判定部７６、戻し制御部７７、および、第２切替制御部７８等を備え、マイコン等を主体として構成される。ＥＣＵ５０における各処理は、ＲＯＭ等の実体的なメモリ装置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。
【００２２】
角度演算部５１は、エンコーダ１３から出力されるＡ相およびＢ相のパルスに基づき、エンコーダ１３のカウント値である実カウント値Ｃｅｎを演算する。実カウント値Ｃｅｎは、モータ１０の実際の機械角および電気角に応じた値である。
速度演算部５２は、実カウント値Ｃｅｎに基づき、モータ１０の回転速度であるモータ速度Ｍｓｐを演算する。
【００２３】
駆動制御部５５は、角度偏差演算部５６、フィードバック制御部６０、急ブレーキデューティ演算部７０、第１切替制御部７１、電圧補正部７２、および、ＰＷＭ信号生成部７３を有し、モータ１０が目標位置となるように、モータ１０の駆動を制御する。
角度偏差演算部５６は、図示しないシフトレバー等の操作により入力されるドライバ要求シフトレンジに応じた目標カウント値Ｃｅｎ*と実カウント値Ｃｅｎとの差を演算する。以下、目標カウント値Ｃｅｎ*と実カウント値Ｃｅｎと差の絶対値を角度偏差ｅとする。本実施形態では、実カウント値Ｃｅｎを「実角度」、目標カウント値Ｃｅｎ*を「目標角度」とする。
【００２４】
フィードバック制御部６０は、目標速度設定部６２、フィードバック値設定部６３、速度偏差演算部６４、制御器６５、フィードフォワード項演算部６６、および、加算器６７等を有する。以下適宜、フィードバックを「ＦＢ」、フィードフォワードを「ＦＦ」と記載する。
【００２５】
目標速度設定部６２は、角度偏差ｅに基づき、モータ１０の目標速度である目標モータ速度Ｍｓｐ*を演算する。目標モータ速度Ｍｓｐ*は、例えば図５に示すマップに基づき、角度偏差ｅが所定値ｅａ以下の場合、角度偏差ｅが大きいほど大きくなるように設定され、角度偏差ｅが所定値ｅａより大きい場合、所定の最大値とする。また、角度偏差ｅが角度判定閾値ｅ＿ｔｈにて設定速度ｓｐ１（例えば１０００ｒｐｍ）となるようにする。
目標モータ速度Ｍｓｐ*は、バッテリ電圧Ｖが大きくなるほど大きくなるように設定される。
【００２６】
ＦＢ値設定部６３は、モータ１０の制御状態が後述のモード２またはモード３、すなわち定常制御または減速制御のとき、モータ速度Ｍｓｐの位相を進ませる位相進み補償を行い、速度位相進み値Ｍｓｐ＿ｐｌを速度フィードバック値Ｍｓｐ＿ｆｂとする。また、ＦＢ値設定部６３は、モータ１０の制御状態がモード１、すなわち加速制御のとき、位相進み補償を行わず、モータ速度Ｍｓｐを速度フィードバック値Ｍｓｐ＿ｆｂとする。速度位相進み値Ｍｓｐ＿ｐｌについても、「モータ速度」の概念に含まれるものとする。
【００２７】
速度偏差演算部６４は、目標モータ速度Ｍｓｐ*と速度フィードバック値Ｍｓｐ＿ｆｂとの速度偏差ΔＭｓｐを演算する。
制御器６５は、目標モータ速度Ｍｓｐ*と速度フィードバック値Ｍｓｐ＿ｆｂとを一致させるべく、速度偏差ΔＭｓｐが０となるように、例えばＰ制御やＰＩ制御等により、ＦＢデューティＤ＿ｆｂを演算する。
【００２８】
ＦＦ項演算部６６は、モータ１０の制御状態に応じたＦＦデューティＤ＿ｆｆを演算する。
加速制御時のＦＦデューティＤ＿ｆｆは、図６（ａ）に示すマップ等に基づいて演算される最大加速デューティであって、モータ速度Ｍｓｐが大きくなるほど大きくなる。本実施形態では、モータ速度Ｍｓｐが目標モータ速度Ｍｓｐ*以上となるまでの間、最大デューティとなるように、ＦＦデューティＤ＿ｆｆが演算される。
定常制御時のＦＦデューティＤ＿ｆｆは、図６（ｂ）に示すマップ等に基づいて演算される速度維持デューティとする。速度維持デューティは、無負荷時にモータ速度Ｍｓｐを維持するためのデューティであって、モータ速度Ｍｓｐが大きくなるほど大きくなる。
減速制御時のＦＦデューティＤ＿ｆｆは、図６（ｃ）に示すマップ等に基づいて演算される減速補正デューティとする。減速補正デューティは、目標モータ速度Ｍｓｐ*を実現するための補正デューティである。減速補正デューティは、モータ１０が正方向に回転している場合は負の値であって、モータ速度Ｍｓｐが大きくなるほど小さくなる。すなわち、減速補正デューティは、モータ速度Ｍｓｐが大きくなるほど、絶対値としては大きい値となる。
【００２９】
なお、図６は、モータ１０が正回転方向に回転している場合であって、モータ１０が逆回転方向に回転する場合、ＦＦデューティＤ＿ｆｆの値の正負を反転させる。後述の固定デューティＤｂも同様である。本実施形態では、モータ速度Ｍｓｐに基づいてＦＦデューティＤ＿ｆｆを演算するものとして説明したが、モータ速度Ｍｓｐに替えて、目標モータ速度Ｍｓｐ*に基づいてＦＦデューティＤ＿ｆｆを演算してもよい。
加算器６７は、ＦＢデューティＤ＿ｆｂとＦＦデューティＤ＿ｆｆとを加算し、補正後ＦＢデューティＤａを演算する。
【００３０】
本実施形態のフィードバック制御では、ＰＷＭ制御等によりデューティを変更することで、コイル１１１〜１１３、１２１〜１２３に流れる電流およびトルクの大きさを変更可能である。
本実施形態では、１２０°通電による矩形波制御により、モータ１０の駆動を制御する。１２０°通電による矩形波制御では、第１相の高電位側のスイッチング素子と、第２相の低電位側のスイッチング素子をオンする。また、第１相および第２相の組み合わせを電気角６０°ごとに入れ替えていくことで、通電相が切り替わる。これにより、巻線組１１、１２に回転磁界が発生し、モータ１０が回転する。本実施形態では、出力軸１５を正回転方向に回転させるときのモータ１０の回転方向を正方向とする。また、モータ１０が正のトルクを出力するときのデューティを正、負のトルクを出力するときのデューティを負とし、取り得るデューティ範囲を−１００［％］〜１００［％］とする。すなわち、モータ１０を正回転させるとき、デューティを正とし、逆回転させるとき、デューティを負とする。なお、正回転しているモータ１０を停止させるべく、ブレーキトルク（すなわち負トルク）を発生させるとき、モータ１０の回転方向は正回転方向であるが、デューティは負となる。同様に、逆回転しているモータ１０を停止させるべく、ブレーキトルクを発生させるとき、デューティは正となる。
【００３１】
急ブレーキデューティ演算部７０は、急ブレーキ制御時のデューティである固定デューティＤｂを、急ブレーキ制御開始時、すなわち角度偏差ｅが角度判定閾値ｅ＿ｔｈより小さくなったときのモータ速度Ｍｓｐである突入速度Ｍｓｐ＿ｉに応じて演算する。図７に示すように、モータ１０が正回転しているときの固定デューティＤｂは、負の値であって、突入速度Ｍｓｐ＿ｉが所定速度ｓｐ２より小さい場合、突入速度Ｍｓｐ＿ｉが大きいほど絶対値が大きく、所定速度ｓｐ２以上の場合、−１００［％］とする。
【００３２】
第１切替制御部７１は、信号生成に用いるデューティを、補正後ＦＢデューティＤａとするか、固定デューティＤｂとするかを切り替える。本実施形態では、角度偏差ｅが角度判定閾値ｅ＿ｔｈ以上の場合、補正後ＦＢデューティＤａ、角度偏差ｅが角度判定閾値ｅ＿ｔｈより小さい場合、固定デューティＤｂを、信号生成に用いるデューティとして選択し、電圧補正部７２に出力する。
【００３３】
電圧補正部７２は、選択された補正後ＦＢデューティＤａまたは固定デューティＤｂを、バッテリ電圧Ｖにて補正し、デューティ指令値を演算する。
ＰＷＭ信号生成部７３は、デューティ指令値および実カウント値Ｃｅｎに基づき、スイッチング素子４１１〜４１６、４２１〜４２６のスイッチングに係る指令信号Ｓｐｗｍを生成する。また、モータ電流Ｉｍが電流制限値Ｉｍ＿ｍａｘを超えないように指令信号Ｓｐｗｍを調整する。
【００３４】
固定相通電制御部７５は、固定相通電制御を行う。固定相通電制御は、モータ１０の回転を停止させるための制御であって、電気角に応じた固定相を選択し、選択された固定相の所定方向に電流が流れるように、スイッチング素子４１１〜４１６、４２１〜４２６のスイッチングに係る指令信号Ｓｆｉｘを生成する。これにより、励磁相が固定される。励磁相が固定されると、モータ１０は、励磁相に応じた所定の電気角にて停止する。固定相通電制御部７５は、現在のロータ位置から最も近い電気角でモータ１０を停止させるように、実カウント値Ｃｅｎに基づいて固定相および通電方向を選択する。
【００３５】
本実施形態では、固定相通電継続時間Ｔａに亘り、固定相通電制御を継続する。固定相通電制御を行う固定相通電期間におけるデューティは、最大デューティで一定とする。また、開始から所定時間が経過するまでの第１期間を最大デューティとし、所定時間経過後から固定相通電制御を終了するまでの第２期間において、固定相通電制御終了時のモータ電流が０となるように、デューティを徐変してもよい。また、第２期間のデューティを、最大デューティより絶対値が小さい所定値としてもよい。固定相通電制御終了時のモータ電流を低減しておくことで、固定相通電制御から通電オフしたときのモータ軸１０５の振動を抑制することができ、出力軸１５が所望の位置にて停止した状態を適切に維持することができる。
【００３６】
反転判定部７６は、実カウント値Ｃｅｎに基づき、モータ１０の回転が反転したか否かを判定する。
戻し制御部７７は、要求シフトレンジがＰレンジまたはＤレンジである場合、固定相通電制御を固定相通電継続時間Ｔａに亘って継続してモータ１０を停止させた後、遊びの範囲内で、モータ１０を反対方向にゆっくり戻す。具体的には、要求シフトレンジがＤレンジである場合、ディテントローラ２６を第４凹部２２４に移動させるときのモータ１０の回転方向は正回転方向であり、戻し制御では、駆動可能な最小幅ずつ、モータ１０を逆回転方向に回転させる。また、要求シフトレンジがＰレンジである場合、ディテントローラ２６を第１凹部２２１に移動させるときのモータ１０の回転方向は逆回転方向であり、戻し制御では、駆動可能な最小幅ずつ、モータ１０を正回転方向に回転させる。また、出力軸センサ１６の検出値が変化した場合、戻し制御を終了し、通電オフにする。
【００３７】
第２切替制御部７８は、モータドライバ４１、４２に出力される信号を切り替える。本実施形態では、モータ１０が、要求シフトレンジに応じた回転方向に回転している場合、すなわち反転前である場合、ＰＷＭ信号生成部７３にて生成された指令信号Ｓｐｗｍを選択し、モータ１０が反転した場合、固定相通電制御部７５にて生成される指令信号Ｓｆｉｘを選択する。また、戻し制御を行う場合、戻し制御部７７からの信号を指令信号として選択する。選択された指令信号は、モータドライバ４１、４２に出力される。
【００３８】
ここで、戻し制御を図９に基づいて説明する。以下、ＮレンジからＤレンジへの切り替えを例に説明する。図９においては、モータ１０が回転することで、ディテントローラ２６が、Ｎレンジに対応する第３凹部２２３から、Ｄレンジに対応する第４凹部２２４に移動するを模式的に示している。図９においては、モータ１０および出力軸１５の回転方向を、紙面左右方向として説明する。また、図９は、「遊び」を概念的に示す模式図であって、出力軸１５と減速機１４とが一体となっており、モータ軸１０５が減速機１４の遊びの範囲で移動可能であるものとして記載している。なお、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」が存在しているように構成しても差し支えない。ここでは、モータ軸と出力軸との間の「遊び」は、減速機１４のギアとモータ軸１０５との間に存在するものを中心に説明するが、「遊び」とはモータ軸と出力軸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る。
また、実際には、ディテントプレート２１が出力軸１５と一体に回転することで、ディテントローラ２６が凹部２２１〜２２４間を移動するが、図９では、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。
【００３９】
図９に示すように、モータ軸１０５と出力軸１５との間には、減速機１４が設けられており、モータ軸１０５と出力軸１５との間には、ギアバックラッシュを含む「遊び」が存在している。
図９（ａ）に矢印Ｙ１で示すように、モータ軸１０５と減速機１４とが回転方向において離間している状態からモータ１０が回転する場合、モータ軸１０５と減速機１４とが当接するまでの間、モータ１０は空走状態となる。このとき、モータ１０の回転は、出力軸１５側へは伝達されない。以下、遊びの範囲内にてモータ１０が空走することを「ガタ空走」という。
【００４０】
モータ軸１０５と減速機１４とが当接すると、ガタ空走状態が終了し、矢印Ｙ２で示すように、モータ軸１０５と、出力軸１５およびディテントプレート２１とが一体となって回転する。これにより、ディテントローラ２６は、凹部２２３、２２４間の山部を乗り越え、凹部２２４へ移動する。
ディテントローラ２６は、モータ１０の駆動力により、凹部２２３、２２４間の山部を乗り越えると、ディテントスプリング２５のばね力により、凹部２２４に落とし込まれる。モータ１０は、ディテントローラ２６が凹部２２４の中心に嵌まり合っているときの遊びの範囲内にて停止するように制御される。
【００４１】
ところで、シフトレンジをＤレンジ以外からＤレンジに切り替える場合、モータ１０を正回転方向に回転させる。また、次のレンジ切り替え時において、ＤレンジからＤレンジ以外にシフトレンジを切り替える場合、必ずモータ１０を逆回転方向に回転させることになる。
そこで本実施形態では、図９（ｂ）に矢印Ｙ３で示すように、要求シフトレンジがＤレンジの場合、モータ１０を目標位置にて停止させた後、遊びの範囲内にてモータ１０を反対方向に駆動する戻し制御を行い、モータ軸１０５と出力軸１５とを逆回転方向にて当接させておく。
【００４２】
戻し制御では、モータ１０の分解能に応じた最小幅ずつ、レンジ切替時の駆動方向とは反対方向に、ゆっくりとモータ１０を回転させる。遊びの範囲内にてモータ１０が駆動しているとき、出力軸センサ１６の検出値は変化せず、モータ軸１０５と減速機１４とが当接して出力軸１５が駆動されると、出力軸センサ１６の検出値が変化する。そこで、出力軸センサ１６の検出値が変化した場合、モータ軸１０５と減速機１４とが当接したとみなし、戻し制御を終了する。
これにより、次のレンジ切り替え時に、ガタ空走状態が生じないので、ガタ空走分、応答性を向上させることができる。
【００４３】
同様に、現在のレンジがＰレンジであれば、次のレンジ切り替え時は、必ずモータ１０を正回転方向に回転させることになる。そこで、要求シフトレンジがＰレンジの場合、モータ１０を目標位置にて停止させた後、戻し制御を行い、モータ軸１０５と出力軸１５とを正回転方向にて当接させておくことで、ガタ空走分の応答性を向上させることができる。
なお、要求シフトレンジがＲレンジまたはＮレンジの場合、次のレンジ切替時におけるモータ１０の回転方向は、正回転方向または逆回転方向のどちらの可能性もあるため、戻し制御は行わない。
【００４４】
モータ制御処理を図１０のフローチャートに基づいて説明する。この処理は、イグニッションスイッチ等である始動スイッチがオンされている期間に、ＥＣＵ５０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。他のステップについても同様である。
【００４５】
モータ制御処理の説明に先立ち、モータ１０の制御モードをまとめておく。モード１は「加速制御」であって、モータ１０の回転を加速させる。モード２は「定常制御」であってモータ１０の回転速度を略一定に保持する。モード３は「減速制御」であって、モータ１０の回転を減速させる。モード４は「急ブレーキ制御」であって、モータ１０の回転に急ブレーキをかける。モード５は「固定相通電制御」であって、モータ１０を停止させる。モード６は「戻し制御」であって、加速制御時および定常制御時とは、モータ１０を反対方向にゆっくりと回転させる。モード０は「通電オフ」であって、モータ１０への通電を停止する。
【００４６】
最初のＳ１０１では、ＥＣＵ５０は、ドライバにより図示しないシフトレバーが操作され、ドライバ要求シフトレンジが変化したか否かを判断する。ドライバ要求シフトレンジが変化していないと判断された場合（Ｓ１０１：ＮＯ）、Ｓ１０３へ移行する。ドライバ要求シフトレンジが変化したと判断された場合（Ｓ１０１：ＹＥＳ）、Ｓ１０２へ移行する。
【００４７】
Ｓ１０２では、ＥＣＵ５０は、モータ１０への通電フラグをオンにする。また、ＥＣＵ５０は、制御状態を加速制御であるモード１とする。
Ｓ１０３では、ＥＣＵ５０は、通電フラグがオンされているか否かを判断する。通電フラグがオフであると判断された場合（Ｓ１０３：ＮＯ）、Ｓ１１２へ移行する。通電フラグがオンであると判断された場合（Ｓ１０３：ＹＥＳ）、Ｓ１０４へ移行する。
Ｓ１０４では、目標速度設定部６２は、目標モータ速度Ｍｓｐ*をセットする。
Ｓ１０５では、ＥＣＵ５０は、モード判定処理を行う。
【００４８】
モード判定処理を図１１および図１２に基づいて説明する。
図１１中のＳ５０１では、ＥＣＵ５０は、制御モードがモード１か否かを判断する。制御モードがモード１ではないと判断された場合（Ｓ５０１：ＮＯ）、Ｓ５０４へ移行する。制御モードがモード１であると判断された場合（Ｓ５０１：ＹＥＳ）、Ｓ５０２へ移行する。
【００４９】
Ｓ５０２では、ＥＣＵ５０は、目標モータ速度Ｍｓｐ*が現在のモータ速度Ｍｓｐより小さいか否かを判断する。目標モータ速度Ｍｓｐ*が現在のモータ速度Ｍｓｐ以上であると判断された場合（Ｓ５０２：ＮＯ）、モード１を継続する。目標モータ速度Ｍｓｐ*が現在のモータ速度Ｍｓｐより小さいと判断された場合（Ｓ５０２：ＹＥＳ）、Ｓ５０３へ移行する。
Ｓ５０３では、ＥＣＵ５０は、制御モードを定常制御であるモード２とする。
【００５０】
制御モードがモード１ではないと判断された場合（Ｓ５０１：ＮＯ）に移行するＳ５０４では、ＥＣＵ５０は、制御モードをモード２か否かを判断する。制御モードがモード２ではないと判断された場合（Ｓ５０４：ＮＯ）、Ｓ５０７へ移行する。制御モードがモード２であると判断された場合（Ｓ５０４：ＹＥＳ）、Ｓ５０５へ移行する。
【００５１】
Ｓ５０５では、ＥＣＵ５０は、目標モータ速度の今回値Ｍｓｐ*（ｎ）が、前回値Ｍｓｐ*（ｎ−１）より小さいか否かを判断する。目標モータ速度のＭｓｐ*（ｎ）が、前回値Ｍｓｐ*（ｎ−１）以上であると判断された場合（Ｓ５０５：ＮＯ）、モード２を継続する。目標モータ速度のＭｓｐ*（ｎ）が、前回値Ｍｓｐ*（ｎ−１）より小さいと判断された場合（Ｓ５０５：ＹＥＳ）、Ｓ５０６へ移行する。
Ｓ５０６では、ＥＣＵ５０は、制御モードを減速制御であるモード３とする。
【００５２】
制御モードがモード１、２ではないと判断された場合（Ｓ５０４：ＮＯ）に移行するＳ５０７では、ＥＣＵ５０は、制御モードがモード３か否かを判断する。制御モードがモード３ではないと判断された場合（Ｓ５０７：ＮＯ）、図１２中のＳ５１０へ移行する。制御モードがモード３であると判断された場合（Ｓ５０７：ＹＥＳ）、Ｓ５０８へ移行する。
【００５３】
Ｓ５０８では、ＥＣＵ５０は、角度偏差ｅが角度判定閾値ｅ＿ｔｈより小さいか否かを判断する。角度偏差ｅが角度判定閾値ｅ＿ｔｈ以上であると判断された場合（Ｓ５０８：ＮＯ）、モード３を継続する。角度偏差ｅが角度判定閾値ｅ＿ｔｈより小さいと判断された場合（Ｓ５０８：ＹＥＳ）、Ｓ５０９へ移行する。
Ｓ５０９では、ＥＣＵ５０は、制御モードを急ブレーキ制御であるモード４とする。
【００５４】
図１２に示すように、制御モードがモード１〜３ではないと判断された場合（Ｓ５０７：ＮＯ）に移行するＳ５１０では、ＥＣＵ５０は、制御モードがモード４か否かを判断する。制御モードがモード４ではないと判断された場合（Ｓ５１０：ＮＯ）、Ｓ５１３へ移行する。制御モードがモード４であると判断された場合（Ｓ５１０：ＹＥＳ）、Ｓ５１１へ移行する。
【００５５】
Ｓ５１１では、ＥＣＵ５０は、反転判定部７６は、モータ１０が反転したか否かを判断する。ここで、切り替え前後のシフトレンジに基づいて決定される回転方向とは逆方向にモータ１０が回転したら、モータ１０が反転したと判断する。モータ１０が反転していないと判断された場合（Ｓ５１１：ＮＯ）、モード４を継続する。モータ１０が反転したと判断された場合（Ｓ５１１：ＹＥＳ）、Ｓ５１２へ移行する。
Ｓ５１２では、ＥＣＵ５０は、制御モードを固定相通電制御であるモード５とする。
【００５６】
制御モードがモード１〜４ではないと判断された場合（Ｓ５１０：ＮＯ）に移行するＳ５１３では、ＥＣＵ５０は、制御モードがモード５か否かを判断する。制御モードがモード５ではないと判断された場合（Ｓ５１３：ＮＯ）、Ｓ５１８へ移行する。制御モードがモード５であると判断された場合（Ｓ５１３：ＹＥＳ）、Ｓ５１４へ移行する。
【００５７】
Ｓ５１４では、ＥＣＵ５０は、固定相通電制御の継続時間を計時するタイマのカウント値であるタイマ値Ｔｃをインクリメントする。
Ｓ５１５では、ＥＣＵ５０は、タイマ値Ｔｃが継続時間判定閾値Ｔｔｈより大きいか否かを判断する。継続時間判定閾値Ｔｔｈは、固定相通電制御を継続する固定相通電継続時間Ｔａ（例えば１００ｍｓ）に応じて設定される値である。タイマ値Ｔｃが継続時間判定閾値Ｔｔｈ以下であると判断された場合（Ｓ５１５：ＮＯ）、モード５を継続する。タイマ値Ｔｃが継続時間判定閾値Ｔｈより大きいと判断された場合（Ｓ５１５：ＹＥＳ）、Ｓ５１６へ移行する。
【００５８】
Ｓ５１６では、ＥＣＵ５０は、ドライバ要求シフトレンジがＰレンジまたはＤレンジか否かを判断する。ドライバ要求シフトレンジがＰレンジまたはＤレンジではないと判断された場合（Ｓ５１６：ＮＯ）、すなわちドライバ要求シフトレンジがＲレンジまたはＮレンジの場合、Ｓ５２０へ移行する。ドライバ要求シフトレンジがＰレンジまたはＤレンジであると判断された場合（Ｓ５１６：ＹＥＳ）、Ｓ５１７へ移行する。
Ｓ５１７では、ＥＣＵ５０は、制御モードを戻し制御であるモード６とする。
【００５９】
制御モードがモード１〜５ではないと判断された場合（Ｓ５１３：ＮＯ）に移行するＳ５１８では、ＥＣＵ５０は、制御モードがモード６か否かを判断する。制御モードがモード６ではないと判断された場合（Ｓ５１８：ＮＯ）、Ｓ５２０へ移行する。制御モードがモード６であると判断された場合（Ｓ５１８：ＹＥＳ）、Ｓ５１９へ移行する。
Ｓ５１９では、ＥＣＵ５０は、出力軸角度θｓが変化したか否かを判断する。出力軸角度θｓが変化していないと判断された場合（Ｓ５１９：ＮＯ）、モード６を継続する。出力軸角度θｓが変化したと判断された場合（Ｓ５１９：ＹＥＳ）、Ｓ５２０へ移行する。
Ｓ５２０では、ＥＣＵ５０は、制御モードを通電オフ制御であるモード０とする。
【００６０】
図１０に戻り、モード判定処理に続いて移行するＳ１０６では、ＥＣＵ５０は、制御モードがモード１〜４のいずれかであるか否かを判断する。制御モードがモード１〜４のとき、モータ１０はＰＷＭ制御されている。制御モードがモード１〜４以外であると判断された場合（Ｓ１０６：ＮＯ）、Ｓ１０８へ移行する。制御モードがモード１〜４のいずれかであると判断された場合（Ｓ１０６：ＹＥＳ）、Ｓ１０７へ移行する。
【００６１】
Ｓ１０７では、ＥＣＵ５０は、ＰＷＭ制御によりモータ１０の駆動を制御する。
ＰＷＭ制御処理を図１３に基づいて説明する。
Ｓ７０１では、ＥＣＵ５０は、制御モードがモード１〜３のいずれかであるか否かを判断する。制御モードがモード１〜３のとき、モータ１０はフィードバック制御されている。制御モードがモード１〜３ではない、すなわちモード４であると判断された場合（Ｓ７０１：ＮＯ）、Ｓ７０８へ移行する。制御モードがモード１〜３のいずれかであると判断された場合（Ｓ７０１：ＹＥＳ）、Ｓ７０２へ移行する。
【００６２】
Ｓ７０２では、ＥＣＵ５０は、制御モードがモード１か否かを判断する。制御モードがモード１であると判断された場合（Ｓ７０２：ＹＥＳ）、Ｓ７０３へ移行する。制御モードがモード１ではない、すなわちモード２またはモード３であると判断された場合（Ｓ７０２：ＮＯ）、Ｓ７０４へ移行する。
【００６３】
Ｓ７０３では、フィードバック値設定部６３は、モータ速度Ｍｓｐを速度フィードバック値Ｍｓｐ＿ｆｂとして、速度偏差演算部６４に出力する。
Ｓ７０４では、フィードバック値設定部６３は、モータ速度Ｍｓｐの位相進み補償値Ｍｓｐ＿ｐｌを速度フィードバック値Ｍｓｐ＿ｆｂとして、速度偏差演算部６４に出力する。
【００６４】
Ｓ７０５では、制御器６５は、フィードバックデューティＤ＿ｆｂを演算する。
Ｓ７０６では、ＦＦ項演算部６６は、制御モードに応じたフィードフォワードデューティＤ＿ｆｆを演算する。
Ｓ７０７では、加算器６７は、フィードバックデューティＤ＿ｆｂとフィードフォワードデューティＤ＿ｆｆとを加算し、補正後フィードバックデューティＤａを演算する。
【００６５】
制御モードがモード４であると判断された場合（Ｓ７０１：ＮＯ）に移行するＳ７０８では、急ブレーキデューティ演算部７０は、突入速度Ｍｓｐ＿ｉに応じて固定デューティＤｂを設定する。固定デューティＤｂが設定されている場合は、設定済みの値を維持する。
Ｓ７０９では、ＰＷＭ信号生成部７３は、演算された補正後フィードバックデューティＤａまたは固定デューティＤｂに基づいて指令信号Ｓｐｗｍを生成する。ＥＣＵ５０は、生成された指令信号Ｓｐｗｍに基づいてモータ１０の駆動を制御する。
【００６６】
図１０に戻り、制御モードがモード１〜４以外であると判断された場合（Ｓ１０６：ＮＯ）に移行するＳ１０８では、ＥＣＵ５０は、制御モードがモード５であるか否かを判断する。制御モードがモード５ではないと判断された場合（Ｓ１０８：ＮＯ）、Ｓ１１０へ移行する。制御モードがモード５であると判断された場合（Ｓ１０８：ＹＥＳ）、Ｓ１０９へ移行する。
Ｓ１０９では、ＥＣＵ５０は、固定相通電制御を行う。詳細には、固定相通電制御部７５は、実カウント値Ｃｅｎに応じた固定相に通電する指令信号Ｓｆｉｘを生成する。ＥＣＵ５０は、生成された指令信号Ｓｆｉｘに基づいてモータ１０の駆動を制御する。
【００６７】
制御モードがモード５ではないと判断された場合（Ｓ１０８：ＮＯ）に移行するＳ１１０では、ＥＣＵ５０は、制御モードがモード６であるか否かを判断する。制御モードがモード６ではないと判断された場合（Ｓ１１０：ＮＯ）、すなわち制御モードがモード０である場合、Ｓ１１２へ移行する。制御モードがモード６であると判断された場合（Ｓ１１０：ＹＥＳ）、Ｓ１１１へ移行する。
Ｓ１１１では、ＥＣＵ５０は、戻し制御を行う。
Ｓ１１２では、ＥＣＵ５０は、モータ１０への通電をオフにする。
【００６８】
本実施形態のモータ制御処理を図１４に示すタイムチャートに基づいて説明する。図１４は、共通時間軸を横軸とし、（ａ）がドライバ要求シフトレンジ、（ｂ）が通電フラグ、（ｃ）がモータ１０の角度、（ｄ）が出力軸角度、（ｅ）がモータ速度、（ｆ）がデューティ、（ｇ）がモータ電流、（ｈ）が制御モードを示す。図１４では、モータ１０の角度をエンコーダ１３のカウント値で示す。また、説明のため、スケールは適宜変更している。
【００６９】
図１４に示すように、時刻ｘ１以前において、ドライバ要求シフトレンジがＮレンジで維持されている場合、モータ１０の制御状態をモード０の通電オフ制御とする。
時刻ｘ１にて、ドライバ要求シフトレンジがＮレンジからＤレンジに変化すると、通電フラグがオンされ、制御状態がモード１の加速制御に切り替えられる。また、ドライバ要求シフトレンジに応じ、目標カウント値Ｃｅｎ*が設定される。加速制御では、ＥＣＵ５０は、最大デューティでのＰＷＭ制御にて、モータ１０を駆動する。また、加速制御では、位相進み補償を行っていないモータ速度Ｍｓｐをフィードバックする。
【００７０】
時刻ｘ２にて、モータ速度Ｍｓｐが目標モータ速度Ｍｓｐ*より大きくなると、制御状態をモード２の定常制御に切り替える。定常制御では、位相進み補償を行った値である位相進み補償値Ｍｓｐ＿ｐｌをフィードバックする。
時刻ｘ３にて、目標モータ速度Ｍｓｐ*が低下に転じると、制御状態をモード３の減速制御に切り替える。
本実施形態では、回転角の検出遅れや検出の分解能に起因し、ハンチングが生じやすい定常状態および減速状態にて、位相進み補償を行った位相進み補償値Ｍｓｐ＿ｐｌをフィードバックする。これにより、定常状態および減速状態におけるハンチングが抑制される。
【００７１】
角度偏差ｅが角度判定閾値ｅ＿ｔｈより小さくなる時刻ｘ４では、制御モードをモード４の急ブレーキ制御に切り替える。急ブレーキ制御時は、突入速度Ｍｓｐ＿ｉに応じて設定される固定デューティＤｂに基づいてモータ１０の駆動が制御される。急ブレーキ制御を行うことで、オーバーシュートを抑制することができる。
なお、時刻ｘ１から固定相通電制御に移行する時刻ｘ５までの期間は、ＰＷＭ制御によりモータ１０の駆動が制御される。
【００７２】
時刻ｘ５にて、モータ１０の反転が判定されると、制御モードをモード５の固定相通電制御に切り替える。本実施形態では、時刻ｘ５から、固定相通電継続時間Ｔａが経過する時刻ｘ６までの間、固定相通電制御を継続する。図１４では、固定相通電制御を行う時刻ｘ５から時刻ｘ６までの期間のデューティを最大デューティとする例を示している。
固定相通電制御を行うことで、ディテントローラ２６が凹部２２４に嵌まり合う状態にて、モータ１０を適切に停止させることができる。このとき、モータ１０は、遊びの範囲内のどの位置にて停止しているかはわからない（図９（ａ）参照）。また、今回の要求シフトレンジがＤレンジであるので、次にシフトレンジを切り替えるとき、モータ１０の回転方向は、逆回転方向となる。
【００７３】
そこで本実施形態では、固定相通電制御終了後、戻し制御を行う。戻し制御では、分解能に応じた駆動可能な最小幅ずつステップ的にモータ１０を回転させる。遊びの範囲内にてモータ軸１０５が回転している間、出力軸角度θｓは変化しない。そして、時刻ｘ７にて、出力軸角度θｓが一定の状態から変化すると、モータ軸１０５と出力軸１５とが当接し、ガタ寄せが完了したとみなし、モータ１０への通電をオフにする。戻し制御が終了したとき、図９（ｂ）に示すように、モータ軸１０５は、遊びの範囲内にて、逆回転方向側に寄せられた状態となる。
要求シフトレンジがＤレンジまたはＰレンジのとき、固定相通電制御の後に、戻し制御を行い、予めガタ寄せしておくことで、次のシフトレンジ切替時におけるガタ空走をなくすことができるので、応答性が向上する。
【００７４】
以上説明したように、シフトバイワイヤシステム１は、モータ１０と、モータ１０の駆動が伝達される出力軸１５と、シフトレンジ切替機構２０と、を備える。モータ１０の回転軸であるモータ軸１０５と出力軸１５との間に遊びが存在している。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、シフトレンジに応じた複数に凹部２２１〜２２４が形成され、出力軸１５とともに回転する。ディテントローラ２６は、シフトレンジに応じた凹部２２１〜２２４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を凹部２２１〜２２４に嵌まり込む方向に付勢する。
【００７５】
シフトレンジ制御装置４０は、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ものであって、駆動制御部５５と、固定相通電制御部７５と、戻し制御部７７と、を備える。
駆動制御部５５は、シフトレンジに応じた凹部２２１〜２２４にディテントローラ２６が嵌まり合うように、モータ１０を駆動する。
固定相通電制御部７５は、シフトレンジに応じた目標位置にてモータ１０を停止させる。
【００７６】
戻し制御部７７は、要求シフトレンジが、複数の凹部２２１〜２２４のうちの両端のどちらかに対応するレンジである場合、目標位置にてモータ１０を停止させた後、遊びの範囲内にて、モータ１０の回転位置を戻す戻し制御を行う。今回のレンジ切り替え時におけるモータ１０の回転方向とは反対方向にモータ１０を回転させる戻し制御を行い、遊びの分を詰めておくことで、次のレンジ切り替え時において空走状態となる期間を低減できるので、応答性が向上する。
【００７７】
本実施形態では、複数の凹部２２１〜２２４のうちの両端とは、凹部２２１、２２４であり、第１凹部２２１に対応するレンジはＰレンジであり、第４凹部２２４に対応するレンジはＤレンジである。両端の凹部２２１、２２４に対応するＰレンジおよびＤレンジは、次のレンジ切替時に、モータ１０の回転方向が決まっているレンジ、と捉えることもできる。また、両端の凹部２２１、２２４に対応するＰレンジおよびＤレンジは、次回のレンジ切替時のモータ回転方向が、今回とは反対方向になるレンジ、と捉えることもできる。
また本実施形態では、要求シフトレンジが複数の凹部２２１〜２２４のうちの両端以外に対応するレンジ（本実施形態では、ＲレンジおよびＮレンジ）である場合、次のレンジ切替時のモータ１０の回転方向が決まっていないので、戻し制御を行わない。
【００７８】
シフトバイワイヤシステム１には、出力軸１５の回転位置を検出する出力軸センサ１６が設けられる。戻し制御部７７は、出力軸センサ１６の検出値である出力軸角度θｓが変化した場合、戻し制御を終了する。戻し方向にてモータ軸１０５と出力軸１５との間の遊びが詰まった状態にて、戻し制御を適切に終了することができる。
【００７９】
戻し制御部７７は、モータ１０の分解能に応じた所定幅ずつ、モータ１０を駆動する。本実施形態では、戻し制御において、分解能に応じた最小幅ずつステップ的にモータ１０を駆動する。これにより、遊びの範囲内にて、モータ１０をゆっくり駆動することができる。
本実施形態では、ディテントプレート２１が「被駆動部材」、ディテントローラ２６が「係合部材」、ディテントスプリング２５が「付勢部材」に対応する。また、固定相通電制御部７５が「停止制御部」に対応する。また、目標カウント値Ｃｅｎ*が「目標位置」に対応する。
【００８０】
（他の実施形態）
上記実施形態では、モータは、永久磁石式の３相ブラシレスモータである。他の実施形態では、モータは、フィードバック制御と固定相通電制御とを切り替え可能なものであれば、どのようなモータを用いてもよい。また、上記実施形態では、モータに２組の巻線組が設けられる。他の実施形態では、モータの巻線組は、１組でもよいし３組以上であってもよい。
上記実施形態では、フィードバック制御において、１２０°通電による矩形波制御を行う。他の実施形態では、フィードバック制御において、１８０°通電による矩形波制御としてもよい。また矩形波制御に限らず、三角波比較方式や瞬時ベクトル選択方式によるＰＷＭ制御としてもよい。
【００８１】
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として、エンコーダを用いる。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。また、エンコーダのカウント値に替えて、モータの回転角に換算可能なエンコーダカウント値以外の値をフィードバックしてもよい。固定相通電制御における固定相の選択についても同様である。
【００８２】
上記実施形態では、速度状態が定常制御または減速制御のとき、位相進みフィルタ処理を行った位相進み値をフィードバックする。他の実施形態では、速度状態が加速制御のときにも位相進みフィルタ処理を行った値をフィードバックしてもよい。また、定常状態および減速状態の少なくとも一方における位相進みフィルタ処理を省略してもよい。
また、速度状態の判定は、例えばモータ速度の微分値を用いて判定する等、判定方法は上記実施形態の方法に限らず、どのような方法であってもよい。
【００８３】
上記実施形態では、１つの角度判定閾値を用いてフィードバック制御から固定デューティでの急ブレーキ制御への切り替えを判定する。他の実施形態では、角度判定閾値は、例えば、モータ速度が大きくなるほど、角度判定閾値を大きくする、といった具合に、モータ速度に応じて可変としてもよい。
上記実施形態では、急ブレーキ制御における固定デューティは、突入速度に応じて設定される。他の実施形態では、固定デューティは、突入速度によらず、所定値（例えば最大デューティ）であってもよい。
【００８４】
上記実施形態では、戻し制御では、モータの分解能に応じた最小幅ずつ、ステップ的にモータを駆動する。他の実施形態では、モータをゆっくり駆動させることができれば、制御方法の詳細は、どのようであってもよい。
他の実施形態では、各制御モードにおけるモータの駆動制御方法の詳細は、どのようであってもよい。
【００８５】
上記実施形態では、ディテントプレートには４つの凹部が設けられる。他の実施形態では、凹部の数は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。凹部が２つであれば、両方の凹部が「両端」となるため、図１２中のＳ５１６の処理を省略してもよい。
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。他の実施形態では、被駆動部材、係合部材および付勢部材の形状等は、上記実施形態と異なっていてもよい。
【００８６】
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】
【００８７】
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        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（被駆動部材）      ２２１〜２２４・・・凹部
２５・・・ディテントスプリング（付勢部材）
２６・・・ディテントローラ（係合部材）
４０・・・シフトレンジ制御装置
５５・・・駆動制御部
７５・・・固定相通電制御部（停止制御部）
７７・・・戻し制御部
【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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【図１３】
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【図１４】
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