(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
モータ（２０）、および、前記モータからのトルクにより回転駆動される駆動対象（３２）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駆動対象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、
前記モータをＰＷＭ制御するための制御値であるＰＷＭ制御値に基づき前記モータを回転駆動可能なＰＷＭ制御部（８１）と、
前記ＰＷＭ制御部により前記モータの回転速度を制御可能な回転速度制御部（８２）と、
前記モータの回転角を検出可能な回転角検出部（８３）と、
前記駆動対象が可動範囲の限界位置で停止するまで、前記回転速度制御部により前記モータを一定の回転速度で回転するよう制御し、前記モータの回転が停止したとき前記回転角検出部により検出した回転角に基づき、前記モータの基準位置を学習する基準位置学習部（８４）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電流値が、所定の値である電流制限値以下になるよう前記モータに供給する電流を制限可能な電流制限部（８５）と、
前記ＰＷＭ制御値が、所定の値であるＰＷＭ制限値以下になるよう制限可能なＰＷＭ制御値制限部（８６）と、
前記電流検出部により検出した電流値と前記ＰＷＭ制御値との関係が不適切であるか否かを判定する関係判定部（８７）と、
を備えるシフトレンジ制御装置。
【請求項２】
前記関係判定部による判定結果に基づき前記電流検出部の異常の有無を判定可能な異常判定部（８８）をさらに備え、
前記異常判定部は、前記関係判定部により「前記電流検出部により検出した電流値と前記ＰＷＭ制御値との関係は不適切である」と判定されたとき、前記モータに前記駆動電流を供給する電源の電圧が所定の電圧値以上の場合、「前記電流検出部に異常が生じている」と判定する請求項１に記載のシフトレンジ制御装置。
【請求項３】
前記制御部は、
前記異常判定部により「前記電流検出部に異常が生じている」と判定されたとき、前記ＰＷＭ制御値制限部により前記ＰＷＭ制御値を制限し、
前記異常判定部により「前記電流検出部は正常である」と判定されたとき、前記ＰＷＭ制御値制限部により前記ＰＷＭ制御値を制限せず、前記電流制限部により前記モータに供給する電流を制限する請求項２に記載のシフトレンジ制御装置。
【請求項４】
前記制御部は、前記関係判定部により「前記電流検出部により検出した電流値と前記ＰＷＭ制御値との関係は不適切である」と判定されたとき、前記モータに前記駆動電流を供給する電源の電圧が所定の電圧値より小さい場合、前記基準位置学習部による前記基準位置の学習を再度試みる請求項１〜３のいずれか一項に記載のシフトレンジ制御装置。
【請求項５】
前記関係判定部は、前記ＰＷＭ制御値が前記ＰＷＭ制限値以上で、かつ、前記電流検出部により検出した電流値が前記電流制限値より小さい場合、「前記電流検出部により検出した電流値と前記ＰＷＭ制御値との関係は不適切である」と判定する請求項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６】
前記関係判定部は、前記ＰＷＭ制御値の変化の幅がＰＷＭ変化幅以上で、かつ、前記電流検出部により検出した電流値の変化の幅が電流変化幅より小さい場合、「前記電流検出部により検出した電流値と前記ＰＷＭ制御値との関係は不適切である」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７】
前記関係判定部は、前記モータに前記駆動電流を供給する電源の電圧に基づき、前記電流変化幅を補正し、前記電流検出部により検出した電流値と前記ＰＷＭ制御値との関係を判定する請求項６に記載のシフトレンジ制御装置。
【請求項８】
前記関係判定部は、前記ＰＷＭ制御値が０で、かつ、前記電流検出部により検出した電流値が所定の値である判定電流値より大きい場合、「前記電流検出部により検出した電流値と前記ＰＷＭ制御値との関係は不適切である」と判定する請求項１〜７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】
前記関係判定部は、前記ＰＷＭ制御値が所定の値であるＰＷＭ基準値以上で、かつ、前記電流検出部により検出した電流値が所定の値である電流基準値以下の場合、「前記電流検出部により検出した電流値と前記ＰＷＭ制御値との関係は不適切である」と判定する請求項１〜８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。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００４−３０８７５２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
特許文献１のシフトレンジ制御装置では、モータの通常の駆動制御を開始する前、モータの駆動対象であるディテントプレートが可動範囲の限界位置で停止するまでモータを回転させることによりモータの基準位置を学習する基準位置学習制御を行っている。基準位置を学習することにより前記限界位置とモータの基準位置とが一致し、以後、モータを目標回転位置に回転させる通常の駆動制御が可能になる。
【０００５】
基準位置学習制御を行うとき、ディテントプレートまたはディテントスプリングのローラは、可動範囲の限界位置に対応する壁に衝突する。このときのモータのイナーシャトルクは、モータの強度設計上、壁への負担となるため、モータの回転速度を低回転に制御して壁に衝突させることが望ましい。この点、特許文献１のシフトレンジ制御装置では、基準位置学習制御を行うとき、モータに印加する通電指令パルスのオン幅を小さくすることによりモータの回転速度を低くしている。なお、特許文献１のシフトレンジ切替装置のように、駆動源のモータとしてＳＲモータを用いる場合、基準位置学習制御を行うとき、壁への衝突後、モータの回転が停滞しても、モータのトルクが上昇することはない。
【０００６】
ところで、シフトレンジ切替装置のモータとして、ＳＲモータの代わりに、応答性の高いＤＣブラシレスモータを用いることが検討されている。シフトレンジ切替装置のモータとしてＤＣブラシレスモータを用いる場合、基準位置学習制御を行うとき、壁への衝突後、モータの回転が停滞すると、モータのトルクが上昇する。そのため、モータのトルク、すなわち、モータへの駆動電流を制限する必要がある。ここで、駆動電流を検出する手段に異常が生じた場合、モータのトルクを適切に制限できなくなるおそれがある。
【０００７】
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、基準位置学習制御を行うとき、モータのトルクを適切に制限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】
【０００８】
本発明は、モータ、および、モータからのトルクにより回転駆動される駆動対象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ＰＷＭ制御部と回転速度制御部と回転角検出部と基準位置学習部と電流検出部と電流制限部とＰＷＭ制御値制限部と関係判定部とを備えている。
制御部は、モータの駆動を制御し駆動対象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。
ＰＷＭ制御部は、モータをＰＷＭ制御するための制御値であるＰＷＭ制御値に基づきモータを回転駆動可能である。
回転速度制御部は、ＰＷＭ制御部によりモータの回転速度を制御可能である。
回転角検出部は、モータの回転角を検出可能である。
【０００９】
基準位置学習部は、駆動対象が可動範囲の限界位置で停止するまで、回転速度制御部によりモータを一定の回転速度で回転するよう制御し、モータの回転が停止したとき回転角検出部により検出した回転角に基づき、モータの基準位置を学習する。
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。
【００１０】
電流制限部は、電流検出部により検出した電流値が、所定の値である電流制限値以下になるようモータに供給する電流を制限可能である。これにより、電流検出部により検出した電流値に基づき、モータのトルクを所定値以下に制限することができる。
ＰＷＭ制御値制限部は、ＰＷＭ制御値が、所定の値であるＰＷＭ制限値以下になるよう制限可能である。これにより、モータのトルクを所定値以下に制限することができる。
関係判定部は、電流検出部により検出した電流値とＰＷＭ制御値との関係が不適切であるか否かを判定する。
【００１１】
本発明では、電流検出部に異常が生じているとき、制御部は、関係判定部により「電流検出部により検出した電流値とＰＷＭ制御値との関係は不適切である」と判定された場合、例えば、ＰＷＭ制御値制限部によるＰＷＭ制御値の制限を行うことにより、モータのトルクを所定値以下に制限することができる。そのため、電流検出部に異常が生じているときでも、基準位置学習部によりモータを制御しているとき、モータのトルクを適切に制限することができる。
【００１２】
シフトレンジ切替装置のモータとしてＤＣブラシレスモータを用いた場合、モータの回転が停滞するとトルクが上昇する場合がある。本発明では、モータとしてＤＣブラシレスモータを用いた場合でも、上述のように、モータのトルクを適切に制限することができる。
【００１３】
また、制御部は、関係判定部により「電流検出部により検出した電流値とＰＷＭ制御値との関係は不適切である」と判定されたとき、モータに駆動電流を供給する電源の電圧が所定の電圧値以上の場合、電流検出部に異常が生じて「不適切である」と判定されている可能性が高いため、「電流検出部に異常が生じている」と判定することとしてもよい。
【００１４】
また、制御部は、関係判定部により「電流検出部により検出した電流値とＰＷＭ制御値との関係は不適切である」と判定されたとき、モータに駆動電流を供給する電源の電圧が所定の電圧値より小さい場合、電流検出部には異常は生じておらず、瞬間的に電源の電圧が低すぎて「不適切である」と判定されている可能性が高いため、基準位置学習部による基準位置の学習を再度試みることとしてもよい。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【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の制御部による処理を示すフロー図。
【図５】本発明の第１実施形態によるシフトレンジ制御装置の制御部による処理において設定される電流変化幅と電源電圧との関係を示す図。
【図６】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。
【図７】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別の例を示すタイムチャート。
【図８】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別の例を示すタイムチャート。
【図９】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別の例を示すタイムチャート。
【図１０】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別の例を示すタイムチャート。
【図１１】本発明の第２実施形態によるシフトレンジ制御装置の制御部による処理を示すフロー図。
【発明を実施するための形態】
【００１６】
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。
【００１７】
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。
【００１８】
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。
【００１９】
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。
【００２０】
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。
【００２１】
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）。
【００２２】
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）。
【００２３】
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。
【００２４】
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。
【００２５】
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。
【００２６】
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。
【００２７】
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。
【００２８】
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。
【００２９】
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。
【００３０】
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。
【００３１】
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。
【００３２】
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。
【００３３】
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。
【００３４】
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。
【００３５】
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。
【００３６】
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。
【００３７】
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。
【００３８】
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。
【００３９】
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。
【００４０】
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、電流制限部８５、ＰＷＭ制御値制限部８６、関係判定部８７、異常判定部８８を有している。
【００４１】
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。
【００４２】
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）。
【００４３】
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。
【００４４】
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。
【００４５】
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。
【００４６】
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。
【００４７】
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。
【００４８】
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。
【００４９】
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。
【００５０】
電流制限部８５は、電流検出部７４により検出した電流値が、所定の値である電流制限値以下になるようモータ２０に供給する電流を制限可能である。
具体的には、電流制限部８５は、電流検出部７４により検出される電流値が電流制限値以下になるようドライバ７２を制御し、モータ２０に供給する電流を制限可能である。これにより、電流検出部７４により検出した電流値に基づき、モータ２０のトルクを所定値以下に制限することができる。
【００５１】
ＰＷＭ制御値制限部８６は、ＰＷＭ制御値が、所定の値であるＰＷＭ制限値以下になるよう制限可能である。
具体的には、ＰＷＭ制御値制限部８６は、ＰＷＭ制御部８１により演算されたＰＷＭ制御値がＰＷＭ制限値以下になるよう制限可能である。そのため、ドライバ７２には、ＰＷＭ制御値制限部８６により制限されたＰＷＭ制御値が入力される。これにより、ＰＷＭ制御部８１におけるＰＷＭ制御値に基づき、モータのトルクを所定値以下に制限することができる。
関係判定部８７は、電流検出部７４により検出した電流値とＰＷＭ制御値との関係が不適切であるか否かを判定する。
異常判定部８８は、関係判定部８７による判定結果に基づき電流検出部７４の異常の有無を判定可能である。
【００５２】
異常判定部８８は、関係判定部８７により「電流検出部７４により検出した電流値とＰＷＭ制御値との関係は不適切である」と判定されたとき、モータ２０に駆動電流を供給するバッテリ２の電圧が所定の電圧値以上の場合、「電流検出部７４に異常が生じている」と判定する。
【００５３】
制御部８０の関係判定部８７および異常判定部８８による関係判定に関する処理、および、異常判定に関する処理について、図４に基づき説明する。
図４に示す一連の処理Ｓ１００は、制御部８０の関係判定部８７および異常判定部８８により実行される。Ｓ１００は、基準位置学習部８４によるモータ２０の制御が開始される前に実行が開始され、基準位置学習部８４によりモータ２０が制御されている間、繰り返し実行される。
【００５４】
制御部８０は、初回のＳ１００を開始する前、電流検出部７４の異常の有無を示す異常フラグにＯＦＦを設定する。なお、異常フラグがＯＦＦのとき、電流検出部７４は正常であり、異常フラグがＯＮのとき、電流検出部７４に異常が生じていることを表わす。
Ｓ１００が開始されると、処理はＳ１０１に移行する。
【００５５】
Ｓ１０１では、制御部８０は、異常フラグがＯＮであるか否かを判断する。異常フラグはＯＮであると判断した場合（Ｓ１０１：ＹＥＳ）、処理はＳ１００を抜ける。一方、異常フラグはＯＮではない、すなわち、ＯＦＦであると判断した場合（Ｓ１０１：ＮＯ）、処理はＳ１０２へ移行する。
【００５６】
なお、初回のＳ１００が開始された直後は、異常フラグがＯＦＦのため、Ｓ１０１の後、Ｓ１０２へ移行する。一方、異常フラグがＯＮになった後は、Ｓ１０１でＹＥＳと判断されるため、Ｓ１０２以降の処理が実行されない。
【００５７】
Ｓ１０２では、制御部８０は、「ＰＷＭ制御値がＰＷＭ制限値以上、かつ、電流検出部７４により検出した電流値が電流制限値より小さい」か否かを判断する。ここで、前記ＰＷＭ制限値は、ＰＷＭ制御値制限部８６による制限値である。また、前記電流制限値は、電流制限部８５による制限値である。
【００５８】
「ＰＷＭ制御値はＰＷＭ制限値以上、かつ、電流検出部７４により検出した電流値は電流制限値より小さい」と判断した場合（Ｓ１０２：ＹＥＳ）、処理はＳ１０６へ移行する。一方、「ＰＷＭ制御値はＰＷＭ制限値より小さい、または、電流検出部７４により検出した電流値は電流制限値以上である」と判断した場合（Ｓ１０２：ＮＯ）、処理はＳ１０３へ移行する。
【００５９】
Ｓ１０３では、制御部８０は、「ＰＷＭ制御値の変化の幅がＰＷＭ変化幅ｋＰＷＭＤＬＴ以上、かつ、電流検出部７４により検出した電流値の変化の幅が電流変化幅ｋＩＤＬＴより小さい」か否かを判断する。ここで、ＰＷＭ変化幅ｋＰＷＭＤＬＴは、所定の値である。一方、電流変化幅ｋＩＤＬＴは、図５に示すように、電源電圧、すなわち、バッテリ２の電圧に比例して大きくなるよう設定される。つまり、電流変化幅ｋＩＤＬＴは、モータ２０に駆動電流を供給するバッテリ２の電圧に基づき、補正される。
【００６０】
「ＰＷＭ制御値の変化の幅はＰＷＭ変化幅ｋＰＷＭＤＬＴ以上、かつ、電流検出部７４により検出した電流値の変化の幅は電流変化幅ｋＩＤＬＴより小さい」と判断した場合（Ｓ１０３：ＹＥＳ）、処理はＳ１０６へ移行する。一方、「ＰＷＭ制御値の変化の幅はＰＷＭ変化幅ｋＰＷＭＤＬＴより小さい、または、電流検出部７４により検出した電流値の変化の幅は電流変化幅ｋＩＤＬＴ以上である」と判断した場合（Ｓ１０３：ＮＯ）、処理はＳ１０４へ移行する。
Ｓ１０４では、制御部８０は、「ＰＷＭ制御値が０で、かつ、電流検出部７４により検出した電流値が判定電流値ｋＩＭＩＮより大きい」か否かを判断する。ここで、判定電流値ｋＩＭＩＮは、所定の値である。
【００６１】
「ＰＷＭ制御値は０で、かつ、電流検出部７４により検出した電流値は判定電流値ｋＩＭＩＮより大きい」と判断した場合（Ｓ１０４：ＹＥＳ）、処理はＳ１０６へ移行する。一方、「ＰＷＭ制御値は０ではない、または、電流検出部７４により検出した電流値は判定電流値ｋＩＭＩＮ以下である」と判断した場合（Ｓ１０４：ＮＯ）、処理はＳ１０５へ移行する。
【００６２】
Ｓ１０５では、制御部８０は、「ＰＷＭ制御値がＰＷＭ基準値ｋＰＷＭ以上で、かつ、電流検出部７４により検出した電流値が電流基準値ｋＩ以下である」か否かを判断する。ここで、ＰＷＭ基準値ｋＰＷＭ、電流基準値ｋＩは、それぞれ、所定の値である。
【００６３】
「ＰＷＭ制御値はＰＷＭ基準値ｋＰＷＭ以上で、かつ、電流検出部７４により検出した電流値は電流基準値ｋＩ以下である」と判断した場合（Ｓ１０５：ＹＥＳ）、処理はＳ１０６へ移行する。一方、「ＰＷＭ制御値はＰＷＭ基準値ｋＰＷＭより小さい、または、電流検出部７４により検出した電流値は電流基準値ｋＩより大きい」と判断した場合（Ｓ１０５：ＮＯ）、処理はＳ１００を抜ける。
Ｓ１０６では、制御部８０は、「電流検出部７４により検出した電流値とＰＷＭ制御値との関係は不適切である」と判定する。その後、処理はＳ１０７へ移行する。
Ｓ１０７では、制御部８０は、「バッテリ２の電圧が電圧値ｋＶＮＯＲＭＡＬ以上である」か否かを判断する。ここで、電圧値ｋＶＮＯＲＭＡＬは、所定の値である。
【００６４】
「バッテリ２の電圧は電圧値ｋＶＮＯＲＭＡＬ以上である」と判断した場合（Ｓ１０７：ＹＥＳ）、処理はＳ１０８へ移行する。一方、「バッテリ２の電圧は電圧値ｋＶＮＯＲＭＡＬより小さい」と判断した場合（Ｓ１０７：ＮＯ）、処理はＳ１００を抜ける。
Ｓ１０８では、制御部８０は、「電流検出部７４に異常が生じている」と判定し、異常フラグにＯＮを設定する。その後、Ｓ１００を抜ける。
【００６５】
上述のように、制御部８０は、特にＳ１０２〜１０６において、関係判定部８７として機能する。また、制御部８０は、特にＳ１０７、１０８において、異常判定部８８として機能する。ここで、異常判定部８８は、関係判定部８７により「電流検出部７４により検出した電流値とＰＷＭ制御値との関係は不適切である」と判定されたとき、電源電圧が所定の電圧値以上の場合、電流検出部７４に異常が生じて「不適切である」と判定されている可能性が高いため、「電流検出部７４に異常が生じている」と判定する。
【００６６】
次に、制御部８０によるＳ１００に関するモータ２０の制御および作動例を図６〜１０に基づき説明する。なお、ここでは、Ｐ壁４１１を基準位置として学習するときの例を示す。また、図６〜１０では、Ｐレンジに対応する凹部４１の中心に対応するモータ２０の回転角を「Ｐ谷」と表現している。
【００６７】
図６は、電流検出部７４が正常なときの制御部８０による制御の例を示すものである。
時刻ｔ１で基準位置学習部８４によりモータ２０の制御が開始されると、ローラ３５が凹部４１の中心に対応する位置からＰ壁４１１に近付くようディテントプレート３２が回転駆動される。このとき、回転速度制御部８２によりモータ２０の回転速度が制御される。このときのモータ２０の目標回転速度は、一定の比較的低い回転速度に設定される。これにより、時刻ｔ１〜ｔ３において、モータ２０は、一定の比較的低い回転速度で回転する。そのため、時刻ｔ３でローラ３５がＰ壁４１１に衝突するときの衝撃を小さくすることができる。なお、時刻ｔ１の後、モータ２０の駆動に伴い、ＰＷＭ制御値が上昇するとともに駆動電流も上昇し、電流検出部７４により検出される電流値も上昇する。
【００６８】
時刻ｔ３でローラ３５がＰ壁４１１に到達すると、ディテントプレート３２の回転が規制され、モータ２０の回転速度が低下する。このとき、ＰＷＭ制御値がさらに上昇するとともに、駆動電流がさらに上昇する。ここで、電流制限部８５は、駆動電流を電流制限値以下になるよう制限する。これにより、基準位置学習制御において、ディテントプレート３２の回転が規制されてモータ２０の回転が停滞しているときのモータ２０のトルクを所定値以下に制限することができる。
時刻ｔ３から所定時間経過すると（時刻ｔ５）、基準位置学習部８４は、モータ２０の基準位置を学習し、基準位置学習制御を終了する。
【００６９】
なお、時刻ｔ１〜ｔ５の基準位置学習制御において、異常判定部８８により「電流検出部７４は正常である」と判定されているため、本実施形態では、制御部８０は、ＰＷＭ制御値制限部８６によるＰＷＭ制御値の制限を行うことなく、電流制限部８５による駆動電流の制限を行う。
また、本実施形態では、制御部８０は、基準位置学習制御の後（時刻ｔ５）、戻し制御を行う。
具体的には、制御部８０は、時刻ｔ５において、時刻ｔ１〜ｔ５までのモータ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、時刻ｔ７においてローラ３５が凹部４１の中心に対応する位置に戻るようディテントプレート３２が回転駆動される。
【００７０】
図７は、電流検出部７４に異常が生じているときの制御部８０による制御の例を示すものである。
時刻ｔ３までは、電流検出部７４が正常なとき（図６参照）と同様のため、説明を省略する。
電流検出部７４に異常が生じているため、時刻ｔ３以降、ＰＷＭ制御値は上昇するものの、電流検出部７４により検出される電流値は、時刻ｔ３以前と同様である。
【００７１】
時刻ｔ４でＰＷＭ制御値がＰＷＭ基準値ｋＰＷＭに達すると、Ｓ１０５で「ＰＷＭ制御値はＰＷＭ基準値ｋＰＷＭ以上で、かつ、電流検出部７４により検出した電流値は電流基準値ｋＩ以下である」と判断され、Ｓ１０６で「電流検出部７４により検出した電流値とＰＷＭ制御値との関係は不適切である」と判定される。また、このとき、電源電圧、すなわち、バッテリ２の電圧は、１２Ｖで所定値ｋＶＮＯＲＭＡＬ以上のため、Ｓ１０８で「電流検出部７４に異常が生じている」と判定される。これにより、異常フラグがＯＮになる。
【００７２】
時刻ｔ４で「電流検出部７４に異常が生じている」と判定された場合、本実施形態では、制御部８０は、電流制限部８５による駆動電流の制限を行うことなく、ＰＷＭ制御値制限部８６によるＰＷＭ制御値の制限を行う。そのため、時刻ｔ４以降、ＰＷＭ制御値制限部８６によりＰＷＭ制御値が制限される。
時刻ｔ５以降は、モータ２０の制御に関し、電流検出部７４が正常なとき（図６参照）と同様のため、説明を省略する。
【００７３】
図８は、電流検出部７４に異常が生じているときの制御部８０による制御の例を示すものである。この例では、制御部８０は、Ｓ１００の処理のうちＳ１０５を実行しない。
図７に示した例と同様、電流検出部７４に異常が生じているため、時刻ｔ３以降、ＰＷＭ制御値は上昇するものの、電流検出部７４により検出される電流値は、時刻ｔ３以前と同様である。
【００７４】
時刻ｔ３〜ｔ４におけるＰＷＭ制御値の変化の幅はＰＷＭ変化幅ｋＰＷＭＤＬＴ以上で、かつ、このとき電流検出部７４により検出した電流値の変化の幅は電流変化幅ｋＩＤＬＴより小さい（０）ため、Ｓ１０３で「ＰＷＭ制御値の変化の幅はＰＷＭ変化幅ｋＰＷＭＤＬＴ以上、かつ、電流検出部７４により検出した電流値の変化の幅は電流変化幅ｋＩＤＬＴより小さい」と判断され、Ｓ１０６で「電流検出部７４により検出した電流値とＰＷＭ制御値との関係は不適切である」と判定される。また、このとき、電源電圧は、１２Ｖで所定値ｋＶＮＯＲＭＡＬ以上のため、Ｓ１０８で「電流検出部７４に異常が生じている」と判定される。これにより、異常フラグがＯＮになる。
【００７５】
時刻ｔ４で「電流検出部７４に異常が生じている」と判定された場合、制御部８０は、電流制限部８５による駆動電流の制限を行うことなく、ＰＷＭ制御値制限部８６によるＰＷＭ制御値の制限を行う。そのため、時刻ｔ４以降、ＰＷＭ制御値制限部８６によりＰＷＭ制御値が制限される。
【００７６】
図９は、電流検出部７４に異常が生じているときの制御部８０による制御の例を示すものである。この例では、制御部８０は、Ｓ１００の処理のうちＳ１０３、Ｓ１０５を実行しない。
図７に示した例と同様、電流検出部７４に異常が生じているため、時刻ｔ３以降、ＰＷＭ制御値は上昇するものの、電流検出部７４により検出される電流値は、時刻ｔ３以前と同様である。
【００７７】
時刻ｔ４でＰＷＭ制御値がＰＷＭ制限値に達すると、Ｓ１０２で「ＰＷＭ制御値はＰＷＭ制限値以上、かつ、電流検出部７４により検出した電流値は電流制限値より小さい」と判断され、Ｓ１０６で「電流検出部７４により検出した電流値とＰＷＭ制御値との関係は不適切である」と判定される。また、このとき、電源電圧は、１２Ｖで所定値ｋＶＮＯＲＭＡＬ以上のため、Ｓ１０８で「電流検出部７４に異常が生じている」と判定される。これにより、異常フラグがＯＮになる。
【００７８】
時刻ｔ４で「電流検出部７４に異常が生じている」と判定された場合、制御部８０は、電流制限部８５による駆動電流の制限を行うことなく、ＰＷＭ制御値制限部８６によるＰＷＭ制御値の制限を行う。そのため、時刻ｔ４以降、ＰＷＭ制御値制限部８６によりＰＷＭ制御値が制限される。
【００７９】
図１０は、電流検出部７４に異常が生じているときの制御部８０による制御の別の例を示すものである。
電流検出部７４に異常が生じているため、時刻ｔ０において、電流検出部７４により検出される電流値は、判定電流値ｋＩＭＩＮより大きくなる。そのため、Ｓ１０４で「ＰＷＭ制御値は０で、かつ、電流検出部７４により検出した電流値は判定電流値ｋＩＭＩＮより大きい」と判断され、Ｓ１０６で「電流検出部７４により検出した電流値とＰＷＭ制御値との関係は不適切である」と判定される。また、このとき、電源電圧は、１２Ｖで所定値ｋＶＮＯＲＭＡＬ以上のため、Ｓ１０８で「電流検出部７４に異常が生じている」と判定される。これにより、異常フラグがＯＮになる。
【００８０】
時刻ｔ０で「電流検出部７４に異常が生じている」と判定された場合、本実施形態では、制御部８０は、電流制限部８５による駆動電流の制限を行うことなく、ＰＷＭ制御値制限部８６によるＰＷＭ制御値の制限を行う。そのため、時刻ｔ０以降、ＰＷＭ制御値制限部８６によりＰＷＭ制御値が制限される。
時刻ｔ１以降は、モータ２０の制御に関し、電流検出部７４が正常なとき（図６参照）と同様のため、説明を省略する。
【００８１】
以上説明したように、（１）本実施形態は、モータ２０、および、モータ２０からのトルクにより回転駆動されるディテントプレート３２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ＰＷＭ制御部８１と回転速度制御部８２と回転角検出部８３と基準位置学習部８４と電流検出部７４と電流制限部８５とＰＷＭ制御値制限部８６と関係判定部８７とを備えている。
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。
ＰＷＭ制御部８１は、モータ２０をＰＷＭ制御するための制御値であるＰＷＭ制御値に基づきモータ２０を回転駆動可能である。
回転速度制御部８２は、ＰＷＭ制御部８１によりモータ２０の回転速度を制御可能である。
回転角検出部８３は、モータ２０の回転角を検出可能である。
【００８２】
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、回転速度制御部８２によりモータ２０を一定の回転速度で回転するよう制御し、モータ２０の回転が停止したとき回転角検出部８３により検出した回転角に基づき、モータ２０の基準位置を学習する。
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。
【００８３】
電流制限部８５は、電流検出部７４により検出した電流値が、所定の値である電流制限値以下になるようモータ２０に供給する電流を制限可能である。これにより、例えば基準位置学習部８４によりモータ２０を制御しているとき、電流検出部７４により検出した電流値に基づき、モータ２０のトルクを所定値以下に制限することができる。
【００８４】
ＰＷＭ制御値制限部８６は、ＰＷＭ制御値が、所定の値であるＰＷＭ制限値以下になるよう制限可能である。これにより、例えば基準位置学習部８４によりモータ２０を制御しているとき、モータ２０のトルクを所定値以下に制限することができる。
関係判定部８７は、電流検出部７４により検出した電流値とＰＷＭ制御値との関係が不適切であるか否かを判定する。
【００８５】
本実施形態では、電流検出部７４に異常が生じているとき、制御部８０は、関係判定部８７により「電流検出部７４により検出した電流値とＰＷＭ制御値との関係は不適切である」と判定された場合、例えば、ＰＷＭ制御値制限部８６によるＰＷＭ制御値の制限を行うことにより、モータ２０のトルクを所定値以下に制限することができる。そのため、電流検出部７４に異常が生じているときでも、基準位置学習部８４によりモータ２０を制御しているとき、モータ２０のトルクを適切に制限することができる（図７〜１０参照）。
【００８６】
シフトレンジ切替装置３０のモータ２０としてＤＣブラシレスモータを用いた場合、モータ２０の回転が停滞するとトルクが上昇する場合がある。本実施形態では、モータ２０としてＤＣブラシレスモータを用い、応答性を向上しつつ、上述のように、モータ２０のトルクを適切に制限することができる。
【００８７】
また（２）本実施形態は、関係判定部８７による判定結果に基づき電流検出部７４の異常の有無を判定可能な異常判定部８８をさらに備えている。
異常判定部８８は、関係判定部８７により「電流検出部７４により検出した電流値とＰＷＭ制御値との関係は不適切である」と判定されたとき、モータ２０に駆動電流を供給するバッテリ２の電圧が所定の電圧値ｋＶＮＯＲＭＡＬ以上の場合、「電流検出部７４に異常が生じている」と判定する。
【００８８】
このように、関係判定部８７により「電流検出部７４により検出した電流値とＰＷＭ制御値との関係は不適切である」と判定されたとき、モータ２０に駆動電流を供給するバッテリ２の電圧が所定の電圧値以上の場合、電流検出部７４に異常が生じて「不適切である」と判定されている可能性が高いため、異常判定部８８は、「電流検出部７４に異常が生じている」と判定する。
【００８９】
また、（３）本実施形態では、制御部８０は、異常判定部８８により「電流検出部７４に異常が生じている」と判定されたとき、ＰＷＭ制御値制限部８６によりＰＷＭ制御値を制限する。一方、制御部８０は、異常判定部８８により「電流検出部７４は正常である」と判定されたとき、ＰＷＭ制御値制限部８６によりＰＷＭ制御値を制限せず、電流制限部８５によりモータ２０に供給する電流を制限する。そのため、電流検出部７４に異常が生じているときは、ＰＷＭ制御値制限部８６によりＰＷＭ制御値を制限することでモータ２０のトルクを制限できる。また、電流検出部７４が正常のときは、電流制限部８５によりモータ２０に供給する電流を制限することで、トルクのばらつきを抑制しつつ、モータ２０のトルクを制限できる。
【００９０】
また、（５）本実施形態では、関係判定部８７は、ＰＷＭ制御値がＰＷＭ制限値以上で、かつ、電流検出部７４により検出した電流値が電流制限値より小さい場合、「電流検出部７４により検出した電流値とＰＷＭ制御値との関係は不適切である」と判定する（図４、９参照）。
【００９１】
また、（６）本実施形態では、関係判定部８７は、ＰＷＭ制御値の変化の幅がＰＷＭ変化幅ｋＰＷＭＤＬＴ以上で、かつ、電流検出部７４により検出した電流値の変化の幅が電流変化幅ｋＩＤＬＴより小さい場合、「電流検出部７４により検出した電流値とＰＷＭ制御値との関係は不適切である」と判定する（図４、８参照）。そのため、電流値とＰＷＭ制御値の相対変化にて、電流検出部７４の異常判定が可能となる。
【００９２】
また、（７）本実施形態では、関係判定部８７は、モータ２０に駆動電流を供給するバッテリ２の電圧に基づき、電流変化幅ｋＩＤＬＴを補正し、電流検出部７４により検出した電流値とＰＷＭ制御値との関係を判定する（図５参照）。そのため、電流値とＰＷＭ制御値の相対変化の度合いにかかわるバッテリ２の電圧にて補正することで、電流検出部７４の異常判定を精度よく行うことができる。
【００９３】
また、（８）本実施形態では、関係判定部８７は、ＰＷＭ制御値が０で、かつ、電流検出部７４により検出した電流値が所定の値である判定電流値ｋＩＭＩＮより大きい場合、「電流検出部７４により検出した電流値とＰＷＭ制御値との関係は不適切である」と判定する（図４、１０参照）。そのため、基準位置学習制御を開始する前に電流検出部７４の異常の有無を判定することができる。
【００９４】
また、（９）本実施形態では、関係判定部８７は、ＰＷＭ制御値が所定の値であるＰＷＭ基準値ｋＰＷＭ以上で、かつ、電流検出部７４により検出した電流値が所定の値である電流基準値ｋＩ以下の場合、「電流検出部７４により検出した電流値とＰＷＭ制御値との関係は不適切である」と判定する（図４、７参照）。そのため、ＰＷＭ制御値に対し電流値が想定外の値になった場合に電流検出部７４の異常を判定することができる。
【００９５】
（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１１に基づき説明する。第２実施形態は、制御部８０の関係判定部８７による関係判定に関する処理の後の処理が第１実施形態と異なる。
【００９６】
第２実施形態では、制御部８０は、異常判定部８８を有していない。第２実施形態では、図１１に示す一連の処理Ｓ２００が、制御部８０の関係判定部８７等により実行される。Ｓ２００は、基準位置学習部８４によるモータ２０の制御が開始される前に実行が開始され、基準位置学習部８４によりモータ２０が制御されている間、繰り返し実行される。
Ｓ２００が開始されると、処理はＳ２０１に移行する。
【００９７】
Ｓ２０１では、制御部８０は、基準位置学習制御を再実行するか否かを示す学習リトライフラグにＯＦＦを設定する。なお、学習リトライフラグがＯＦＦのとき、基準位置学習制御の再実行はせず、学習リトライフラグがＯＮのとき、基準位置学習制御を再実行する。
Ｓ２０２〜２０５は、Ｓ１０２〜１０５と同様のため、説明を省略する。
Ｓ２０２〜２０５においてＹＥＳと判断された場合、処理はＳ２０６へ移行する。
Ｓ２０６では、制御部８０は、「電流検出部７４により検出した電流値とＰＷＭ制御値との関係は不適切である」と判定する。その後、処理はＳ２０７へ移行する。
【００９８】
Ｓ２０７では、制御部８０は、「バッテリ２の電圧が電圧値ｋＶＮＯＲＭＡＬ以上である」か否かを判断する。ここで、電圧値ｋＶＮＯＲＭＡＬは、所定の値である。
「バッテリ２の電圧は電圧値ｋＶＮＯＲＭＡＬ以上である」と判断した場合（Ｓ２０７：ＹＥＳ）、処理はＳ２００を抜ける。一方、「バッテリ２の電圧は電圧値ｋＶＮＯＲＭＡＬより小さい」と判断した場合（Ｓ２０７：ＮＯ）、処理はＳ２０８へ移行する。
Ｓ２０８では、制御部８０は、学習リトライフラグにＯＮを設定する。その後、処理はＳ２００を抜ける。
Ｓ２００を抜けたとき、学習リトライフラグがＯＮであった場合、制御部８０は、基準位置学習部８４による基準位置学習制御を再度試みる。
【００９９】
上述のように、制御部８０は、特にＳ２０２〜２０６において、関係判定部８７として機能する。ここで、制御部８０は、関係判定部８７により「電流検出部７４により検出した電流値とＰＷＭ制御値との関係は不適切である」と判定されたとき、電源電圧が所定の電圧値より小さい場合、電流検出部には異常は生じておらず、瞬間的に電源電圧が低すぎて「不適切である」と判定されている可能性が高いため、基準位置学習部８４による基準位置の学習を再度試みる。
【０１００】
以上説明したように、（４）本実施形態では、制御部８０は、関係判定部８７により「電流検出部７４により検出した電流値とＰＷＭ制御値との関係は不適切である」と判定されたとき、モータ２０に駆動電流を供給するバッテリ２の電圧が所定の電圧値より小さい場合、基準位置学習部８４による基準位置の学習を再度試みる。そのため、例えば基準位置学習制御をしているとき、クランキング等によりバッテリ２の電圧が一時的に低下し「電流検出部７４により検出した電流値とＰＷＭ制御値との関係は不適切である」と判定された場合でも、基準位置学習制御を再度行うことができる。よって、制御部８０により、正常に「通常駆動制御」を行うことができる。
【０１０１】
（他の実施形態）
本発明の他の実施形態では、制御部８０は、Ｓ１００のＳ１０２〜１０５のうち少なくとも１つを実行することとしてもよい。また、Ｓ１０２〜１０５の実行の順序はどのように変更してもよい。また、制御部８０は、Ｓ２００のＳ２０２〜２０５のうち少なくとも１つを実行することとしてもよい。また、Ｓ２０２〜１０５の実行の順序はどのように変更してもよい。
【０１０２】
また、本発明の他の実施形態では、第１実施形態と第２実施形態とを組み合わせてもよい。例えば、制御部８０は、第２実施形態においてＳ２０６でＹＥＳと判断された場合、第１実施形態のＳ１０８を実行し異常フラグをＯＮにすることで電流検出部７４の異常を検出することとしてもよい。
【０１０３】
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、電流制限部８５、ＰＷＭ制御値制限部８６、関係判定部８７、異常判定部８８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、電流制限部８５、ＰＷＭ制御値制限部８６、関係判定部８７、異常判定部８８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。
【０１０４】
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。
【０１０５】
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、駆動対象の回転位置を所定の位置に保持可能であれば、凹部とローラとからなる「節度機構」に限らず、他の構成による「節度機構」を備え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。
【０１０６】
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。
【０１０７】
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】
【０１０８】
２０  モータ、３０  シフトレンジ切替装置、３２  ディテントプレート（駆動対象）、６０  ＥＣＵ（シフトレンジ制御装置）、７４  電流検出部、８０  制御部、８１  ＰＷＭ制御部、８２  回転速度制御部、８３  回転角検出部、８４  基準位置学習部、８５  電流制限部、８６  ＰＷＭ制御値制限部、８７  関係判定部
【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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