(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
トルクを出力するモータ軸（２４）を有するモータ（２０）と、
前記モータ軸に接続され前記モータからのトルクが入力されるディテント軸（３２１）、前記ディテント軸から径方向外側に板状に延びるよう形成された板部（３２２）、および、前記板部の外縁部に形成された複数の凹部（４１、４２、４３、４４）を有するディテントプレート（３２）と、
前記板部の外縁部に押し付けられるローラ（３５）を有し、前記ローラが前記凹部に嵌り込むことで前記ディテントプレートの回転を規制し、レンジ位置を固定可能なディテントスプリング（３４）と、を有するシフトレンジ切替装置（３０）を制御しシフトレンジを切り替えるシフトレンジ制御装置（６０）であって、
前記モータの駆動を制御し前記ディテントプレートを回転駆動することにより、シフトレンジを切り替え可能な制御部（８０）と、
前記モータが駆動するときに供給される電流である駆動電流に対応する電流値を検出可能な電流検出部（７４）と、
前記電流検出部により検出した前記電流値が上昇したか否かの判定処理を行う電流上昇判定部（８６）と、
前記電流上昇判定部により「前記電流値が上昇した」と判定されたとき、前記モータの回転を停止させるモータ回転停止部（８８）と、
前記モータ回転停止部により前記モータの回転が停止した後、前記モータの回転方向を反転させ、前記モータを回転駆動する反転駆動部（８９）と、
を備え、
前記反転駆動部は、前記モータの回転方向を反転させ、前記電流値が上昇し始めてから前記電流上昇判定部により「前記電流値が上昇した」と判定されるまでの時間であるディレイ時間に回転した角度と同じ角度回転するよう前記モータを回転駆動するシフトレンジ制御装置。
【請求項２】
トルクを出力するモータ軸（２４）を有するモータ（２０）と、
前記モータ軸に接続され前記モータからのトルクが入力されるディテント軸（３２１）、前記ディテント軸から径方向外側に板状に延びるよう形成された板部（３２２）、および、前記板部の外縁部に形成された複数の凹部（４１、４２、４３、４４）を有するディテントプレート（３２）と、
前記板部の外縁部に押し付けられるローラ（３５）を有し、前記ローラが前記凹部に嵌り込むことで前記ディテントプレートの回転を規制し、レンジ位置を固定可能なディテントスプリング（３４）と、を有するシフトレンジ切替装置（３０）を制御しシフトレンジを切り替えるシフトレンジ制御装置（６０）であって、
前記モータの駆動を制御し前記ディテントプレートを回転駆動することにより、シフトレンジを切り替え可能な制御部（８０）と、
前記モータが駆動するときに供給される電流である駆動電流に対応する電流値を検出可能な電流検出部（７４）と、
前記電流検出部により検出した前記電流値が上昇したか否かの判定処理を行う電流上昇判定部（８６）と、
前記電流上昇判定部により「前記電流値が上昇した」と判定されたとき、前記モータの回転を停止させるモータ回転停止部（８８）と、
前記モータ回転停止部により前記モータの回転が停止した後、前記モータの回転方向を反転させ、前記モータを回転駆動する反転駆動部（８９）と、
を備え、
前記反転駆動部は、前記モータの回転方向を反転させ、前記電流値が上昇し始めてから前記電流上昇判定部により「前記電流値が上昇した」と判定されるまでの時間であるディレイ時間に回転した角度と同じ角度に加え、前記モータ軸と前記ディテント軸との間のガタの範囲内の所定角度であるガタ内角度回転するよう前記モータを回転駆動するシフトレンジ制御装置。
【請求項３】
トルクを出力するモータ軸（２４）を有するモータ（２０）と、
前記モータ軸に接続され前記モータからのトルクが入力されるディテント軸（３２１）、前記ディテント軸から径方向外側に板状に延びるよう形成された板部（３２２）、および、前記板部の外縁部に形成された複数の凹部（４１、４２、４３、４４）を有するディテントプレート（３２）と、
前記板部の外縁部に押し付けられるローラ（３５）を有し、前記ローラが前記凹部に嵌り込むことで前記ディテントプレートの回転を規制し、レンジ位置を固定可能なディテントスプリング（３４）と、を有するシフトレンジ切替装置（３０）を制御しシフトレンジを切り替えるシフトレンジ制御装置（６０）であって、
前記モータの駆動を制御し前記ディテントプレートを回転駆動することにより、シフトレンジを切り替え可能な制御部（８０）と、
前記モータが駆動するときに供給される電流である駆動電流に対応する電流値を検出可能な電流検出部（７４）と、
前記電流検出部により検出した前記電流値が上昇したか否かの判定処理を行う電流上昇判定部（８６）と、
前記電流上昇判定部により「前記電流値が上昇した」と判定されたとき、前記モータの回転を停止させるモータ回転停止部（８８）と、
前記モータ回転停止部により前記モータの回転が停止した後、前記モータの回転方向を反転させ、前記モータを回転駆動する反転駆動部（８９）と、
を備え、
前記反転駆動部は、前記モータ軸と前記ディテント軸との間のガタの範囲内の所定角度であるガタ内角度回転するよう前記モータを回転駆動し、
前記ガタ内角度は、前記ガタの大きさの１／２の大きさに対応する角度であるシフトレンジ制御装置。
【請求項４】
前記ガタ内角度は、前記ガタの大きさの１／２の大きさに対応する角度である請求項２に記載のシフトレンジ制御装置。
【請求項５】
トルクを出力するモータ軸（２４）を有するモータ（２０）と、
前記モータ軸に接続され前記モータからのトルクが入力されるディテント軸（３２１）、前記ディテント軸から径方向外側に板状に延びるよう形成された板部（３２２）、および、前記板部の外縁部に形成された複数の凹部（４１、４２、４３、４４）を有するディテントプレート（３２）と、
前記板部の外縁部に押し付けられるローラ（３５）を有し、前記ローラが前記凹部に嵌り込むことで前記ディテントプレートの回転を規制し、レンジ位置を固定可能なディテントスプリング（３４）と、を有するシフトレンジ切替装置（３０）を制御しシフトレンジを切り替えるシフトレンジ制御装置（６０）であって、
前記モータの駆動を制御し前記ディテントプレートを回転駆動することにより、シフトレンジを切り替え可能な制御部（８０）と、
前記モータが駆動するときに供給される電流である駆動電流に対応する電流値を検出可能な電流検出部（７４）と、
前記電流検出部により検出した前記電流値が上昇したか否かの判定処理を行う電流上昇判定部（８６）と、
前記電流上昇判定部により「前記電流値が上昇した」と判定されたとき、前記モータの回転を停止させるモータ回転停止部（８８）と、
前記モータ回転停止部により前記モータの回転が停止した後、前記モータの回転方向を反転させ、前記モータを回転駆動する反転駆動部（８９）と、
を備え、
シフトレンジを目標レンジ位置に切り替えるための前記モータの回転角である目標角度を演算する目標角度演算部（８５）と、
前記モータの現在の回転角である現在回転角を検出する回転角検出部（８３）と、をさらに備え、
前記目標角度と前記現在回転角との差分が所定値以下になったとき、前記電流上昇判定部による判定処理を開始するシフトレンジ制御装置。
【請求項６】
トルクを出力するモータ軸（２４）を有するモータ（２０）と、
前記モータ軸に接続され前記モータからのトルクが入力されるディテント軸（３２１）、前記ディテント軸から径方向外側に板状に延びるよう形成された板部（３２２）、および、前記板部の外縁部に形成された複数の凹部（４１、４２、４３、４４）を有するディテントプレート（３２）と、
前記板部の外縁部に押し付けられるローラ（３５）を有し、前記ローラが前記凹部に嵌り込むことで前記ディテントプレートの回転を規制し、レンジ位置を固定可能なディテントスプリング（３４）と、を有するシフトレンジ切替装置（３０）を制御しシフトレンジを切り替えるシフトレンジ制御装置（６０）であって、
前記モータの駆動を制御し前記ディテントプレートを回転駆動することにより、シフトレンジを切り替え可能な制御部（８０）と、
前記モータが駆動するときに供給される電流である駆動電流に対応する電流値を検出可能な電流検出部（７４）と、
前記電流検出部により検出した前記電流値が上昇したか否かの判定処理を行う電流上昇判定部（８６）と、
前記電流上昇判定部により「前記電流値が上昇した」と判定されたとき、前記モータの回転を停止させるモータ回転停止部（８８）と、
前記モータ回転停止部により前記モータの回転が停止した後、前記モータの回転方向を反転させ、前記モータを回転駆動する反転駆動部（８９）と、
を備え、
前記電流検出部により検出される前記電流値の最小値である電流最小値を更新しながら記憶する電流最小値記憶部（８７）をさらに備え、
前記電流上昇判定部は、前記電流検出部により検出される前記電流値が、前記電流最小値記憶部に記憶された前記電流最小値から所定値以上上昇したとき、「前記電流値が上昇した」と判定するシフトレンジ制御装置。
【請求項７】
トルクを出力するモータ軸（２４）を有するモータ（２０）と、
前記モータ軸に接続され前記モータからのトルクが入力されるディテント軸（３２１）、前記ディテント軸から径方向外側に板状に延びるよう形成された板部（３２２）、および、前記板部の外縁部に形成された複数の凹部（４１、４２、４３、４４）を有するディテントプレート（３２）と、
前記板部の外縁部に押し付けられるローラ（３５）を有し、前記ローラが前記凹部に嵌り込むことで前記ディテントプレートの回転を規制し、レンジ位置を固定可能なディテントスプリング（３４）と、を有するシフトレンジ切替装置（３０）を制御しシフトレンジを切り替えるシフトレンジ制御装置（６０）であって、
前記モータの駆動を制御し前記ディテントプレートを回転駆動することにより、シフトレンジを切り替え可能な制御部（８０）と、
前記モータが駆動するときに供給される電流である駆動電流に対応する電流値を検出可能な電流検出部（７４）と、
前記電流検出部により検出した前記電流値が上昇したか否かの判定処理を行う電流上昇判定部（８６）と、
前記電流上昇判定部により「前記電流値が上昇した」と判定されたとき、前記モータの回転を停止させるモータ回転停止部（８８）と、
前記モータ回転停止部により前記モータの回転が停止した後、前記モータの回転方向を反転させ、前記モータを回転駆動する反転駆動部（８９）と、
を備え、
前記モータの回転速度を制御可能な回転速度制御部（８２）をさらに備え、
前記電流上昇判定部による判定処理を行うとき、前記回転速度制御部により前記モータの回転速度を所定値以下の一定の回転速度に制御するシフトレンジ制御装置。
【請求項８】
シフトレンジを目標レンジ位置に切り替えるための前記モータの回転角である目標角度を演算する目標角度演算部（８５）と、
前記モータの現在の回転角である現在回転角を検出する回転角検出部（８３）と、をさらに備え、
前記目標角度と前記現在回転角との差分が所定値以下になったとき、前記電流上昇判定部による判定処理を開始する請求項１〜４のいずれか一項に記載のシフトレンジ制御装置。
【請求項９】
前記電流検出部により検出される前記電流値の最小値である電流最小値を更新しながら記憶する電流最小値記憶部（８７）をさらに備え、
前記電流上昇判定部は、前記電流検出部により検出される前記電流値が、前記電流最小値記憶部に記憶された前記電流最小値から所定値以上上昇したとき、「前記電流値が上昇した」と判定する請求項１〜５のいずれか一項に記載のシフトレンジ制御装置。
【請求項１０】
前記モータの回転速度を制御可能な回転速度制御部（８２）をさらに備え、
前記電流上昇判定部による判定処理を行うとき、前記回転速度制御部により前記モータの回転速度を所定値以下の一定の回転速度に制御する請求項１〜６のいずれか一項に記載のシフトレンジ制御装置。
【請求項１１】
前記モータは、前記モータ軸とともに回転するロータ（２３）、および、前記ロータに設けられる磁石（２５）をさらに有している請求項１〜１０のいずれか一項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、シフトレンジ切替装置の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制御装置が知られている。例えば特許文献１のシフトレンジ切替装置では、駆動源のモータとして、スイッチトリラクタンスモータ（以下、「ＳＲモータ」という。）を用いている。永久磁石を用いないＳＲモータは、構成が簡素である。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００４−３０８８４８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、ＳＲモータは、通電停止時の被駆動トルクが小さい。そのため、特許文献１のシフトレンジ切替装置では、節度機構としてのディテントスプリングのローラがディテントプレートの凹部の中心付近にあるときにＳＲモータへの通電を停止すれば、ディテントスプリングの押し付け力により、ローラを凹部の中心に容易に吸い込ませることができる。よって、ディテントプレートの位置決めを比較的正確に行うことができる。
【０００５】
一方、例えばＤＣブラシレスモータのような永久磁石を用いるモータは、ＳＲモータと比較し、応答性がよい反面、通電停止時の被駆動トルクが大きいという特性がある。例えば特許文献１のシフトレンジ切替装置において、ＳＲモータをＤＣブラシレスモータに置き換えた場合、応答性の向上は期待できるものの、ディテントスプリングのローラがディテントプレートの凹部の中心付近にあるときにモータへの通電を停止しても、ディテントスプリングの押し付け力ではローラを凹部の中心に吸い込ませることができないおそれがある。そのため、ディテントプレートの位置決めの精度が低下するおそれがある。
【０００６】
本発明は、上述の問題に鑑みてなされたものであり、その目的は、ディテントプレートを精度よく位置決め可能な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】
【０００７】
本発明は、モータとディテントプレートとディテントスプリングとを有するシフトレンジ切替装置を制御し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、制御部と電流検出部と電流上昇判定部とモータ回転停止部と反転駆動部とを備えている。
モータは、トルクを出力するモータ軸を有している。
【０００８】
ディテントプレートは、モータ軸に接続されモータからのトルクが入力されるディテント軸、ディテント軸から径方向外側に板状に延びるよう形成された板部、および、板部の外縁部に形成された複数の凹部を有している。
ディテントスプリングは、板部の外縁部に押し付けられるローラを有し、ローラが凹部に嵌り込むことでディテントプレートの回転を規制し、レンジ位置を固定可能である。
制御部は、モータの駆動を制御しディテントプレートを回転駆動することにより、シフトレンジを切り替え可能である。
電流検出部は、モータが駆動するときに供給される電流である駆動電流に対応する電流値を検出可能である。
電流上昇判定部は、電流検出部により検出した電流値が上昇したか否かの判定処理を行う。
モータ回転停止部は、電流上昇判定部により「電流値が上昇した」と判定されたとき、モータの回転を停止させる。
反転駆動部は、モータ回転停止部によりモータの回転が停止した後、モータの回転方向を反転させ、モータを回転駆動する。
【０００９】
このように、本発明では、電流上昇判定部により「電流値が上昇した」と判定されたとき、すなわち、ディテントスプリングのローラがディテントプレートの凹部の中心を越えて凸部等の一部に乗り上げたとき、反転駆動部によりモータの回転方向を反転させ、モータを回転駆動する。これにより、ローラの位置が凹部の中心側に戻り、ローラを凹部の中心または中心近傍に位置させることができる。したがって、ディテントプレートを精度よく位置決めすることができる。
【００１０】
なお、本発明では、上述のように、ローラが凹部の中心を越えたとき、反転駆動部によりローラの位置を凹部の中心側に積極的に戻すため、例えば通電停止時の被駆動トルクが大きいＤＣブラシレスモータをモータとして用いた場合でも、ディテントプレートを精度よく位置決めすることができる。
また、本発明の第１の態様では、反転駆動部は、モータの回転方向を反転させ、電流値が上昇し始めてから電流上昇判定部により「電流値が上昇した」と判定されるまでの時間であるディレイ時間に回転した角度と同じ角度回転するようモータを回転駆動する。
また、本発明の第２の態様では、反転駆動部は、モータの回転方向を反転させ、電流値が上昇し始めてから電流上昇判定部により「電流値が上昇した」と判定されるまでの時間であるディレイ時間に回転した角度と同じ角度に加え、モータ軸とディテント軸との間のガタの範囲内の所定角度であるガタ内角度回転するようモータを回転駆動する。
また、本発明の第３の態様では、反転駆動部は、モータ軸とディテント軸との間のガタの範囲内の所定角度であるガタ内角度回転するようモータを回転駆動する。ガタ内角度は、ガタの大きさの１／２の大きさに対応する角度である。
また、本発明の第４の態様では、シフトレンジを目標レンジ位置に切り替えるためのモータの回転角である目標角度を演算する目標角度演算部と、モータの現在の回転角である現在回転角を検出する回転角検出部と、をさらに備える。目標角度と現在回転角との差分が所定値以下になったとき、電流上昇判定部による判定処理を開始する。
また、本発明の第５の態様では、電流検出部により検出される電流値の最小値である電流最小値を更新しながら記憶する電流最小値記憶部をさらに備える。電流上昇判定部は、電流検出部により検出される電流値が、電流最小値記憶部に記憶された電流最小値から所定値以上上昇したとき、「電流値が上昇した」と判定する。
また、本発明の第６の態様では、モータの回転速度を制御可能な回転速度制御部をさらに備える。電流上昇判定部による判定処理を行うとき、回転速度制御部によりモータの回転速度を所定値以下の一定の回転速度に制御する。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】本発明の第１実施形態によるシフトレンジ制御装置、および、これを用いたシフトバイワイヤシステムを示す模式図。
【図２】本発明の第１実施形態によるシフトレンジ制御装置を適用したシフトレンジ切替装置を示す斜視図。
【図３】モータの駆動対象を示す模式図。
【図４】本発明の第１実施形態によるシフトレンジ制御装置による制御の例を示す模式図。
【図５】（Ａ）は本発明の第１実施形態によるシフトレンジ制御装置による制御の例を示すタイムチャート、（Ｂ）は（Ａ）の部分拡大図。
【図６】（Ａ）は本発明の第２実施形態によるシフトレンジ制御装置による制御の例を示すタイムチャート、（Ｂ）は（Ａ）の部分拡大図。
【図７】本発明の第３実施形態によるシフトレンジ制御装置による制御の例を示すタイムチャート。
【図８】本発明の第４実施形態によるシフトレンジ制御装置による制御の例を示すタイムチャート。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
以下、本発明の複数の実施形態を図面に基づき説明する。なお、複数の実施形態において実質的に同一の構成部位には同一の符号を付し、説明を省略する。
（第１実施形態）
本発明の第１実施形態によるシフトレンジ制御装置、および、これを用いたシフトバイワイヤシステムを図１に示す。
【００１３】
シフトバイワイヤシステム１は、シフトレンジ切替装置３０、シフトレンジ制御装置としての電子制御ユニット（以下、「ＥＣＵ」という。）６０等を備えている。シフトバイワイヤシステム１は、例えば自動変速機３とともに車両に搭載され、車両の運転者の指令に基づきシフトレンジ切替装置３０のアクチュエータ１０を駆動させることにより、バイワイヤ制御で自動変速機３のシフトレンジを切り替える。
アクチュエータ１０は、ハウジング１１、モータ２０、エンコーダ１２、減速機１３、および、出力軸１４等を有している。
モータ２０は、本実施形態では、例えば３相駆動型のＤＣブラシレスモータである。モータ２０は、ステータ２１、巻線２２、ロータ２３、モータ軸２４、および、磁石２５等を有している。
【００１４】
ステータ２１は、例えば複数の鉄板を積層することにより円環状に形成され、ハウジング１１の内側に固定されるようにして収容されている。ステータ２１は、径方向内側へ突出する突極を周方向に等間隔で複数有している。
巻線２２は、ステータ２１の各突極に巻き回されるようにして複数設けられている。ここで、各巻線２２は、モータ２０の複数の相（Ｕ相、Ｖ相、Ｗ相）に対応している。
ロータ２３は、例えば複数の鉄板を積層することにより円柱状に形成され、ステータ２１の内側において回転可能に設けられている。
【００１５】
モータ軸２４は、ロータ２３の中心にロータ２３と一体に設けられ、ロータ２３とともに回転可能である。モータ軸２４は、ハウジング１１により回転可能に支持されている。これにより、ロータ２３は、モータ軸２４とともにステータ２１の内側において回転可能である。
磁石２５は、ステータ２１の突極に対向可能なようロータ２３の外壁に設けられている。磁石２５は、磁極が交互になるようロータ２３の周方向に複数設けられている。
各相の巻線２２への通電が順次切り替えられると、ステータ２１に回転磁界が生じ、ロータ２３が回転する。上述のように、モータ２０は、ＤＣブラシレスモータのため、応答性が比較的高い。
モータ２０は、車両の電源としてのバッテリ２から電力を供給されることにより回転する。ＥＣＵ６０は、バッテリ２から各相の巻線２２への通電を切り替えることにより、モータ２０の駆動を制御する。
【００１６】
エンコーダ１２は、アクチュエータ１０のハウジング１１内に設けられている。エンコーダ１２は、ロータ２３と一体に回転する磁石と、ハウジング１１に固定された基板に実装され、磁石と対向配置されて磁石における磁束発生部の通過を検出する、磁気検出用のホールＩＣ等により構成されている。エンコーダ１２は、モータ２０（ロータ２３）の回転角の変化分に応じてＡ相、Ｂ相のパルス信号を出力する。エンコーダ１２は、インクリメンタル型のエンコーダである。
【００１７】
減速機１３は、モータ２０のモータ軸２４の回転運動を減速して出力軸１４から出力し、シフトレンジ切替装置３０に伝達する。シフトレンジ切替装置３０は、減速機１３から出力された回転駆動力をマニュアルバルブ４、および、パーキングロック機構５０へ伝達する（図２参照）。
【００１８】
シフトレンジ切替装置３０は、図２に示すように、アクチュエータ１０、マニュアルシャフト３１、駆動対象としてのディテントプレート３２およびディテントスプリング３４などを有している。マニュアルシャフト３１は、アクチュエータ１０の出力軸１４に接続し、モータ２０からのトルクによって回転駆動される。
ディテントプレート３２は、ディテント軸３２１、板部３２２、凹部４１、４２、４３、４４、凸部４５、４６、４７を有している（図２、３参照）。
【００１９】
ディテント軸３２１は、マニュアルシャフト３１と同軸かつ一体に形成されている。そのため、ディテント軸３２１には、マニュアルシャフト３１を経由してアクチュエータ１０、すなわち、モータ２０からのトルクが入力される。そのため、ディテント軸３２１は、マニュアルシャフト３１とともに、モータ２０からのトルクによって回転駆動される。
なお、本実施形態では、モータ軸２４とディテント軸３２１とは減速機１３および出力軸１４を介して接続されているため、モータ軸２４とディテント軸３２１との間には、所定のガタが形成されている。
【００２０】
板部３２２は、ディテント軸３２１から径方向外側に板状の略扇形に延びるよう、ディテント軸３２１と一体に形成されている。そのため、板部３２２は、マニュアルシャフト３１、ディテント軸３２１とともに、モータ２０により回転駆動される。
【００２１】
板部３２２には、マニュアルシャフト３１と略平行に突出するピン３３が設けられている。ピン３３は、マニュアルバルブ４と接続している。そのため、ディテントプレート３２がマニュアルシャフト３１とともに回転することにより、マニュアルバルブ４は軸方向へ往復移動する。すなわち、シフトレンジ切替装置３０は、アクチュエータ１０の回転駆動力を直線運動に変換してマニュアルバルブ４に伝達する。
【００２２】
凹部４１、４２、４３、４４は、板部３２２の外縁部からディテント軸３２１側に凹むようにして形成されている。凹部４１は、ディテントプレート３２の回転方向の一方側に形成されている。凹部４４は、ディテントプレート３２の回転方向の他方側に形成されている。凹部４２、４３は、凹部４１と凹部４４との間に形成されている。
凸部４５は、凹部４１と凹部４２との間に形成されている。凸部４６は、凹部４２と凹部４３との間に形成されている。凸部４７は、凹部４３と凹部４４との間に形成されている。
【００２３】
本実施形態では、凹部４１は、自動変速機３のシフトレンジである「Ｐレンジ」に対応して形成されている。凹部４２は、「Ｒレンジ」に対応して形成されている。凹部４３は、「Ｎレンジ」に対応して形成されている。凹部４４は、「Ｄレンジ」に対応して形成されている。
【００２４】
ディテントスプリング３４は、弾性変形可能に形成されており、先端に規制部としてのローラ３５を有している。ディテントスプリング３４は、ローラ３５をディテント軸３２１側に付勢している。そのため、ローラ３５は、板部３２２の外縁部に押し付けられる。
【００２５】
モータ２０からマニュアルシャフト３１を経由してディテントプレート３２に回転方向の所定の力が加わると、ローラ３５は凹部４１、４２、４３、４４間に形成された凸部４５、４６、４７を乗り越えて、隣接する他の凹部４１、４２、４３、４４へ移動する。そのため、アクチュエータ１０によってマニュアルシャフト３１を回転させることにより、マニュアルバルブ４の軸方向の位置、および、パーキングロック機構５０の状態が変化し、自動変速機３のシフトレンジが切り替えられる。なお、ローラ３５が凸部４５、４６、４７を乗り越えるとき、ディテントスプリング３４は撓むようにして弾性変形する。また、このとき、ローラ３５は、回転しながら凹部４１、４２、４３、４４および凸部４５、４６、４７を移動する。
【００２６】
ローラ３５が凹部４１、４２、４３、４４のいずれかに嵌り込むことでディテントプレート３２の回転を規制することにより、マニュアルバルブ４の軸方向の位置、および、パーキングロック機構５０の状態が決定される。これにより、自動変速機３のシフトレンジ、すなわち、レンジ位置が固定される。このように、ディテントプレート３２およびローラ３５は、所謂「節度機構」として機能する。
【００２７】
本実施形態では、図２に示すようにシフトレンジが「Ｐレンジ」側から「Ｒレンジ」、「Ｎレンジ」および「Ｄレンジ」側へ切り替わるときにアクチュエータ１０の出力軸１４が回転する方向を、正回転方向と定義する。一方、シフトレンジが「Ｄレンジ」側から「Ｎレンジ」、「Ｒレンジ」および「Ｐレンジ」側へ切り替わるときにアクチュエータ１０の出力軸１４が回転する方向を、逆回転方向と定義する。
【００２８】
なお、本実施形態では、図３に示すように、Ｐレンジに対応する凹部４１は、凸部４５とは反対側の壁であるＰ壁４１１を有している。また、Ｄレンジに対応する凹部４４は、凸部４７とは反対側の壁であるＤ壁４４１を有している。Ｐ壁４１１とＤ壁４４１とは、互いに概ね平行となるよう、かつ、高さが凸部４５、４６、４７の高さより高くなるよう形成されている。そのため、ディテントプレート３２が逆回転方向に回転しても、ローラ３５がＰ壁４１１を乗り越えることはなく、ローラ３５とＰ壁４１１とが当接した状態でディテントプレート３２の逆回転方向の回転が規制される。また、ディテントプレート３２が正回転方向に回転しても、ローラ３５がＤ壁４４１を乗り越えることはなく、ローラ３５とＤ壁４４１とが当接した状態でディテントプレート３２の正回転方向の回転が規制される。このように、ディテントプレート３２の可動範囲は、「Ｐ壁４１１とＤ壁４４１との間においてローラ３５が相対移動可能な範囲」に対応している。
【００２９】
図２は、シフトレンジが「Ｄレンジ」であるとき、すなわち、「Ｐレンジ」以外のレンジであるときのパーキングロック機構５０の状態を示している。この状態では、パーキングギア５４は、パーキングロックポール５３によってロックされていない。そのため、車両の車輪の回転は妨げられない。この状態から、アクチュエータ１０の出力軸１４が逆回転方向に回転すると、ディテントプレート３２を介してロッド５１が図２に示す矢印Ｘの方向に押され、ロッド５１の先端に設けられたテーパ部５２がパーキングロックポール５３を図２に示す矢印Ｙの方向に押し上げる。その結果、パーキングロックポール５３がパーキングギア５４に噛み合い、パーキングギア５４がロックされる。これにより、車輪の回転が規制された状態となる。このとき、ディテントスプリング３４のローラ３５はディテントプレート３２の凹部４１に嵌り込んだ状態（ローラ３５が凹部４１の中心に位置する状態）であり、自動変速機３の実際のレンジ（以下、「実レンジ」という。）は「Ｐレンジ」である。
【００３０】
次に、ＥＣＵ６０について説明する。
ＥＣＵ６０は、演算手段としてのＣＰＵ、記憶手段としてのＲＡＭおよびＲＯＭ、その他回路、ならびに、入出力手段等を有する小型のコンピュータである。ＥＣＵ６０は、車両に搭載された各種センサからの信号、ならびに、ＲＯＭおよびＲＡＭに格納されたデータ等に基づき、ＲＯＭ等に格納された各種プログラムに従って、各種装置および機器類を制御するよう作動する。ＥＣＵ６０は、車両の電源であるバッテリ２に電気的に接続されており、このバッテリ２から供給される電力によって作動する。ＥＣＵ６０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。
【００３１】
図１に示すように、ＥＣＵ６０は、電力変換部７１、ドライバ７２、エンコーダ検出部７３、電流検出部７４、制御部８０等を備えている。
電力変換部７１は、例えばインバータであり、ＭＯＳＦＥＴ等のスイッチング素子を複数有している。本実施形態では、スイッチング素子は、６つ設けられている。スイッチング素子は、２つ１組でスイッチング素子対を構成している。つまり、スイッチング素子対は３つ設けられている。３つのスイッチング素子対は、モータ２０の巻線２２の各相に対応するよう設けられている。３つのスイッチング素子対は、それぞれ、Ｕ相、Ｖ相、Ｗ相の巻線２２に接続されている。
【００３２】
ドライバ７２は、電力変換部７１の各スイッチング素子のゲート端子に接続している。ドライバ７２は、各スイッチング素子のゲート端子にオン信号（駆動信号）を出力することにより、各スイッチング素子をオン作動させる。これにより、各スイッチング素子がオン状態になる。本実施形態では、各スイッチング素子にオン信号が出力されていないとき、各スイッチング素子はオフ状態である。
【００３３】
エンコーダ検出部７３は、エンコーダ１２に接続するよう設けられている。エンコーダ１２は、モータ２０（ロータ２３）の回転角の変化分に応じてＡ相、Ｂ相のパルス信号をエンコーダ検出部７３に対し出力する。制御部８０は、エンコーダ検出部７３が検出したエンコーダ１２のパルス信号を検出可能である。
【００３４】
上述のように、本実施形態でのエンコーダ１２は、モータ２０の回転に応じてパルス信号を出力するインクリメンタル型のエンコーダである。制御部８０は、エンコーダ１２から出力されたパルス信号に応じてカウント用の値（パルス信号カウント値）を減少（カウントダウン）または増大（カウントアップ）させる。これにより、制御部８０は、モータ２０（ロータ２３）の回転状態を検出可能である。制御部８０は、エンコーダ１２によってモータ２０の回転状態を検出することにより、モータ２０を脱調させることなく高速回転させることができる。なお、車両電源のオン毎（シフトバイワイヤシステム１の起動毎）に、モータ２０の励磁通電相学習（エンコーダ１２から出力されたパルス信号に応じたカウント値と通電相の同期）のための初期駆動制御が行われる。この初期駆動制御により、アクチュエータ１０の回転を適切に制御できるようになる。
【００３５】
電流検出部７４は、例えば電力変換部７１に接続するよう設けられ、巻線２２および電力変換部７１の各スイッチング素子を流れる電流を検出可能である。すなわち、電流検出部７４は、モータ２０が駆動するときに供給される電流である駆動電流に対応する電流値を検出可能である。電流検出部７４は、検出した電流値に関する信号を制御部８０に出力する。
【００３６】
制御部８０は、例えばマイコン等の集積回路である。
制御部８０は、概念的な機能部として、ＰＷＭ制御部８１、回転速度制御部８２、回転角検出部８３、基準位置学習部８４、目標角度演算部８５、電流上昇判定部８６、電流最小値記憶部８７、モータ回転停止部８８、反転駆動部８９を有している。
【００３７】
ＰＷＭ制御部８１は、エンコーダ検出部７３からのパルス信号に基づきロータ２３の回転位置を検出しつつ、検出した回転位置等に基づき、モータ２０をＰＷＭ制御するための制御値であるＰＷＭ制御値を演算し、ドライバ７２に出力する。ドライバ７２は、ＰＷＭ制御部８１から入力されたＰＷＭ制御値に基づき、駆動信号を算出し、算出した駆動信号を電力変換部７１の各スイッチング素子に出力する。これにより、駆動信号に応じて電力変換部７１の各スイッチング素子のオンオフ状態が制御される。
【００３８】
このように、ＰＷＭ制御部８１は、演算したＰＷＭ制御値に基づき、ドライバ７２、電力変換部７１を経由してモータ２０を回転駆動可能である。なお、ドライバ７２に入力されるＰＷＭ制御値が大きいほど、モータ２０に供給される駆動電流が大きくなり、モータ２０のトルクが大きくなる。
回転速度制御部８２は、ＰＷＭ制御部８１からドライバ７２に出力されるＰＷＭ制御値を制御することにより、モータ２０の回転速度を任意に制御可能である。
回転角検出部８３は、モータ２０の現在の回転角である現在回転角を検出可能である。具体的には、回転角検出部８３は、エンコーダ１２からのパルス信号カウント値に基づき、モータ２０の現在回転角を検出する。
ＥＣＵ６０は、シフト選択手段としてのレンジセレクタ５のセレクタセンサ６に電気的に接続している（図１参照）。
【００３９】
セレクタセンサ６は、車両の運転者がレンジセレクタ５を操作することにより指令したレンジ（以下、「指令レンジ」という。）を検出する。セレクタセンサ６は、検出した信号をＥＣＵ６０の制御部８０へ出力する。
【００４０】
制御部８０は、セレクタセンサ６から出力された指令レンジに関する信号に基づき、目標レンジを決定する。より具体的には、本実施形態では、セレクタセンサ６の信号、ブレーキの信号、および、車速センサの信号等に基づき目標レンジを決定する。ＥＣＵ６０は、自動変速機３のシフトレンジが、決定された目標レンジとなるようアクチュエータ１０の回転を制御する。すなわち、モータ２０を目標レンジに対応する目標回転位置に回転させることにより、シフトレンジを目標レンジに切り替える。これにより、自動変速機３の実レンジが、運転者の意図するレンジに切り替わる。
【００４１】
本実施形態のエンコーダ１２は、インクリメンタル型のエンコーダのため、モータ２０（ロータ２３）の相対的な回転位置しか検出することができない。そのため、モータ２０を回転させることでシフトレンジを所望のレンジに切り替えるにあたっては、モータ２０の絶対位置に対応する基準位置を学習し、ディテントプレート３２の可動範囲（回転可能範囲）の限界位置と基準位置とを一致させておく必要がある。モータ２０の基準位置を学習した後は、学習した基準位置と所定回転量（制御定数）とに基づき各シフトレンジに対応するモータ２０の回転位置を演算により求め、当該演算により求めた回転位置となるようモータ２０を回転させることで、実レンジを所望のシフトレンジに切り替えることができる。本実施形態では、ＥＣＵ６０の基準位置学習部８４は、ディテントプレート３２の可動範囲の端部（ＰレンジまたはＤレンジ）に対応するモータ２０の基準位置を学習する。
【００４２】
また、ＥＣＵ６０の制御部８０は、基準位置学習部８４により基準位置を学習した後においては、当該基準位置と、所定回転量と、エンコーダ１２からのパルス信号カウント値（モータ２０の回転位置）とに基づく演算により、そのときの実レンジを間接的に検出することができる。本実施形態では、ＥＣＵ６０は、検出した実レンジの情報を、例えば、車両の運転席前方に設けられた表示装置７に表示する。これにより、運転者は、その時点の実レンジを確認することができる。本実施形態では、ディテントプレート３２の各シフトレンジ（Ｐ、Ｒ、Ｎ、Ｄ）に対応する凹部４１、４２、４３、４４のそれぞれの範囲内にローラ３５の中心が位置するときのモータ２０の回転位置に基づき、対応する実レンジを検出可能である。
【００４３】
基準位置学習部８４は、基準位置の学習を行うとき、ディテントプレート３２が可動範囲の限界位置（ＰレンジまたはＤレンジに対応する位置）で停止するまでモータ２０を回転させる。このとき、基準位置学習部８４は、回転速度制御部８２によりモータ２０を一定の比較的低い回転速度で回転するよう制御する。これにより、ディテントプレート３２が可動範囲の限界位置に達したときの衝撃を小さくすることができる。基準位置学習部８４は、モータ２０の回転が停止し所定時間が経過したときのエンコーダ１２からのパルス信号のカウント値に基づき、モータ２０の基準位置を学習する。
【００４４】
このように、本実施形態では、基準位置学習部８４は、ディテントプレート３２が可動範囲の限界位置で停止するまでモータ２０を回転させ、モータ２０の基準位置を学習する。ここで、基準位置学習部８４による基準位置の学習に関する制御を「基準位置学習制御」という。また、基準位置学習制御を行うとき、ローラ３５がＰレンジに対応する凹部４１のＰ壁４１１、または、Ｄレンジに対応する凹部４４のＤ壁４４１に突き当たるようモータ２０を回転させることから、基準位置学習制御を「壁当て学習制御」または「突き当て学習制御」等ということがある。
【００４５】
制御部８０は、通常、エンコーダ１２からのパルス信号カウント値に基づきステータ２１に対するロータ２３の回転位置を検出しつつモータ２０の巻線２２に電力を供給することでロータ２３を目標回転位置まで回転駆動する。すなわち、制御部８０は、ロータ２３（モータ２０）の回転状態をフィードバックしながらモータ２０を回転駆動することでシフトレンジを目標レンジに切り替える。制御部８０による上記制御を「通常駆動制御」という。
目標角度演算部８５は、シフトレンジを目標レンジ位置に切り替えるためのモータ２０の回転角である目標角度を演算する。
具体的には、目標角度演算部８５は、セレクタセンサ６から出力された指令レンジに関する信号に基づき目標レンジを決定し、決定した目標レンジに対応するモータ２０の回転角を目標角度とする。
電流上昇判定部８６は、電流検出部７４により検出した電流値が上昇したか否かの判定処理を行う。
電流最小値記憶部８７は、電流検出部７４により検出される電流値の最小値である電流最小値を更新しながら記憶する。
本実施形態では、目標角度演算部８５により演算した目標角度と回転角検出部８３により検出した現在回転角との差分が所定値以下になったとき、電流上昇判定部８６による判定処理を開始する。
【００４６】
また、本実施形態では、電流上昇判定部８６は、電流検出部７４により検出される電流値が、電流最小値記憶部８７に記憶された電流最小値から所定値以上上昇したとき、「電流値が上昇した」と判定する。
より具体的には、電流上昇判定部８６は、電流検出部７４により検出される電流値が、電流最小値記憶部８７に記憶された電流最小値から所定値以上上昇し、所定時間経過したとき、「電流値が上昇した」と判定する。
【００４７】
モータ回転停止部８８は、電流上昇判定部８６により「電流値が上昇した」と判定されたとき、モータ２０の回転を停止させる。
反転駆動部８９は、モータ回転停止部８８によりモータ２０の回転が停止した後、モータ２０の回転方向を反転させ、モータ２０を回転駆動する。
本実施形態では、反転駆動部８９は、モータ２０の回転方向を反転させた後、モータ軸２４とディテント軸３２１との間のガタの範囲内の所定角度であるガタ内角度回転するようモータ２０を回転駆動する。
【００４８】
次に、本実施形態の制御部８０による「通常駆動制御」の一例について、図４、５に基づき説明する。
図４、５に示すように、ローラ３５がＰレンジに対応する凹部４１の中心に位置する状態のとき（図４、５のｔ１参照）、目標角度演算部８５により、Ｎレンジに対応する凹部４３に対応する回転角度が目標角度として演算されると、制御部８０は、ディテントプレート３２が正回転方向に回転するようモータ２０を回転駆動する。これにより、ローラ３５が凹部４３に向かって相対移動する。
【００４９】
図５（Ａ）に示すように、目標角度演算部８５により演算した目標角度（Ｎレンジに対応する凹部４３に対応する回転角度）と回転角検出部８３により検出した現在回転角との差分が所定値以下になったとき（時刻ｔ２）、電流上昇判定部８６による判定処理を開始する。
【００５０】
図５（Ｂ）に示すように、電流上昇判定部８６は、電流検出部７４により検出される電流値が、電流最小値記憶部８７に記憶された電流最小値から所定値以上上昇し（時刻ｔ３）、所定時間経過したとき（時刻ｔ４）、「電流値が上昇した」と判定する。これにより、モータ回転停止部８８は、モータ２０の回転を停止させる。
【００５１】
図５（Ａ）に示すように、反転駆動部８９は、モータ回転停止部８８によりモータ２０の回転が停止した後（時刻ｔ５）、モータ２０の回転方向を反転させ、モータ２０を回転駆動する。ここで、反転駆動部８９は、モータ２０の回転方向を反転させた後、モータ軸２４とディテント軸３２１との間のガタの範囲内の所定角度であるガタ内角度α回転するようモータ２０を回転駆動する。その結果、時刻ｔ６において、ローラ３５は、Ｎレンジに対応する凹部４３の中心に位置するとともに、モータ軸２４とディテント軸３２１との間には遊びが形成された状態となる（図４参照）。
【００５２】
以上説明したように、（１）本実施形態は、モータ２０とディテントプレート３２とディテントスプリング３４とを有するシフトレンジ切替装置３０を制御しシフトレンジを切り替えるＥＣＵ６０であって、制御部８０と電流検出部７４と電流上昇判定部８６とモータ回転停止部８８と反転駆動部８９とを備えている。
モータ２０は、トルクを出力するモータ軸２４を有している。
【００５３】
ディテントプレート３２は、モータ軸２４に接続されモータ２０からのトルクが入力されるディテント軸３２１、ディテント軸３２１から径方向外側に板状に延びるよう形成された板部３２２、および、板部３２２の外縁部に形成された凹部４１、４２、４３、４４を有している。
【００５４】
ディテントスプリング３４は、板部３２２の外縁部に押し付けられるローラ３５を有し、ローラ３５が凹部４１、４２、４３、４４に嵌り込むことでディテントプレート３２の回転を規制し、レンジ位置を固定可能である。
制御部８０は、モータ２０の駆動を制御しディテントプレート３２を回転駆動することにより、シフトレンジを切り替え可能である。
電流検出部７４は、モータ２０が駆動するときに供給される電流である駆動電流に対応する電流値を検出可能である。
電流上昇判定部８６は、電流検出部７４により検出した電流値が上昇したか否かの判定処理を行う。
モータ回転停止部８８は、電流上昇判定部８６により「電流値が上昇した」と判定されたとき、モータ２０の回転を停止させる。
反転駆動部８９は、モータ回転停止部８８によりモータ２０の回転が停止した後、モータ２０の回転方向を反転させ、モータ２０を回転駆動する。
【００５５】
このように、本実施形態では、電流上昇判定部８６により「電流値が上昇した」と判定されたとき、すなわち、ディテントスプリング３４のローラ３５がディテントプレート３２の凹部４１、４２、４３、４４の中心を越えて凸部４５、４６、４７等の一部に乗り上げたとき、反転駆動部８９によりモータ２０の回転方向を反転させ、モータ２０を回転駆動する。これにより、ローラ３５の位置が凹部４１、４２、４３、４４の中心側に戻り、ローラ３５を凹部４１、４２、４３、４４の中心または中心近傍に位置させることができる。したがって、ディテントプレート３２を精度よく位置決めすることができる。
【００５６】
なお、本実施形態では、上述のように、ローラ３５が凹部４１、４２、４３、４４の中心を越えたとき、反転駆動部８９によりローラ３５の位置を凹部４１、４２、４３、４４の中心側に積極的に戻すため、通電停止時の被駆動トルクが大きいＤＣブラシレスモータをモータ２０として用いた場合でも、ディテントプレート３２を精度よく位置決めすることができる。
【００５７】
また、（３）本実施形態では、反転駆動部８９は、モータ軸２４とディテント軸３２１との間のガタの範囲内の所定角度であるガタ内角度α回転するようモータ２０を回転駆動する。これにより、反転駆動部８９によるモータ２０駆動時にローラ３５を精度よく凹部４１、４２、４３、４４の中心に吸い込ませることができる。
【００５８】
また、（６）本実施形態は、目標角度演算部８５と回転角検出部８３とをさらに備えている。
目標角度演算部８５は、シフトレンジを目標レンジ位置に切り替えるためのモータ２０の回転角である目標角度を演算する。
回転角検出部８３は、モータ２０の現在の回転角である現在回転角を検出する。
そして、制御部８０は、目標角度演算部８５により演算した目標角度と回転角検出部８３により検出した現在回転角との差分が所定値以下になったとき、電流上昇判定部８６による判定処理を開始する。そのため、目標角度、すなわち、目標レンジに対応する凹部において、電流上昇判定部８６による判定処理を確実に開始することができる。これにより、目標レンジ以外に対応する凹部で判定処理が開始されるのを抑制することができる。
【００５９】
また、（７）本実施形態は、電流最小値記憶部８７をさらに備えている。
電流最小値記憶部８７は、電流検出部７４により検出される電流値の最小値である電流最小値を更新しながら記憶する。
電流上昇判定部８６は、電流検出部７４により検出される電流値が、電流最小値記憶部８７に記憶された電流最小値から所定値以上上昇したとき、「電流値が上昇した」と判定する。そのため、電流上昇判定部８６により、電流値が上昇したか否かを確実に判定することができる。
【００６０】
また、（９）本実施形態では、モータ２０は、モータ軸２４とともに回転するロータ２３、および、ロータ２３に設けられる磁石２５をさらに有している。すなわち、モータ２０は、ＤＣブラシレスモータである。
本実施形態は、ディテントプレート３２を目標の位置に精度よく位置決めすることができるため、通電停止時の被駆動トルクが大きいＤＣブラシレスモータをモータ２０として用いる場合に好適である。
【００６１】
（第２実施形態）
本発明の第２実施形態によるシフトレンジ制御装置（ＥＣＵ６０）について、図６に基づき説明する。第２実施形態は、反転駆動部８９によるモータ２０の制御の仕方が第１実施形態と異なる。
【００６２】
第２実施形態では、反転駆動部８９は、モータ２０の回転方向を反転させ、電流値が上昇し始めてから電流上昇判定部８６により「電流値が上昇した」と判定されるまでの時間であるディレイ時間に回転した角度と同じ角度回転するようモータ２０を回転駆動する。
【００６３】
本実施形態の制御部８０による「通常駆動制御」の一例について、図６に基づき説明する。この例では、目標角度演算部８５により、Ｎレンジに対応する凹部４３に対応する回転角度が目標角度として演算された場合について説明する。
図６（Ａ）に示すように、目標角度（Ｎレンジに対応する凹部４３に対応する回転角度）と現在回転角との差分が所定値以下になったとき（時刻ｔ２）、電流上昇判定部８６による判定処理を開始する。
【００６４】
図６（Ｂ）に示すように、モータ２０は、電流値が上昇し始めてから（時刻ｔ３）電流上昇判定部８６により「電流値が上昇した」と判定されるまで（時刻ｔ４）の間の時間であるディレイ時間に、角度ｄ１回転する。
【００６５】
そして、反転駆動部８９は、時刻ｔ５で、モータ２０の回転方向を反転させ、前記ディレイ時間に回転した角度ｄ１と同じ角度ｄ１回転するようモータ２０を回転駆動する。その結果、時刻ｔ６において、ローラ３５は、Ｎレンジに対応する凹部４３の中心に位置する。
【００６６】
以上説明したように、（２）本実施形態では、反転駆動部８９は、モータ２０の回転方向を反転させ、電流値が上昇し始めてから電流上昇判定部８６により「電流値が上昇した」と判定されるまでの時間であるディレイ時間に回転した角度ｄ１と同じ角度ｄ１回転するようモータ２０を回転駆動する。そのため、モータ軸２４とディテント軸３２１との間のガタが小さい場合でも、ローラ３５を凹部の中心に確実に戻すことができ、ディテントプレート３２を精度よく位置決めすることができる。
【００６７】
（第３実施形態）
本発明の第３実施形態によるシフトレンジ制御装置（ＥＣＵ６０）について、図７に基づき説明する。第３実施形態は、反転駆動部８９によるモータ２０の制御の仕方が第２実施形態と異なる。
【００６８】
第３実施形態では、反転駆動部８９は、モータ２０の回転方向を反転させ、電流値が上昇し始めてから電流上昇判定部８６により「電流値が上昇した」と判定されるまでの時間であるディレイ時間に回転した角度と同じ角度に加え、モータ軸２４とディテント軸３２１との間のガタの範囲内の所定角度であるガタ内角度回転するようモータ２０を回転駆動する。
【００６９】
本実施形態の制御部８０による「通常駆動制御」の一例について、図７に基づき説明する。この例では、目標角度演算部８５により、Ｎレンジに対応する凹部４３に対応する回転角度が目標角度として演算された場合について説明する。
【００７０】
図７に示すように、反転駆動部８９は、時刻ｔ５で、モータ２０の回転方向を反転させ、電流値が上昇し始めてから（時刻ｔ３）電流上昇判定部８６により「電流値が上昇した」と判定されるまで（時刻ｔ４）の間の時間であるディレイ時間に回転した角度ｄ１と同じ角度ｄ１に加え、モータ軸２４とディテント軸３２１との間のガタの範囲内の所定角度であるガタ内角度β回転するようモータ２０を回転駆動する。その結果、時刻ｔ６において、ローラ３５は、Ｎレンジに対応する凹部４３の中心に位置するとともに、モータ軸２４とディテント軸３２１との間には遊びが形成された状態となる。
なお、本実施形態では、上記ガタ内角度βは、モータ軸２４とディテント軸３２１との間のガタの大きさの１／２の大きさに対応する角度に設定されている。
【００７１】
以上説明したように、（４）本実施形態では、反転駆動部８９は、モータ２０の回転方向を反転させ、電流値が上昇し始めてから電流上昇判定部８６により「電流値が上昇した」と判定されるまでの時間であるディレイ時間に回転した角度ｄ１と同じ角度ｄ１に加え、モータ軸２４とディテント軸３２１との間のガタの範囲内の所定角度であるガタ内角度β回転するようモータ２０を回転駆動する。そのため、反転駆動部８９によるモータ２０制御時の駆動角度ばらつきに対するロバスト性を向上することができる。
【００７２】
また、（５）本実施形態では、ガタ内角度βは、モータ軸２４とディテント軸３２１との間のガタの大きさの１／２の大きさに対応する角度である。これにより、反転駆動部８９によりローラ３５の位置が過剰に戻されるのを抑制することができる。
【００７３】
（第４実施形態）
本発明の第４実施形態によるシフトレンジ制御装置（ＥＣＵ６０）について、図８に基づき説明する。第４実施形態は、電流上昇判定部８６による判定処理を行うときのモータ２０の制御の仕方が第１実施形態と異なる。
第４実施形態では、電流上昇判定部８６による判定処理を行うとき、回転速度制御部８２によりモータ２０の回転速度を所定値以下の一定の回転速度に制御する。
【００７４】
本実施形態の制御部８０による「通常駆動制御」の一例について、図８に基づき説明する。この例では、目標角度演算部８５により、Ｎレンジに対応する凹部４３に対応する回転角度が目標角度として演算された場合について説明する。
図８に示すように、時刻ｔ２で電流上昇判定部８６による判定処理が開始されると、回転速度制御部８２によりモータ２０の回転速度を所定値以下の一定の回転速度、すなわち、比較的低い回転速度に制御する。
なお、本実施形態では、時刻ｔ５以降、反転駆動部８９によりモータ２０を回転駆動するときにも、回転速度制御部８２によりモータ２０の回転速度を所定値以下の一定の回転速度に制御する。
【００７５】
以上説明したように、（８）本実施形態は、モータ２０の回転速度を制御可能な回転速度制御部８２をさらに備えている。
そして、電流上昇判定部８６による判定処理を行うとき、回転速度制御部８２によりモータ２０の回転速度を所定値以下の一定の回転速度に制御する。そのため、電流上昇判定部８６による判定処理の精度を向上させるとともに、判定処理中にローラ３５が他のレンジに対応する凹部まで到達してしまうのを抑制することができる。
【００７６】
（他の実施形態）
上述の第１実施形態では、反転駆動部８９が、モータ２０の回転方向を反転させた後、モータ軸２４とディテント軸３２１との間のガタの範囲内の所定角度であるガタ内角度α回転するようモータ２０を回転駆動する例を示した。本発明の他の実施形態では、前記ガタ内角度αは、ガタの大きさの１／２の大きさに対応する角度であってもよいし、ガタの範囲内に対応する角度であればどのような角度であってもよい。
【００７７】
また、上述の実施形態では、電流上昇判定部８６が、電流検出部７４により検出される電流値が、電流最小値記憶部８７に記憶された電流最小値から所定値以上上昇し、所定時間経過したとき、「電流値が上昇した」と判定する例を示した。これに対し、本発明の他の実施形態では、電流上昇判定部８６は、電流検出部７４により検出される電流値が、電流最小値記憶部８７に記憶された電流最小値から所定値以上上昇した時点で、「電流値が上昇した」と判定することとしてもよい。また、本発明の他の実施形態では、電流上昇判定部８６は、電流検出部７４により検出される電流値が、予め設定されている所定値以上になったとき、「電流値が上昇した」と判定することとしてもよい。
【００７８】
また、上述の実施形態では、ＰＷＭ制御部８１、回転速度制御部８２、回転角検出部８３、基準位置学習部８４、目標角度演算部８５、電流上昇判定部８６、電流最小値記憶部８７、モータ回転停止部８８、反転駆動部８９を、いずれも制御部８０における機能部として構成する例を示した。これに対し、本発明の他の実施形態では、ＰＷＭ制御部８１、回転速度制御部８２、回転角検出部８３、基準位置学習部８４、目標角度演算部８５、電流上昇判定部８６、電流最小値記憶部８７、モータ回転停止部８８、反転駆動部８９のうち少なくとも１つを専用回路等のハードウェアにより構成することとしてもよい。
【００７９】
また、上述の実施形態では、凹部４１のＰ壁４１１および凹部４４のＤ壁４４１が、ディテントプレート３２が回転してもローラ３５が乗り越えることのないような形状に形成される例を示した。これに対し、本発明の他の実施形態では、Ｐ壁４１１およびＤ壁４４１は、ディテントプレート３２の回転によりローラ３５が乗り越え可能な形状に形成されていてもよい。この場合、例えば、ディテントプレート３２の回転方向の両端部に当接しディテントプレート３２の回転を規制可能な２つの壁等を設ければ、ディテントプレート３２の可動範囲を、当該２つの壁の間の範囲とすることができる。なお、この場合の基準位置学習制御では、ディテントプレート３２の回転方向の両端部を前記２つの壁の少なくとも一方に突き当て、基準位置を学習する。
【００８０】
また、上述の実施形態では、マニュアルシャフトに設けられたディテントプレート（駆動対象）に形成した複数の凹部とディテントスプリングのローラとにより「節度機構」を構成する例を示した。これに対し、本発明の他の実施形態では、複数の凹部とローラとからなる「節度機構」を例えばアクチュエータ内の減速機近傍等に設けることとしてもよい。
また、本発明の他の実施形態では、ディテントプレートの凹部は、いくつ形成されていてもよい。すなわち、本発明を適用可能な自動変速機のレンジの数は４つに限らない。
【００８１】
また、本発明の他の実施形態では、シフトレンジ制御装置を、上述の実施形態と同様に「Ｐ」、「Ｒ」、「Ｎ」、「Ｄ」の４ポジションを切り替える無段変速機（ＣＶＴ）やＨＶ（ハイブリッド車）の自動変速機（Ａ／Ｔ）の他、「Ｐ」または「ｎｏｔＰ」の２ポジションを切り替えるＥＶ（電気自動車）もしくはＨＶのパーキング機構等のレンジ切替に用いてもよい。
また、本発明の他の実施形態では、例えば４相以上の巻線を有するモータを制御対象としてもよい。
【００８２】
また、上述の実施形態では、モータの相対的な回転位置を検出するエンコーダとして、磁気式のエンコーダを用いる例を示した。これに対し、本発明の他の実施形態では、例えば、光学式またはブラシ式のエンコーダを用いることとしてもよい。また、エンコーダは、Ａ相、Ｂ相のパルス信号を出力するものに限らず、例えば、Ａ相、Ｂ相に加え、補正用（インデックス用）のＺ相信号を出力するものを用いてもよい。
また、モータの回転位置を検出できるのであれば、エンコーダに限らず、他の検出装置を用いることとしてもよい。
このように、本発明は、上記実施形態に限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲で種々の形態で実施可能である。
【符号の説明】
【００８３】
２０  モータ、２４  モータ軸、３０  シフトレンジ切替装置、３２  ディテントプレート、３２１  ディテント軸、３２２  板部、３４  ディテントスプリング、３５  ローラ、４１、４２、４３、４４  凹部、６０  ＥＣＵ（シフトレンジ制御装置）、７４  電流検出部、８０  制御部、８６  電流上昇判定部、８８  モータ回転停止部、８９  反転駆動部
【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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