(57)【要約】【課題】モータで駆動する制御対象の可動範囲の少なくとも一方の限界位置を学習するモータ制御装置の耐久性・信頼性確保と限界位置の学習時間短縮とを両立させる。【解決手段】モータを制御対象の可動範囲の少なくとも一方の限界位置に突き当たるまで回転させる突き当て制御を実行してその限界位置を学習するシステムにおいて、突き当て制御の実行中に、最初はモータのトルク（デューティ比）を低下させずに駆動して限界位置（壁）へ向かって素早くモータの回転を立ち上げ、その後、限界位置に衝突する手前の位置でモータのトルク（デューティ比）を低下させて、限界位置（壁）に衝突する時のトルクを低下させて、衝突時の衝撃荷重を軽減する。これにより、突き当て制御による回転伝達系の部品の変形・損傷を防止しながら、突き当て制御（限界位置の学習）を比較的短い時間で完了することが可能となる。【選択図】図３
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
制御対象を回転駆動するモータの回転位置を検出する回転位置検出手段と、
前記回転位置検出手段により検出した前記モータの回転位置に応じて前記モータの通電相を順次切り換えることで前記モータを目標位置まで回転駆動する制御手段と、
前記モータを前記制御対象の可動範囲の少なくとも一方の限界位置に突き当たるまで回転させる突き当て制御を実行してその限界位置を学習する学習手段とを備えたモータ制御装置において、
前記学習手段は、前記突き当て制御の実行中にその途中から前記モータのトルクを低下させることを特徴とするモータ制御装置。
【請求項２】
前記学習手段は、前記突き当て制御の実行中に前記モータのトルクを低下させるタイミングを前記突き当て制御開始からの経過時間、前記モータの回転量、回転速度のいずれかに基づいて決定することを特徴とする請求項１に記載のモータ制御装置。
【請求項３】
制御対象を回転駆動するモータの回転位置を検出する回転位置検出手段と、
前記回転位置検出手段により検出した前記モータの回転位置に応じて前記モータの通電相を順次切り換えることで前記モータを目標位置まで回転駆動する制御手段と、
前記モータを前記制御対象の可動範囲の少なくとも一方の限界位置に突き当たるまで回転させる突き当て制御を実行してその限界位置を学習する学習手段とを備えたモータ制御装置において、
前記学習手段は、前記突き当て制御の実行中にその途中から通電相の位相進み量を小さくして前記モータの駆動速度を抑えることを特徴とするモータ制御装置。
【請求項４】
前記学習手段は、前記突き当て制御の実行中に前記通電相の位相進み量を小さくするタイミングを前記突き当て制御開始からの経過時間、前記モータの回転量、回転速度のいずれかに基づいて決定することを特徴とする請求項３に記載のモータ制御装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、モータで駆動する制御対象の可動範囲の少なくとも一方の限界位置を学習するモータ制御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、特許文献１（特開２００４−３０８８４６号公報）に示すように、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、モータの回転軸に減速機構を介して出力軸を連結し、この出力軸によってレンジ切換機構を駆動して自動変速機のレンジを切り換えるようにしている。この場合、モータには、回転位置を検出するエンコーダを搭載し、レンジ切換時には、このエンコーダの出力パルスのカウント値（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のレンジに相当する目標回転位置（目標カウント値）まで回転させることで、レンジ切換機構を目標のレンジに切り換えるようにしている。
【０００３】
ところで、モータの回転量（回転角度）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）の連結部を出力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（回転角度）を制御対象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を正確に制御しても、レンジ切換機構の操作量には回転伝達系の遊び（ガタ）分の誤差が生じてしまい、レンジ切換機構の操作量を精度良く制御することができない。
【０００４】
そこで、特許文献２（特開２００４−２３９３２号公報）に示すように、モータ制御システムの起動直後（電源投入後）に、モータを制御対象（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回転させる突き当て制御を実施し、その限界位置を基準位置として学習するようにしたものがある。
【０００５】
しかし、突き当て制御は、モータの駆動力によって回転伝達系の部品を可動範囲の限界位置に突き当てた状態にするため、限界位置（壁）に衝突する時のモータのトルクや駆動速度が大きいと、限界位置（壁）に衝突する時の衝撃荷重が大きくなるため、突き当て制御の実行回数が増えるに従って、回転伝達系の部品が徐々に変形・損傷する可能性があり、耐久性・信頼性を低下させる原因となる。
【０００６】
この対策として、特許文献２では、突き当て制御実行時にモータのトルクを低下させたり、モータの駆動速度を遅くするように通電相の位相進み量を切り換えるようにしている。
【特許文献１】特開２００４−３０８８４６号公報
【特許文献２】特開２００４−２３９３２号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかし、上記特許文献２のように、モータ制御システムの起動直後に実施する突き当て制御中にモータのトルクを低下させたり、駆動速度を遅くすると、突き当て制御開始から限界位置（壁）に突き当たるまでの時間が長くなって、限界位置の学習に要する時間が長くなってしまい、その分、モータ制御システム起動直後の制御対象（レンジ切換機構）の切り換え動作が遅れてしまうという欠点があった。
【０００８】
本発明はこのような事情を考慮してなされたものであり、従ってその目的は、突き当て制御による回転伝達系の部品の変形・損傷を防止しながら、突き当て制御（限界位置の学習）を比較的短い時間で完了することが可能となり、システムの耐久性・信頼性確保の要求と限界位置の学習時間短縮の要求とを両立させることができるモータ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】
【０００９】
上記目的を達成するために、請求項１に係る発明は、制御対象を回転駆動するモータの回転位置を検出する回転位置検出手段と、前記回転位置検出手段により検出した前記モータの回転位置に応じて前記モータの通電相を順次切り換えることで前記モータを目標位置まで回転駆動する制御手段と、前記モータを前記制御対象の可動範囲の少なくとも一方の限界位置に突き当たるまで回転させる突き当て制御を実行してその限界位置を学習する学習手段とを備え、前記学習手段は、前記突き当て制御の実行中にその途中から前記モータのトルクを低下させるようにしたものである。
【００１０】
このようにすれば、突き当て制御の実行中に最初はモータのトルクを低下させずに駆動して限界位置（壁）へ向かって素早くモータの回転を立ち上げ、その後、限界位置に近付いてからモータのトルクを低下させて限界位置（壁）に衝突する時のトルクを低下させて、衝突時の衝撃荷重を軽減するという制御が可能となる。これにより、突き当て制御による回転伝達系の部品の変形・損傷を防止しながら、突き当て制御（限界位置の学習）を比較的短い時間で完了することが可能となり、システムの耐久性・信頼性確保の要求と限界位置の学習時間短縮の要求とを両立させることができる。
【００１１】
この場合、請求項２のように、突き当て制御の実行中にモータのトルクを低下させるタイミングを突き当て制御開始からの経過時間、モータの回転量、回転速度のいずれかに基づいて決定するようにすると良い。このようにすれば、突き当て制御の実行中にモータのトルクを低下させるタイミングを適正に設定することができる。
【００１２】
一般に、モータに回転方向のトルクを生じさせるためには、通電層の位相を回転方向に進める必要があり、通電相の位相進み量が小さくなるに従って、モータの駆動速度が遅くなるという特性がある。
【００１３】
この特性を考慮して、請求項３のように、突き当て制御の実行中にその途中から通電相の位相進み量を小さくしてモータの駆動速度を抑えるようにしても良い。このようにすれば、突き当て制御の実行中に最初はモータの駆動速度を抑えずに駆動して限界位置（壁）へ向かって素早くモータの回転を立ち上げ、その後、限界位置に近付いてからモータの駆動速度を回転伝達系の各部品の機械的強度から決まる許容トルク以下となる回転速度以下に抑えて限界位置（壁）に衝突する時の衝撃荷重を軽減するという制御が可能となる。これにより、突き当て制御による回転伝達系の部品の変形・損傷を防止しながら、突き当て制御（限界位置の学習）を比較的短い時間で完了することが可能となり、システムの耐久性・信頼性確保の要求と限界位置の学習時間短縮の要求とを両立させることができる。
【００１４】
この場合も、請求項４のように、突き当て制御の実行中に通電相の位相進み量を小さくするタイミングを突き当て制御開始からの経過時間、モータの回転量、回転速度のいずれかに基づいて決定するようにすると良い。このようにすれば、突き当て制御の実行中にモータの駆動速度を抑えるタイミングを適正に設定することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１５】
以下、本発明を実施するための最良の形態を自動変速機のレンジ切換装置に適用して具体化した具体化した６つの実施例１〜６を説明する。
【実施例１】
【００１６】
本発明を自動変速機のレンジ切換装置に適用した実施例１を図１乃至図４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機構１１の構成を説明する。
レンジ切換機構１１は、自動変速機１２のレンジを、例えば、パーキングレンジ（Ｐ）、リバースレンジ（Ｒ）、ニュートラルレンジ（Ｎ）、ドライブレンジ（Ｄ）に切り換えるためのものである。このレンジ切換機構１１の駆動源となるモータ１３は、例えばスイッチトリラクタンスモータ（ＳＲモータ）等の同期モータにより構成され、減速機構１４（図２参照）を内蔵し、この減速機構１４の回転軸に嵌合連結された出力軸１５の回転位置を検出する出力軸センサ１６が設けられている。出力軸センサ１６は、Ｐ，Ｒ，Ｎ，Ｄの各レンジに対応する回転角度範囲でオン（ＯＮ）する４個の接点を有するスイッチにより構成され、いずれの接点がオン状態であるかを判別することによって現在のレンジ（出力軸回転位置）を検出するようになっている。
【００１７】
一方、出力軸１５には、自動変速機１２の油圧回路のマニュアルバルブ１７を切り換えるためのディテントレバー１８が固定されている。このディテントレバー１８にはＬ字形のパーキングロッド１９が固定され、このパーキングロッド１９の先端部に設けられた円錐体２０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２０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２３をロック／ロック解除するようになっている。このパーキングギヤ２３は、自動変速機１２の出力軸に設けられ、このパーキングギヤ２３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。
【００１８】
また、ディテントレバー１８には、マニュアルバルブ１７のスプール弁２４が連結され、モータ１３によって出力軸１５と一体にディテントレバー１８を回動させることで、マニュアルバルブ１７のスプール弁２４の位置を切り換えて自動変速機１２に内蔵された油圧クラッチを、Ｐレンジ、Ｒレンジ、Ｎレンジ、Ｄレンジのいずれかの状態に切り換える。
【００１９】
ディテントレバー１８には、スプール弁２４を上記各レンジに対応する位置に保持するための５個の保持凹部２５が形成され、ディテントレバー１８を各レンジに対応する位置に保持するためのディテントバネ２６がマニュアルバルブ１７に固定されている。このディテントバネ２６の先端に設けられた係合部２７がディテントレバー１８の目標レンジの保持凹部２５に嵌まり込むことで、ディテントレバー１５が目標レンジの回転位置で保持されて、マニュアルバルブ１７のスプール弁２４の位置が目標レンジの位置で保持されるようになっている。尚、ディテントレバー１８とディテントバネ２６等からディテント機構２８が構成されている。
【００２０】
Ｐレンジでは、パーキングロッド１９がロックレバー２１に接近する方向に移動して、円錐体２０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２３に嵌まり込んでパーキングギヤ２３をロックした状態となり、それによって、自動変速機１２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】
Ｐレンジ以外のレンジでは、パーキングロッド１９がロックレバー２１から離れる方向に移動して、円錐体２０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１２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】
一方、モータ１３には、ロータの回転位置を検出するためのエンコーダ３１（モータ回転位置検出手段）が設けられている。このエンコーダ３１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１３のロータの回転に同期してＡ相、Ｂ相、Ｚ相のパルス信号をレンジ切換制御装置３２に出力するように構成されている。レンジ切換制御装置３２のＣＰＵ３３（制御手段）は、エンコーダ３１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、そのエンコーダカウント値に応じてモータ駆動回路３４によってモータ１３の通電相を所定の順序で切り換えることでモータ１３を回転駆動する。
【００２３】
この際、Ａ相信号とＢ相信号の発生順序によってロータの回転方向を判定し、正回転方向（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、逆回転方向（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１３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１３の回転位置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１３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１３を回転駆動することが可能となる。尚、エンコーダ３１のＺ相信号は、ロータの基準回転位置を検出するのに用いられる。
【００２４】
ところで、モータ１３の回転量（回転角度）は、減速機構１４、出力軸１５、ディテントレバー１８等からなる回転伝達系を介してレンジ切換機構１１の操作量（スプール弁２４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１４の歯車間のバックラッシが存在し、また、モータ１３の回転軸の先端部に形成した断面非円形の連結部を出力軸１５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。
【００２５】
また、ディテントバネ２６の係合部２７がディテントレバー１８のＰレンジ側やＤレンジ側の各保持凹部２５に嵌まり込んだときに、係合部２７と各保持凹部２５の側壁との間に僅かな隙間（ガタ）が存在する。このように、モータ１３の回転量をレンジ切換機構１１の操作量（スプール弁２４の操作量）に変換する回転伝達系には、バックラッシや部品間の隙間等による遊び（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１３の回転量（回転角度）を正確に制御しても、レンジ切換機構１１の操作量には回転伝達系の遊び（ガタ）分の誤差が生じてしまい、レンジ切換機構１１の操作量を精度良く制御することができない。
【００２６】
この対策として、本実施例１では、レンジ切換機構１１のディテント機構２８で規制された回転可能範囲（可動範囲）の限界位置（壁位置）を学習するために、レンジ切換制御装置３２の起動後（電源投入後）に、ディテントバネ２６の係合部２７（回転伝達系の部品）がレンジ切換機構１１の可動範囲のＰレンジ側限界位置（又はＤレンジ側限界位置）であるＰレンジ保持凹部２５（又はＤレンジ保持凹部２５）の側壁に突き当たるまでモータ１３を回転させる“突き当て制御”を実施して、その限界位置（壁位置）のエンコーダカウント値を基準位置の学習値としてメモリ３５に記憶する。
【００２７】
しかし、この突き当て制御の実行時に、ディテントバネ２６の係合部２７（回転伝達系の部品）が限界位置（壁）に衝突する時のモータ１３のトルク（デューティ比）が大きいと、限界位置（壁）に衝突する時の衝撃荷重が大きくなるため、突き当て制御の実行回数が増えるに従って、回転伝達系の部品が徐々に変形・損傷する可能性があり、耐久性・信頼性を低下させる原因となる。
【００２８】
この対策として、図３に二点鎖線で示す比較例のように、突き当て制御実行時に最初からモータ１３のトルク（デューティ比）を低下させると、モータ１３の回転速度が遅くなって、突き当て制御開始から限界位置（壁）に突き当たるまでの時間、すなわち、限界位置の学習時間が長くなってしまい、その分、レンジ切換制御装置３２の起動直後（電源投入直後）のレンジ切換機構１１のレンジ切り換え動作が遅れてしまうという欠点がある。      
【００２９】
そこで、本実施例１では、システムの耐久性・信頼性確保の要求と限界位置の学習時間短縮の要求とを両立させるために、突き当て制御の実行中にその途中からモータ１３の通電デューティ比を低下させてモータ１３のトルクを低下させるようにしている。このようにすれば、図３に実線で示すように、突き当て制御の実行中に最初はモータ１３のトルク（デューティ比）を低下させずに駆動して限界位置（壁）へ向かって素早くモータ１３の回転を立ち上げ、その後、限界位置（壁）に衝突する手前の位置でモータ１３のデューティ比を低下させて限界位置（壁）に衝突する時のモータ１３のトルクを低下させて、衝突時の衝撃荷重を軽減するという制御が可能となる。
【００３０】
以上説明した本実施例１の突き当て制御（限界位置の学習処理）は、レンジ切換制御装置３２のＣＰＵ３３によって図４の突き当て制御ルーチンに従って実行される。この図４の突き当て制御ルーチンは、レンジ切換制御装置３２の電源オン中に所定周期で実行され、特許請求の範囲でいう学習手段としての役割を果たす。
【００３１】
図４の突き当て制御ルーチンが起動されると、まずステップ１０１で、突き当て制御実行中であるか否かを判定し、突き当て制御実行中でなければ、ステップ１０２に進み、突き当て制御開始後の経過時間をカウントするタイマＣＴをリセットして本ルーチンを終了する。
【００３２】
これに対して、上記ステップ１０１で、突き当て制御実行中であると判定されれば、ステップ１０３に進み、タイマＣＴをカウントアップして突き当て制御開始後の経過時間をカウントする。そして、次のステップ１０４で、タイマＣＴのカウント値（突き当て制御開始後の経過時間）が所定時間Ｋctを越えたか否かを判定する。ここで、所定時間Ｋctは、ディテントバネ２６の係合部２７が限界位置（壁）に衝突する手前の位置に到達するまでの時間に設定され、各部品の製造公差を考慮して係合部２７が限界位置（壁）に衝突しないように設定されている。
【００３３】
このステップ１０４で、タイマＣＴのカウント値（突き当て制御開始後の経過時間）が所定時間Ｋctを越えていないと判定されれば、ステップ１０５に進み、デューティ比を第１のデューティ比Ｋ1 に設定する。この第１のデューティ比Ｋ1 は、応答性に対し影響のないデューティ比（例えば通常のレンジ切換制御のデューティ比とほぼ同一又はそれよりも大きいデューティ比）に設定されている。
【００３４】
これに対して、ステップ１０４で、タイマＣＴのカウント値（突き当て制御開始後の経過時間）が所定時間Ｋctを越えていると判定されれば、ステップ１０６に進み、デューティ比を第１のデューティ比Ｋ1 よりも低い第２のデューティ比Ｋ2 に設定する。
【００３５】
以上のようにして、上記ステップ１０５又はステップ１０６で、突き当て制御開始後の経過時間に応じてデューティ比を第１のデューティ比Ｋ1 又は第２のデューティ比Ｋ2 に設定した後、ステップ１０７に進み、デューティ出力ルーチン（図示せず）を実行して、モータ１３を第１のデューティ比Ｋ1 又は第２のデューティ比Ｋ2 で駆動して突き当て制御を実行する。
【００３６】
尚、突き当て制御実行中にデューティ比を第１のデューティ比Ｋ1 から第２のデューティ比Ｋ2 に切り換える際に、同時に、デューティ周期を第１のデューティ周期Ｔ1 から第２のデューティ周期Ｔ2 に切り換えるようにしたり、或は、デューティ比を切り換えずに、デューティ周期のみを第１のデューティ周期Ｔ1 から第２のデューティ周期Ｔ2 に切り換えることで、モータ１３のトルクを低下させるようにしても良い。これは、デューティ周期が変化すると、モータ１３の駆動電流（駆動電圧）が変化してモータ１３のトルクが変化するためである。
【００３７】
以上説明した本実施例１の突き当て制御の一例を図３を用いて説明する。突き当て制御を開始する時点ｔ1 で、デューティ比を応答性に対し影響のない第１のデューティ比Ｋ1 に設定して、モータ１３の応答性を低下させずに駆動して限界位置（壁）へ向かって素早くモータ１３の回転を立ち上げて、モータ１３の回転速度を速める。そして、突き当て制御開始後の経過時間（タイマＣＴのカウント値）が所定時間Ｋctに達した時点ｔ2 で、デューティ比を第１のデューティ比Ｋ1 よりも低い第２のデューティ比Ｋ2 に変更して、限界位置（壁）に衝突する時のモータ１３のトルクを低下させて、衝突時の衝撃荷重を軽減する。この衝突によりモータ１３の回転が止まったこと（エンコーダカウント値が変化しなくなったこと）が検出された時点ｔ3 で、モータ１３の駆動を停止して突き当て制御を終了する。
【００３８】
以上説明した本実施例１によれば、突き当て制御実行中に最初はモータ１３のトルク（デューティ比）を低下させずに駆動して限界位置（壁）へ向かって素早くモータ１３の回転を立ち上げ、その後、限界位置（壁）に衝突する手前の位置でモータ１３のデューティ比を低下させて限界位置（壁）に衝突する時のモータ１３のトルクを低下させて、衝突時の衝撃荷重を軽減するという制御が可能となるため、突き当て制御による回転伝達系の部品の変形・損傷を防止しながら、突き当て制御（限界位置の学習）を比較的短い時間で完了することが可能となり、システムの耐久性・信頼性確保の要求と限界位置の学習時間短縮の要求とを両立させることができる。
【実施例２】
【００３９】
上記実施例１では、突き当て制御の実行中にモータ１３のトルク（デューティ比）を低下させるタイミングを突き当て制御開始後の経過時間（タイマＣＴのカウント値）に基づいて決定するようにしたが、本発明の実施例２では、図５の突き当て制御ルーチンを実行することで、突き当て制御の実行中にモータ１３のトルク（デューティ比）を低下させるタイミングを突き当て制御開始後の移動距離Ｃp （モータ１３の回転量）に基づいて決定するようにしている。
【００４０】
本実施例２で実行する図５の突き当て制御ルーチンでは、まずステップ２０１で、突き当て制御実行中であるか否かを判定し、突き当て制御実行中でなければ、そのまま本ルーチンを終了する。
【００４１】
これに対して、上記ステップ２０１で、突き当て制御実行中であると判定されれば、ステップ２０２に進み、突き当て制御開始後の移動距離Ｃp （モータ１３の回転量）を、突き当て制御開始後のエンコーダカウント値の変化量に換算して算出する。
【００４２】
この後、ステップ２０３に進み、突き当て制御開始後の移動距離Ｃp （モータ１３の回転量）が所定距離Ｋcpを越えたか否かを判定する。ここで、所定距離Ｋcpは、ディテントバネ２６の係合部２７が限界位置（壁）に衝突する手前の位置に到達するまでのエンコーダカウント値の変化量に換算して設定され、各部品の製造公差を考慮して係合部２７が限界位置（壁）に衝突しないように設定されている。
【００４３】
このステップ２０３で、突き当て制御開始後の移動距離Ｃp が所定距離Ｋcpを越えていないと判定されれば、ステップ２０４に進み、デューティ比を応答性に対し影響のない第１のデューティ比Ｋ1 に設定する。
【００４４】
これに対して、ステップ２０３で、突き当て制御開始後の移動距離Ｃp が所定距離Ｋcpを越えていると判定されれば、ステップ２０５に進み、デューティ比を第１のデューティ比Ｋ1 よりも低い第２のデューティ比Ｋ2 に設定する。
【００４５】
以上のようにして、上記ステップ２０４又はステップ２０５で、突き当て制御開始後の移動距離Ｃp に応じてデューティ比を第１のデューティ比Ｋ1 又は第２のデューティ比Ｋ2 に設定した後、ステップ２０６に進み、デューティ出力ルーチン（図示せず）を実行して、モータ１３を第１のデューティ比Ｋ1 又は第２のデューティ比Ｋ2 で駆動して突き当て制御を実行する。
【００４６】
尚、本実施例２においても、突き当て制御実行中にデューティ比を第１のデューティ比Ｋ1 から第２のデューティ比Ｋ2 に切り換える際に、同時に、デューティ周期を第１のデューティ周期Ｔ1 から第２のデューティ周期Ｔ2 に切り換えるようにしたり、或は、デューティ比を切り換えずに、デューティ周期のみを第１のデューティ周期Ｔ1 から第２のデューティ周期Ｔ2 に切り換えることで、モータ１３のトルクを低下させるようにしても良い。
以上説明した本実施例２においても、前記実施例１と同様の効果を得ることができる。
【実施例３】
【００４７】
本発明の実施例３では、図６の突き当て制御ルーチンを実行することで、突き当て制御の実行中にモータ１３のトルク（デューティ比）を低下させるタイミングをモータ１３の回転速度Ｎm に基づいて決定するようにしている。
【００４８】
本実施例３で実行する図６の突き当て制御ルーチンでは、まずステップ３０１で、突き当て制御実行中であるか否かを判定し、突き当て制御実行中でなければ、そのまま本ルーチンを終了する。
【００４９】
これに対して、上記ステップ３０１で、突き当て制御実行中であると判定されれば、ステップ３０２に進み、その時点のモータ１３の回転速度Ｎm をエンコーダ３１から出力されるパルスの間隔（周期）に基づいて算出する。
【００５０】
この後、ステップ３０３に進み、モータ１３の回転速度Ｎm が所定回転速度Ｋm を越えたか否かを判定する。ここで、所定回転速度Ｋm は、ディテントバネ２６の係合部２７が限界位置（壁）に衝突する時の衝突トルクが回転伝達系の各部品の機械的強度から決まる許容トルク以下となる回転速度に設定されている。
【００５１】
このステップ３０３で、モータ１３の回転速度Ｎm が所定回転速度Ｋm を越えていないと判定されれば、ステップ３０４に進み、デューティ比を応答性に対し影響のない第１のデューティ比Ｋ1 に設定する。
【００５２】
これに対して、ステップ３０３で、モータ１３の回転速度Ｎm が所定回転速度Ｋm を越えていると判定されれば、ステップ３０５に進み、デューティ比を第１のデューティ比Ｋ1 よりも低い第２のデューティ比Ｋ2 に設定する。
【００５３】
以上のようにして、上記ステップ３０４又はステップ３０５で、モータ１３の回転速度Ｎm に応じてデューティ比を第１のデューティ比Ｋ1 又は第２のデューティ比Ｋ2 に設定した後、ステップ３０６に進み、デューティ出力ルーチン（図示せず）を実行して、モータ１３を第１のデューティ比Ｋ1 又は第２のデューティ比Ｋ2 で駆動して突き当て制御を実行する。
【００５４】
尚、本実施例３においても、突き当て制御実行中にデューティ比を第１のデューティ比Ｋ1 から第２のデューティ比Ｋ2 に切り換える際に、同時に、デューティ周期を第１のデューティ周期Ｔ1 から第２のデューティ周期Ｔ2 に切り換えるようにしたり、或は、デューティ比を切り換えずに、デューティ周期のみを第１のデューティ周期Ｔ1 から第２のデューティ周期Ｔ2 に切り換えることで、モータ１３のトルクを低下させるようにしても良い。
【００５５】
以上説明した本実施例３においても、前記実施例１と同様の効果を得ることができる。  ところで、バッテリ電圧（電源電圧）の低下や回転伝達系の摩擦抵抗増大等によってモータ１３の回転速度Ｎm の上昇が抑えられると、最後までモータ１３の回転速度Ｎm が所定回転速度Ｋm を越えない場合が発生する可能性があるが、このような場合は、最後までデューティ比を低下させずに、突き当て制御を実施することになる。このようにしても、ディテントバネ２６の係合部２７が限界位置（壁）に衝突する時の衝突トルク（モータ１３の回転速度Ｎm ）が回転伝達系の各部品の機械的強度から決まる許容トルク以下となるため、突き当て制御による回転伝達系の部品の変形・損傷を防止することができる。しかも、バッテリ電圧（電源電圧）の低下や回転伝達系の摩擦抵抗増大等によってモータ１３の回転速度が遅くなって突き当て制御の実行時間（限界位置の学習時間）が通常よりも長くなるような場合は、突き当て制御を最後までデューティ比を低下させずに実行できるため、突き当て制御の実行時間（限界位置の学習時間）が不必要なデューティ比の低下によって更に長くなることを防止できる。
【００５６】
本発明は、突き当て制御の実行中にモータ１３のトルク（デューティ比）を低下させるタイミングを突き当て制御開始後の経過時間（タイマＣＴのカウント値）、移動距離Ｃp （モータ１３の回転量）、モータ１３の回転速度Ｎm のいずれか２つ以上に基づいて決定するようにしても良い（上記実施例１〜３の判定方法を組み合わせて実施しても良い）。
【実施例４】
【００５７】
一般に、モータ１３に回転方向のトルクを生じさせるためには、通電層の位相を回転方向に進める必要があり、通電相の位相進み量が小さくなるに従って、モータ１３の駆動速度が遅くなるという特性がある。
【００５８】
この特性を考慮して、本発明の実施例４では、突き当て制御の実行中にその途中から通電相の位相進み量を小さくしてモータ１３の駆動速度を抑えるようにしている。
【００５９】
本実施例４で実行する図７の突き当て制御ルーチンでは、まずステップ４０１で、突き当て制御実行中であるか否かを判定し、突き当て制御実行中でなければ、ステップ４０２に進み、突き当て制御開始後の経過時間をカウントするタイマＣＴをリセットして本ルーチンを終了する。
【００６０】
これに対して、上記ステップ４０１で、突き当て制御実行中であると判定されれば、ステップ４０３に進み、タイマＣＴをカウントアップして突き当て制御開始後の経過時間をカウントする。そして、次のステップ４０４で、タイマＣＴのカウント値（突き当て制御開始後の経過時間）が前記実施例１と同様の方法で設定された所定時間Ｋctを越えたか否かを判定し、所定時間Ｋctを越えていなければ、ステップ４０５に進み、通電相の位相進み量Ｎphを第１の位相進み量Ｋph1 に設定する。この第１の位相進み量Ｋph1 は、通常のレンジ切換制御の位相進み量と同一又はそれよりも大きい位相進み量に設定されている。      
【００６１】
これに対して、ステップ４０４で、タイマＣＴのカウント値（突き当て制御開始後の経過時間）が所定時間Ｋctを越えていると判定されれば、ステップ４０６に進み、通電相の位相進み量Ｎphを第１の位相進み量Ｋph1 よりも小さい第２の位相進み量Ｋph2 に設定する。
【００６２】
以上のようにして、上記ステップ４０５又はステップ４０６で、突き当て制御開始後の経過時間に応じて通電相の位相進み量Ｎphを第１の位相進み量Ｋph1 又は第２の位相進み量Ｋph2 に設定した後、ステップ４０７に進み、通電処理ルーチン（図示せず）を実行して、通電相の位相進み量Ｎphに応じた通電相切換タイミングでモータ１３の通電相を切り換えて突き当て制御を実行する。
【００６３】
以上説明した本実施例４では、突き当て制御の実行中に最初はモータ１３の駆動速度を抑えずに駆動して限界位置（壁）へ向かって素早くモータ１３の回転を立ち上げ、その後、限界位置に近付いてからモータ１３の駆動速度を回転伝達系の各部品の機械的強度から決まる許容トルク以下となる回転速度以下に抑えて限界位置（壁）に衝突する時の衝撃荷重を軽減するという制御が可能となるため、突き当て制御による回転伝達系の部品の変形・損傷を防止しながら、突き当て制御（限界位置の学習）を比較的短い時間で完了することが可能となり、システムの耐久性・信頼性確保の要求と限界位置の学習時間短縮の要求とを両立させることができる。
【実施例５】
【００６４】
本発明の実施例５では、図８の突き当て制御ルーチンを実行することで、突き当て制御の実行中にモータ１３の通電相の位相進み量Ｎphを小さくするタイミングを突き当て制御開始後の移動距離（モータ１３の回転量）に基づいて決定するようにしている。
【００６５】
本実施例５で実行する図８の突き当て制御ルーチンでは、まずステップ５０１で、突き当て制御実行中であるか否かを判定し、突き当て制御実行中でなければ、そのまま本ルーチンを終了する。
【００６６】
これに対して、上記ステップ５０１で、突き当て制御実行中であると判定されれば、ステップ５０２に進み、突き当て制御開始後の移動距離Ｃp （モータ１３の回転量）を、突き当て制御開始後のエンコーダカウント値の変化量に換算して算出する。
【００６７】
この後、ステップ５０３に進み、突き当て制御開始後の移動距離Ｃp （モータ１３の回転量）が前記実施例２と同様の方法で設定された所定距離Ｋcpを越えたか否かを判定し、所定距離Ｋcpを越えていなければ、ステップ５０４に進み、通電相の位相進み量Ｎphを通常のレンジ切換制御の位相進み量と同一又はそれよりも大きい第１の位相進み量Ｋph1 に設定する。
【００６８】
これに対して、ステップ５０３で、突き当て制御開始後の移動距離Ｃp が所定距離Ｋcpを越えていると判定されれば、ステップ５０５に進み、通電相の位相進み量Ｎphを第１の位相進み量Ｋph1 よりも小さい第２の位相進み量Ｋph2 に設定する。
【００６９】
以上のようにして、上記ステップ５０４又はステップ５０５で、突き当て制御開始後の移動距離Ｃp に応じて通電相の位相進み量Ｎphを第１の位相進み量Ｋph1 又は第２の位相進み量Ｋph2 に設定した後、ステップ５０６に進み、通電処理ルーチン（図示せず）を実行して、通電相の位相進み量Ｎphに応じた通電相切換タイミングでモータ１３の通電相を切り換えて突き当て制御を実行する。
以上説明した本実施例５においても、前記実施例４と同様の効果を得ることができる。
【実施例６】
【００７０】
本発明の実施例６では、図９の突き当て制御ルーチンを実行することで、突き当て制御の実行中にモータ１３の通電相の位相進み量Ｎphを小さくするタイミングをモータ１３の回転速度Ｎm に基づいて決定するようにしている。
【００７１】
本実施例６で実行する図９の突き当て制御ルーチンでは、まずステップ６０１で、突き当て制御実行中であるか否かを判定し、突き当て制御実行中でなければ、そのまま本ルーチンを終了する。
【００７２】
これに対して、上記ステップ６０１で、突き当て制御実行中であると判定されれば、ステップ６０２に進み、その時点のモータ１３の回転速度Ｎm をエンコーダ３１から出力されるパルスの間隔（周期）に基づいて算出する。
【００７３】
この後、ステップ６０３に進み、モータ１３の回転速度Ｎm が前記実施例３と同様の方法で設定された所定回転速度Ｋm を越えたか否かを判定し、所定回転速度Ｋm を越えていなければ、ステップ６０４に進み、通電相の位相進み量Ｎphを通常のレンジ切換制御の位相進み量と同一又はそれよりも大きい第１の位相進み量Ｋph1 に設定する。
【００７４】
これに対して、ステップ６０３で、モータ１３の回転速度Ｎm が所定回転速度Ｋm を越えていると判定されれば、ステップ６０５に進み、通電相の位相進み量Ｎphを第１の位相進み量Ｋph1 よりも小さい第２の位相進み量Ｋph2 に設定する。
【００７５】
以上のようにして、上記ステップ６０４又はステップ６０５で、モータ１３の回転速度Ｎm に応じて通電相の位相進み量Ｎphを第１の位相進み量Ｋph1 又は第２の位相進み量Ｋph2 に設定した後、ステップ６０６に進み、通電処理ルーチン（図示せず）を実行して、通電相の位相進み量Ｎphに応じた通電相切換タイミングでモータ１３の通電相を切り換えて突き当て制御を実行する。
【００７６】
以上説明した本実施例６においても、前記実施例４と同様の効果を得ることができる。  本発明は、突き当て制御の実行中にモータ１３の通電相の位相進み量Ｎphを小さくするタイミングを突き当て制御開始後の経過時間（タイマＣＴのカウント値）、移動距離Ｃp （モータ１３の回転量）、モータ１３の回転速度Ｎm のいずれか２つ以上に基づいて決定するようにしても良い（上記実施例４〜６の判定方法を組み合わせて実施しても良い）。      
【００７７】
また、本発明は、突き当て制御の実行中にその途中からモータ１３の通電デューティ比を低下させ、且つ、通電相の位相進み量Ｎphを小さくするようにしても良い。
尚、本発明に用いるエンコーダ（モータ回転位置検出手段）は、磁気式のエンコーダ３１に限定されず、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。      
【００７８】
また、本発明に用いるモータは、ＳＲモータに限定されず、エンコーダカウント値に基づいてロータの回転位置を検出して通電相を順次切り換えるものであれば、ＳＲモータ以外の同期モータを用いても良い。
【００７９】
また、図１に示すレンジ切換装置は、ディテントレバー１８の回動動作に連動して自動変速機のＰ、Ｒ、Ｎ、Ｄの４つのレンジを切り換えるように構成されているが、５つ以上のレンジを切り換えるように構成しても良く、勿論、Ｐレンジとその以外のレンジ（ＮｏｔＰレンジ）の２つのレンジのみを切り換えるレンジ切換装置にも、本発明を適用して実施できる。
【００８０】
その他、本発明は、レンジ切換装置に限定されず、ＳＲモータ等の同期モータを駆動源とする各種の装置に適用して実施できることは言うまでもない。
【図面の簡単な説明】
【００８１】
【図１】本発明の実施例１〜６で用いるレンジ切換装置の斜視図である。
【図２】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】実施例１の制御例を説明するタイムチャートである。
【図４】実施例１の突き当て制御ルーチンの処理の流れを示すフローチャートである。
【図５】実施例２の突き当て制御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】実施例３の突き当て制御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】実施例４の突き当て制御ルーチンの処理の流れを示すフローチャートである。
【図８】実施例５の突き当て制御ルーチンの処理の流れを示すフローチャートである。
【図９】実施例６の突き当て制御ルーチンの処理の流れを示すフローチャートである。
【符号の説明】
【００８２】
１１…レンジ切換機構、１２…自動変速機、１３…同期モータ、１４…減速機構、１５…出力軸、１６…出力軸センサ、１７…マニュアルバルブ、１８…ディテントレバー、１９…パーキングロッド、２１…ロックレバー、２３…パーキングギヤ、２４…スプール弁、２５…保持凹部、２６…ディテントバネ、２７…係合部、２８…ディテント機構、３１…エンコーダ（モータ回転位置検出手段）、３２…レンジ切換制御装置、３３…ＣＰＵ（制御手段，学習手段）
【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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