(57)【要約】【課題】レンジ切換機構の可動範囲の限界位置に突き当たるまでモータを回転させる突き当て制御を実行しなくても、レンジ切換時の制御精度を確保できるようにする。【解決手段】目標レンジが切り換えられたとき（例えばＮレンジからＲレンジに切り換えられたとき）に、切換後の目標レンジ（例えばＲレンジ）の方向にモータ１２を回転させて、回転センサ１６の出力が変化し始めた時点のエンコーダカウント値を遊び詰まり位置Ｂとして検出することで、切換後の目標レンジの方向に回転伝達系の遊びが詰まった状態になった回転位置を遊び詰まり位置Ｂとして検出する。この遊び詰まり位置Ｂと、切換前の目標レンジ（例えばＮレンジ）に相当する回転位置から切換後の目標レンジに相当する回転位置までの回転量の設計値ＲＮとを用いて目標位置（＝Ｂ−ＲＮ）を設定することで、シフトレンジを目標レンジに切り換えるための目標位置を精度良く設定する。【選択図】図４
2015010640.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）の出力信号のカウント値（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）を目標レンジに相当する目標位置まで回転させることで前記シフトレンジを前記目標レンジに切り換える制御手段（４１）とを備えたレンジ切換装置において、
前記モータ（１２）により回転駆動される前記レンジ切換機構（１１）の操作軸（１３）の回転角度に応じた信号を出力する回転センサ（１６）と、
前記目標レンジが切り換えられたときに、切換後の目標レンジの方向に前記モータ（１２）を回転させて前記回転センサ（１６）の出力が変化し始めた時点の前記エンコーダカウント値を遊び詰まり位置として検出し、この遊び詰まり位置と、切換前の目標レンジに相当する回転位置から前記切換後の目標レンジに相当する回転位置までの回転量の設計値とに基づいて前記目標位置を設定する目標位置設定手段（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】
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）の出力信号のカウント値（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）を目標レンジに相当する目標位置まで回転させることで前記シフトレンジを前記目標レンジに切り換える制御手段（４１）とを備えたレンジ切換装置において、
前記モータ（１２）により回転駆動される前記レンジ切換機構（１１）の操作軸（１３）の回転角度に応じた信号を出力する回転センサ（１６）と、
所定の学習条件が成立したときに、初期位置に対して所定方向に前記モータ（１２）を回転させて前記回転センサ（１６）の出力が変化し始めた時点の前記エンコーダカウント値と、前記初期位置に対して前記所定方向と反対方向に前記モータ（１２）を回転させて前記回転センサ（１６）の出力が変化し始めた時点の前記エンコーダカウント値とに基づいて前記モータ（１２）の回転伝達系の遊び量を学習する遊び量学習手段（４１）と、
前記目標レンジが切り換えられたときに、前記遊び量の学習値を考慮して前記目標位置を設定する目標位置設定手段（４１）と
を備えていることを特徴とするレンジ切換装置。
【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、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、モータの回転に同期して所定角度毎にパルス信号を出力するエンコーダを搭載し、レンジ切換時には、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ようにしている。
【０００３】
この場合、モータの回転量（回転角）は、減速機構等の回転伝達系を介してレンジ切換機構の操作量に変換されるが、回転伝達系を構成する部品間には、遊び（ガタ）が存在する。例えば、減速機構の歯車間に遊び（バックラッシ）があり、また、減速機構の回転軸の先端部に形成した断面非円形（角形、Ｄカット形状等）の連結部をレンジ切換機構の操作軸の嵌合穴に嵌め込んで連結する構成では、両者の嵌め込み作業を容易にするためのクリアランスが必要となる。このように、モータの回転量をレンジ切換機構の操作量に変換する回転伝達系には、遊び（ガタ）が存在するため、エンコーダカウント値に基づいてモータの回転量（回転角）を正確に制御しても、レンジ切換機構の操作軸の回転角（レンジ切換機構の操作量）に、回転伝達系の遊び（ガタ）分の誤差が生じて、レンジ切換機構の操作量を精度良く制御できない可能性がある。
【０００４】
そこで、特許文献１（特許第３８４９８６４号公報）に記載されているように、制御装置が起動したとき（例えばイグニッションスイッチがオンされたとき）に、レンジ切換機構の可動範囲の限界位置に突き当たるまでモータを回転させる突き当て制御を実行して回転伝達系の遊び量を学習し、この遊び量を考慮して目標位置を設定することで、レンジ切換時の制御精度を確保するようにしたものがある。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特許第３８４９８６４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、制御装置が起動したときには、常にシフトレンジが突き当て制御を実行可能なレンジ（例えばＰレンジ）であるとは限らず、シフトレンジが突き当て制御を実行できないレンジ（例えばＮレンジ）になっている場合もある。このような場合、そのままのシフトレンジでは、突き当て制御を実行して回転伝達系の遊び量を学習することができないため、上記特許文献１の技術では、レンジ切換時の制御精度を確保できない。また、シフトレンジが突き当て制御を実行できないレンジの場合に、わざわざシフトレンジを突き当て制御を実行可能なレンジに切り換えて突き当て制御を実行するようにしたのでは、その分、余分に時間がかかってしまい、シフトレンジを目標レンジに切り換える制御が遅れてしまう可能性がある。
【０００７】
そこで、本発明が解決しようとする課題は、レンジ切換機構の可動範囲の限界位置に突き当たるまでモータを回転させる突き当て制御を実行しなくても、レンジ切換時の制御精度を確保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】
【０００８】
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）の出力信号のカウント値（以下「エンコーダカウント値」という）に基づいてモータ（１２）を目標レンジに相当する目標位置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制御手段（４１）とを備えたレンジ切換装置において、モータ（１２）により回転駆動されるレンジ切換機構（１１）の操作軸（１３）の回転角度に応じた信号を出力する回転センサ（１６）と、目標レンジが切り換えられたときに、切換後の目標レンジの方向にモータ（１２）を回転させて回転センサ（１６）の出力が変化し始めた時点のエンコーダカウント値を遊び詰まり位置として検出し、この遊び詰まり位置と、切換前の目標レンジに相当する回転位置から切換後の目標レンジに相当する回転位置までの回転量の設計値とに基づいて目標位置を設定する目標位置設定手段（４１）とを備えた構成としたものである。
【０００９】
モータを回転させた場合、モータが回転伝達系の遊び（ガタ）の範囲内で回転している期間は、レンジ切換機構の操作軸が回転しないため、回転センサの出力が変化しないが、その後、回転伝達系の遊び（ガタ）が詰まった状態になった時点で、レンジ切換機構の操作軸が回転し始めて回転センサの出力が変化し始める。
【００１０】
このような特性に着目して、本発明では、目標レンジが切り換えられたときに、まず、切換後の目標レンジの方向にモータを回転させて回転センサの出力が変化し始めた時点のエンコーダカウント値を遊び詰まり位置として検出する。これにより、切換後の目標レンジの方向に回転伝達系の遊びが詰まった状態になった回転位置を遊び詰まり位置として検出することができる。この遊び詰まり位置と、切換前の目標レンジに相当する回転位置から切換後の目標レンジに相当する回転位置までの回転量の設計値とに基づいて目標位置を設定する。これにより、回転伝達系の遊び量を学習しなくても、シフトレンジを目標レンジに切り換えるための目標位置を精度良く設定することができるため、レンジ切換機構の可動範囲の限界位置に突き当たるまでモータを回転させる突き当て制御を実行しなくても、レンジ切換時の制御精度を確保することができる。
【００１１】
また、請求項２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）の出力信号のカウント値（以下「エンコーダカウント値」という）に基づいてモータ（１２）を目標レンジに相当する目標位置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制御手段（４１）とを備えたレンジ切換装置において、モータ（１２）により回転駆動されるレンジ切換機構（１１）の操作軸（１３）の回転角度に応じた信号を出力する回転センサ（１６）と、所定の学習条件が成立したときに、初期位置に対して所定方向にモータ（１２）を回転させて回転センサ（１６）の出力が変化し始めた時点のエンコーダカウント値と、初期位置に対して所定方向と反対方向にモータ（１２）を回転させて回転センサ（１６）の出力が変化し始めた時点のエンコーダカウント値とに基づいてモータ（１２）の回転伝達系の遊び量を学習する遊び量学習手段（４１）と、目標レンジが切り換えられたときに、遊び量の学習値を考慮して目標位置を設定する目標位置設定手段（４１）とを備えた構成としたものである。
【００１２】
初期位置に対して所定方向にモータを回転させて回転センサの出力が変化し始めた時点のエンコーダカウント値は、所定方向に回転伝達系の遊びが詰まった状態になった回転位置に相当する。一方、初期位置に対して所定方向と反対方向にモータを回転させて回転センサの出力が変化し始めた時点のエンコーダカウント値は、所定方向と反対方向に回転伝達系の遊びが詰まった状態になった回転位置に相当する。
【００１３】
従って、所定方向にモータを回転させて回転センサの出力が変化し始めた時点のエンコーダカウント値（つまり所定方向に回転伝達系の遊びが詰まった状態になった回転位置）と、所定方向と反対方向にモータを回転させて回転センサの出力が変化し始めた時点のエンコーダカウント値（つまり所定方向と反対方向に回転伝達系の遊びが詰まった状態になった回転位置）とを用いれば、回転伝達系の遊び量を精度良く学習することができる。そして、目標レンジが切り換えられたときに、遊び量の学習値を考慮して目標位置を設定することで、シフトレンジを目標レンジに切り換えるための目標位置を精度良く設定することができ、レンジ切換機構の可動範囲の限界位置に突き当たるまでモータを回転させる突き当て制御を実行しなくても、レンジ切換時の制御精度を確保することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】図１は本発明の実施例１における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は実施例１の目標位置の設定方法を説明する図（その１）である。
【図４】図４は実施例１の目標位置の設定方法を説明する図（その２）である。
【図５】図５は実施例１の目標位置設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は実施例１の目標位置再設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の目標位置設定の実行例を示すタイムチャートである。
【図８】図８は実施例２の遊び量の学習方法を説明する図（その１）である。
【図９】図９は実施例２の遊び量の学習方法を説明する図（その２）である。
【図１０】図１０は実施例２の遊び量の学習方法を説明する図（その３）である。
【図１１】図１１は実施例２の遊び量学習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２の学習完了フラグ設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１３】図１３は実施例２の目標位置設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１４】図１４は実施例２の遊び量学習の実行例を示すタイムチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００１５】
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】
【００１６】
本発明の実施例１を図１乃至図７に基づいて説明する。
まず、図１及び図２に基づいてレンジ切換装置の構成を説明する。
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（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）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）に、レンジ切換機構１１のマニュアルシャフト１３（操作軸）が接続されている。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。
【００１７】
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。
【００１８】
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。
【００１９】
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。
【００２０】
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。
【００２１】
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。
【００２２】
図２に示すように、レンジ切換機構１１のマニュアルシャフト１３には、マニュアルシャフト１３の回転角（回転位置）を検出する回転センサ１６が設けられている。この回転センサ１６は、マニュアルシャフト１３の回転角度に応じた電圧を出力するセンサ（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。
【００２３】
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。
【００２４】
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。
【００２５】
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。
【００２６】
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。
【００２７】
レンジ切換制御装置４２のマイコン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、それに応じて目標位置（目標カウント値）を変更し、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１１の切換位置を目標レンジの位置に切り換える）。
【００２８】
この場合、モータ１２の回転量（回転角）は、減速機構２６等の回転伝達系を介してレンジ切換機構１１の操作量に変換されるが、回転伝達系を構成する部品間には、遊び（ガタ）が存在する。例えば、減速機構２６の歯車間に遊び（バックラッシ）があり、また、減速機構２６の出力軸１２ａの先端部に形成した断面非円形（角形、Ｄカット形状等）の連結部をレンジ切換機構１１のマニュアルシャフト１３の嵌合穴に嵌め込んで連結する構成では、両者の嵌め込み作業を容易にするためのクリアランスが必要となる。このように、モータ１２の回転量をレンジ切換機構１１の操作量に変換する回転伝達系には、遊び（ガタ）が存在するため、エンコーダカウント値に基づいてモータ１２の回転量（回転角）を正確に制御しても、レンジ切換機構１１のマニュアルシャフト１３の回転角（レンジ切換機構１１の操作量）に、回転伝達系の遊び（ガタ）分の誤差が生じて、レンジ切換機構１１の操作量を精度良く制御できない可能性がある。
【００２９】
そこで、レンジ切換制御装置４２のマイコン４１が起動したとき（例えばＩＧスイッチ５２がオンされたとき）に、レンジ切換機構１１の可動範囲の限界位置（例えばＰレンジ側の限界位置やＤレンジ側の限界位置）に突き当たるまでモータ１２を回転させる突き当て制御を実行して回転伝達系の遊び量を学習し、目標レンジが切り換えられたときに、遊び量の学習値を考慮して目標位置を設定することで、レンジ切換時の制御精度を確保することができる。
【００３０】
しかし、レンジ切換制御装置４２のマイコン４１が起動したとき（例えばＩＧスイッチ５２がオンされたとき）には、常にシフトレンジが突き当て制御を実行可能なレンジ（例えばＰレンジ）であるとは限らず、シフトレンジが突き当て制御を実行できないレンジ（例えばＮレンジ）になっている場合もある。このような場合、そのままのシフトレンジでは、突き当て制御を実行して回転伝達系の遊び量を学習することができない。
【００３１】
そこで、本実施例１では、レンジ切換制御装置４２のマイコン４１により後述する図５及び図６の各ルーチンを実行することで、目標レンジが切り換えられたときに、切換後の目標レンジの方向にモータ１２を回転させて回転センサ１６の出力が変化し始めた時点のエンコーダカウント値を遊び詰まり位置として検出し、この遊び詰まり位置と、切換前の目標レンジに相当する回転位置から切換後の目標レンジに相当する回転位置までの回転量の設計値とに基づいて目標位置を設定する。
【００３２】
モータ１２を回転させた場合、モータ１２が回転伝達系の遊び（ガタ）の範囲内で回転している期間は、レンジ切換機構１１のマニュアルシャフト１３が回転しないため、回転センサ１６の出力が変化しないが、その後、回転伝達系の遊び（ガタ）が詰まった状態になった時点で、レンジ切換機構１１のマニュアルシャフト１３が回転し始めて回転センサ１６の出力が変化し始める。
【００３３】
このような特性に着目して、本実施例１では、図３に示すように、マイコン４１の起動時にシフトレンジが突き当て制御を実行できないレンジ（例えばＮレンジ）になっている場合、目標レンジが切り換えられたとき（例えばＮレンジからＲレンジに切り換えられたとき）に、まず、切換後の目標レンジ（例えばＲレンジ）の方向にモータ１２を回転させる。
【００３４】
そして、図４に実線で示すように、切換後の目標レンジ（例えばＲレンジ）の方向に回転伝達系の遊びが詰まった状態になって、回転センサ１６の出力が変化し始めた時点のエンコーダカウント値を遊び詰まり位置Ｂとして検出する。これにより、切換後の目標レンジ（例えばＲレンジ）の方向に回転伝達系の遊びが詰まった状態になった回転位置を遊び詰まり位置Ｂとして検出することができる。
【００３５】
この遊び詰まり位置Ｂと、切換前の目標レンジ（例えばＮレンジ）に相当する回転位置から切換後の目標レンジ（例えばＲレンジ）に相当する回転位置までの回転量の設計値ＲＮとを用いて目標位置を設定する。
目標位置＝Ｂ−ＲＮ
【００３６】
これにより、回転伝達系の遊び量を学習しなくても、シフトレンジを目標レンジ（例えばＲレンジ）に切り換えるための目標位置を精度良く設定することができる。
以下、本実施例１でレンジ切換制御装置４２のマイコン４１が実行する図５及び図６の各ルーチンの処理内容を説明する。
【００３７】
［目標位置設定ルーチン］
図５に示す目標位置設定ルーチンは、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（例えば１ｍｓ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、目標レンジがＮレンジからＲレンジに切り換えられたタイミングであるか否かを判定する。
【００３８】
このステップ１０１で、目標レンジがＮレンジからＲレンジに切り換えられたタイミングであると判定された場合には、ステップ１０２に進み、初期位置Ａ（モータ回転前の停止位置）と、Ｎレンジに相当する回転位置からＲレンジに相当する回転位置までの回転量の設計値ＲＮとを用いて仮の目標位置を設定する。
仮の目標位置＝Ａ−ＲＮ
これにより、レンジ切換制御装置４２のマイコン４１は、Ｒレンジの方向にモータ１２を回転させる。
【００３９】
その後、上記ステップ１０１で、目標レンジがＮレンジからＲレンジに切り換えられたタイミングではないと判定された場合には、ステップ１０３に進み、目標位置再設定フラグがＯＦＦ（オフ）からＯＮ（オン）に切り換えられたタイミングであるか否かを判定する。この目標位置再設定フラグは、後述する図６のルーチンで設定される。
【００４０】
このステップ１０３で、目標位置再設定フラグがＯＦＦからＯＮに切り換えられたタイミングではないと判定された場合には、ステップ１０４の処理を実行することなく、本ルーチンを終了する。
【００４１】
その後、上記ステップ１０３で、目標位置再設定フラグがＯＦＦからＯＮに切り換えられたタイミングであると判定された場合には、ステップ１０４に進み、遊び詰まり位置Ｂと、Ｎレンジに相当する回転位置からＲレンジに相当する回転位置までの回転量の設計値ＲＮとを用いて目標位置を設定する。尚、遊び詰まり位置Ｂは、後述する図６のルーチンで検出される。
目標位置＝Ｂ−ＲＮ
これにより、レンジ切換制御装置４２のマイコン４１は、モータ１２を目標位置（＝Ｂ−ＲＮ）まで回転駆動してシフトレンジをＲレンジに切り換える。
【００４２】
［目標位置再設定ルーチン］
図６に示す目標位置再設定ルーチンは、レンジ切換制御装置４２の電源オン期間中にマイコン４１によってエンコーダ割り込み処理によりエンコーダ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に同期して起動される。
【００４３】
本ルーチンが起動されると、まず、ステップ２０１で、目標位置再設定フラグがＯＮであるか否かを判定する。
このステップ２０１で、目標位置再設定フラグがＯＦＦであると判定された場合には、ステップ２０２に進み、回転センサ１６の出力が変化したか否かを、例えば、回転センサ１６の出力の今回値Ｓi と前回値Ｓi-1 との差の絶対値が所定値（例えば０又は０よりも少し大きい値）よりも大きいか否かによって判定する。
【００４４】
このステップ２０２で、回転センサ１６の出力が変化していないと判定された場合には、ステップ２０３，２０４の処理を実行することなく、本ルーチンを終了する。
その後、上記ステップ２０２で、回転センサ１６の出力が変化したと判定された場合には、ステップ２０３に進み、目標位置再設定フラグをＯＮに設定した後、ステップ２０４に進み、現在のエンコーダカウント値（回転センサ１６の出力が変化し始めた時点のエンコーダカウント値）を遊び詰まり位置Ｂとして検出して記憶する。
【００４５】
その後、上記ステップ２０１で、目標位置再設定フラグがＯＮであると判定された場合には、ステップ２０２以降の処理を実行することなく、本ルーチンを終了する。尚、目標位置再設定フラグは、例えば、モータ１２を目標位置まで回転駆動してシフトレンジをＲレンジに切り換えたときに、ＯＦＦにリセットされる。
【００４６】
本実施例１では、図５の目標位置設定ルーチン及び図６の目標位置再設定ルーチンが特許請求の範囲でいう目標位置設定手段としての役割を果たす。
以上説明した本実施例１の目標位置設定の実行例を図７のタイムチャートを用いて説明する。
【００４７】
マイコン４１の起動後に目標レンジがＮレンジからＲレンジに切り換えられた時点ｔ1 で、初期位置Ａ（モータ回転前の停止位置）と、Ｎレンジに相当する回転位置からＲレンジに相当する回転位置までの回転量の設計値ＲＮとを用いて仮の目標位置（＝Ａ−ＲＮ）を設定する。これにより、Ｒレンジの方向にモータ１２を回転させる。
【００４８】
その後、Ｒレンジの方向に回転伝達系の遊びが詰まった状態になって、回転センサ１６の出力が変化し始めた時点ｔ2 で、その時点のエンコーダカウント値を遊び詰まり位置Ｂとして検出する。これにより、Ｒレンジの方向に回転伝達系の遊びが詰まった状態になった回転位置を遊び詰まり位置Ｂとして検出することができる。
【００４９】
この遊び詰まり位置Ｂと、Ｎレンジに相当する回転位置からＲレンジに相当する回転位置までの回転量の設計値ＲＮとを用いて目標位置（＝Ｂ−ＲＮ）を設定する。これにより、回転伝達系の遊び量を学習しなくても、シフトレンジをＲレンジに切り換えるための目標位置を精度良く設定することができる。このため、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モータ１２を回転させる突き当て制御を実行しなくても、レンジ切換時の制御精度を確保することができる。
【００５０】
尚、上記実施例１では、目標レンジがＮレンジからＲレンジに切り換えられたときに、遊び詰まり位置を検出して目標位置を設定するようにしたが、これに限定されず、例えば、目標レンジがＮレンジからＰレンジやＤレンジに切り換えられたときに、遊び詰まり位置を検出して目標位置を設定するようにしても良い。或は、目標レンジがＲレンジからＮレンジやＰレンジやＤレンジに切り換えられたときに、遊び詰まり位置を検出して目標位置を設定するようにしても良い。更に、目標レンジが切り換えられたときに、毎回、遊び詰まり位置を検出して目標位置を設定するようにしても良い。
【実施例２】
【００５１】
次に、図８乃至図１４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。
【００５２】
本実施例２では、レンジ切換制御装置４２のマイコン４１により後述する図１１乃至図１３の各ルーチンを実行することで、所定の学習条件が成立したときに、初期位置に対して所定方向にモータ１２を回転させて回転センサ１６の出力が変化し始めた時点のエンコーダカウント値と、初期位置に対して所定方向と反対方向にモータ１２を回転させて回転センサ１６の出力が変化し始めた時点のエンコーダカウント値とに基づいてモータ１２の回転伝達系の遊び量を学習し、目標レンジが切り換えられたときに、遊び量の学習値を考慮して目標位置を設定する。
【００５３】
初期位置に対して所定方向にモータ１２を回転させて回転センサ１６の出力が変化し始めた時点のエンコーダカウント値は、所定方向に回転伝達系の遊びが詰まった状態になった回転位置に相当する。一方、初期位置に対して所定方向と反対方向にモータ１２を回転させて回転センサ１６の出力が変化し始めた時点のエンコーダカウント値は、所定方向と反対方向に回転伝達系の遊びが詰まった状態になった回転位置に相当する。
【００５４】
このような特性に着目して、本実施例２では、図８に示すように、マイコン４１の起動時にシフトレンジが突き当て制御を実行できないレンジ（例えばＮレンジ）になっている場合に、図９に示すように、初期位置（モータ回転前の停止位置）に対して所定方向（例えばＰレンジの方向）にモータ１２を回転させて回転センサ１６の出力が変化し始めた時点のエンコーダカウント値をＰ側遊び詰まり位置Ｃとして検出する。これにより、Ｐレンジの方向に回転伝達系の遊びが詰まった状態になった回転位置をＰ側遊び詰まり位置Ｃとして検出することができる。
【００５５】
更に、図１０に示すように、初期位置に対して所定方向と反対方向（例えばＤレンジの方向）にモータ１２を回転させて回転センサ１６の出力が変化し始めた時点のエンコーダカウント値をＤ側遊び詰まり位置Ｅとして検出する。これにより、Ｄレンジの方向に回転伝達系の遊びが詰まった状態になった回転位置をＤ側遊び詰まり位置Ｅとして検出することができる。
【００５６】
この後、Ｐ側遊び詰まり位置ＣとＤ側遊び詰まり位置Ｅとを用いてモータ１２の回転伝達系の遊び量を算出して学習することで、遊び量を精度良く学習することができる。
遊び量＝Ｅ−Ｃ
【００５７】
そして、目標レンジが切り換えられたときに、遊び量の学習値を考慮して目標位置を設定することで、シフトレンジを目標レンジに切り換えるための目標位置を精度良く設定することができる。
以下、本実施例２でレンジ切換制御装置４２のマイコン４１が実行する図１１乃至図１３の各ルーチンの処理内容を説明する。
【００５８】
［遊び量学習ルーチン］
図１１に示す遊び量学習ルーチンは、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（例えば１ｍｓ周期）で繰り返し実行される。
【００５９】
本ルーチンが起動されると、まず、ステップ３０１で、所定の学習条件が成立しているか否かを、例えば、シフトレンジがＮレンジで且つ今回の起動後に遊び量が未学習であるか否かによって判定する。このステップ３０１で、学習条件が不成立であると判定された場合には、ステップ３０２以降の処理を実行することなく、本ルーチンを終了する。
【００６０】
一方、上記ステップ３０１で、学習条件が成立していると判定された場合には、ステップ３０２に進み、Ｐ側学習完了フラグがＯＦＦであるか否かを判定する。このＰ側学習完了フラグは、後述する図１２のルーチンで設定される。
【００６１】
このステップ３０２で、Ｐ側学習完了フラグがＯＦＦであると判定された場合には、ステップ３０３に進み、仮の目標位置をＰ側位置に設定する。このＰ側位置は、初期位置よりもＰレンジ側の回転位置であり、初期位置よりも十分に小さいエンコーダカウント値に設定されている。これにより、レンジ切換制御装置４２のマイコン４１は、Ｐレンジの方向にモータ１２を回転させる。
【００６２】
その後、上記ステップ３０２で、Ｐ側学習完了フラグがＯＮであると判定された場合には、ステップ３０４に進み、Ｄ側学習完了フラグがＯＦＦであるか否かを判定する。このＤ側学習完了フラグは、後述する図１２のルーチンで設定される。
【００６３】
このステップ３０４で、Ｄ側学習完了フラグがＯＦＦであると判定された場合には、ステップ３０５に進み、仮の目標位置をＤ側位置に設定する。このＤ側位置は、初期位置よりもＤレンジ側の回転位置であり、初期位置よりも十分に大きいエンコーダカウント値に設定されている。これにより、レンジ切換制御装置４２のマイコン４１は、Ｄレンジの方向にモータ１２を回転させる。
【００６４】
その後、上記ステップ３０４で、Ｄ側学習完了フラグがＯＮであると判定された場合には、ステップ３０６に進み、目標位置を初期位置に戻す。これにより、レンジ切換制御装置４２のマイコン４１は、モータ１２の回転位置を初期位置に戻す。
【００６５】
この後、ステップ３０７に進み、Ｐ側遊び詰まり位置ＣとＤ側遊び詰まり位置Ｅとを用いてモータ１２の回転伝達系の遊び量を算出して学習する。尚、Ｐ側遊び詰まり位置ＣとＤ側遊び詰まり位置Ｅは、後述する図１２のルーチンで検出される。
遊び量＝Ｅ−Ｃ
【００６６】
［学習完了フラグ設定ルーチン］
図１２に示す学習完了フラグ設定ルーチンは、レンジ切換制御装置４２の電源オン期間中にマイコン４１によってエンコーダ割り込み処理によりエンコーダ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に同期して起動される。
【００６７】
本ルーチンが起動されると、まず、ステップ４０１で、Ｐ側学習完了フラグがＯＦＦであるか否かを判定する。
このステップ４０１で、Ｐ側学習完了フラグがＯＦＦであると判定された場合には、ステップ４０２に進み、モータ１２の現在位置（現在の回転位置）が初期位置よりもＰレンジ側であるか否かを判定し、モータ１２の現在位置が初期位置よりもＰレンジ側であると判定されれば、ステップ４０３に進み、回転センサ１６の出力が変化したか否かを、例えば、回転センサ１６の出力の今回値Ｓi と前回値Ｓi-1 との差の絶対値が所定値（例えば０又は０よりも少し大きい値）よりも大きいか否かによって判定する。
【００６８】
このステップ４０３で、回転センサ１６の出力が変化していないと判定された場合には、ステップ４０４，４０５の処理を実行することなく、本ルーチンを終了する。
その後、上記ステップ４０３で、回転センサ１６の出力が変化したと判定された場合には、ステップ４０４に進み、Ｐ側学習完了フラグをＯＮに設定した後、ステップ４０５に進み、現在のエンコーダカウント値（回転センサ１６の出力が変化し始めた時点のエンコーダカウント値）をＰ側遊び詰まり位置Ｃとして検出して記憶する。
【００６９】
その後、上記ステップ４０１で、Ｐ側学習完了フラグがＯＮであると判定された場合には、ステップ４０６に進み、Ｄ側学習完了フラグがＯＦＦであるか否かを判定する。
このステップ４０６で、Ｄ側学習完了フラグがＯＦＦであると判定された場合には、ステップ４０７に進み、モータ１２の現在位置（現在の回転位置）が初期位置よりもＤレンジ側であるか否かを判定し、モータ１２の現在位置が初期位置よりもＤレンジ側であると判定されれば、ステップ４０８に進み、回転センサ１６の出力が変化したか否かを、例えば、回転センサ１６の出力の今回値Ｓi と前回値Ｓi-1 との差の絶対値が所定値（例えば０又は０よりも少し大きい値）よりも大きいか否かによって判定する。
【００７０】
このステップ４０８で、回転センサ１６の出力が変化していないと判定された場合には、ステップ４０９，４１０の処理を実行することなく、本ルーチンを終了する。
その後、上記ステップ４０８で、回転センサ１６の出力が変化したと判定された場合には、ステップ４０９に進み、Ｄ側学習完了フラグをＯＮに設定した後、ステップ４１０に進み、現在のエンコーダカウント値（回転センサ１６の出力が変化し始めた時点のエンコーダカウント値）をＤ側遊び詰まり位置Ｅとして検出して記憶する。
【００７１】
本実施例２では、図１１の遊び量学習ルーチン及び図１２の学習完了フラグ設定ルーチンが特許請求の範囲でいう遊び量学習手段としての役割を果たす。
［目標位置設定ルーチン］
図１３に示す目標位置設定ルーチンは、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（例えば１ｍｓ周期）で繰り返し実行され、特許請求の範囲でいう目標位置設定手段としての役割を果たす。
【００７２】
本ルーチンが起動されると、まず、ステップ５０１で、目標レンジが切り換えられたか否かを判定する。
このステップ５０１で、目標レンジが切り換えられていないと判定された場合には、ステップ５０２以降の処理を実行することなく、本ルーチンを終了する。
【００７３】
その後、上記ステップ５０１で、目標レンジが切り換えられたと判定された場合には、ステップ５０２に進み、遊び量の学習値を考慮して目標位置を設定する。この場合、例えば、遊び量の学習値と、切換前の目標レンジに相当する回転位置から切換後の目標レンジに相当する回転位置までの回転量の設計値とに基づいて目標位置を設定する。
【００７４】
以上説明した本実施例２の遊び量学習の実行例を図１４のタイムチャートを用いて説明する。
マイコン４１の起動後に所定の学習条件が成立した場合（例えば、シフトレンジがＮレンジで且つ今回の起動後に遊び量が未学習である場合）には、その時点ｔ1 で、仮の目標値をＰ側位置（例えば初期位置よりも十分に小さいエンコーダカウント値）に設定する。これにより、Ｐレンジの方向にモータ１２を回転させる。
【００７５】
その後、Ｐレンジの方向に回転伝達系の遊びが詰まった状態になって、回転センサ１６の出力が変化し始めた時点ｔ2 で、その時点のエンコーダカウント値をＰ側遊び詰まり位置Ｃとして検出する。これにより、Ｐレンジの方向に回転伝達系の遊びが詰まった状態になった回転位置をＰ側遊び詰まり位置Ｃとして検出することができる。
【００７６】
この後、仮の目標値をＤ側位置（例えば初期位置よりも十分に大きいエンコーダカウント値）に設定する。これにより、Ｄレンジの方向にモータ１２を回転させる。
その後、Ｄレンジの方向に回転伝達系の遊びが詰まった状態になって、回転センサ１６の出力が変化し始めた時点ｔ3 で、その時点のエンコーダカウント値をＤ側遊び詰まり位置Ｅとして検出する。これにより、Ｄレンジの方向に回転伝達系の遊びが詰まった状態になった回転位置をＤ側遊び詰まり位置Ｅとして検出することができる。
【００７７】
このようにしてＰ側遊び詰まり位置ＣとＤ側遊び詰まり位置Ｅを検出した後、Ｐ側遊び詰まり位置ＣとＤ側遊び詰まり位置Ｅとを用いてモータ１２の回転伝達系の遊び量（＝Ｅ−Ｃ）を算出して学習することで、遊び量を精度良く学習することができる。
【００７８】
そして、目標レンジが切り換えられたときに、遊び量の学習値を考慮して目標位置を設定することで、シフトレンジを目標レンジに切り換えるための目標位置を精度良く設定することができ、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モータ１２を回転させる突き当て制御を実行しなくても、レンジ切換時の制御精度を確保することができる。
【００７９】
尚、上記実施例２では、シフトレンジがＮレンジのときに、両側の遊び詰まり位置（Ｐ側遊び詰まり位置とＤ側遊び詰まり位置）を検出して遊び量を学習するようにしたが、これに限定されず、例えば、シフトレンジがＮレンジ以外のレンジ（ＲレンジやＰレンジやＤレンジ）のときに、両側の遊び詰まり位置を検出して遊び量を学習するようにしても良い。
【００８０】
また、上記実施例２では、マイコン４１の起動後に遊び量が未学習の場合、つまりマイコン４１の起動後に１回だけ、両側の遊び詰まり位置を検出して遊び量を学習するようにしたが、これに限定されず、例えば、マイコン４１の起動後に最初に両側の遊び詰まり位置を検出して遊び量を学習した後、所定期間が経過する毎に、或は、シフトレンジが切り換えられる毎に、両側の遊び詰まり位置を検出して遊び量を学習（更新）するようにしても良い。
【００８１】
また、上記各実施例１，２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。
【００８２】
また、上記各実施例１，２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。
【００８３】
また、上記各実施例１，２では、シフトレンジをＰレンジとＲレンジとＮレンジとＤレンジの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たが、これに限定されず、例えば、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。或は、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。
【００８４】
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】
【００８５】
１１…レンジ切換機構、１２…モータ、１３…マニュアルシャフト（操作軸）、１６…回転センサ、４１…マイコン（制御手段，目標位置設定手段，遊び量学習手段）、４６…エンコーダ
【図１】
2015010640.tif 000003
【図２】
2015010640.tif 000004
【図３】
2015010640.tif 000005
【図４】
2015010640.tif 000006
【図５】
2015010640.tif 000007
【図６】
2015010640.tif 000008
【図７】
2015010640.tif 000009
【図８】
2015010640.tif 000010
【図９】
2015010640.tif 000011
【図１０】
2015010640.tif 000012
【図１１】
2015010640.tif 000013
【図１２】
2015010640.tif 000014
【図１３】
2015010640.tif 000015
【図１４】
2015010640.tif 000016