(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
自動変速機におけるシフトレンジの切り替えを行うシフトレンジ切替機構と、
シフトレンジのパーキング設定時には車両の駆動軸の回転を規制し、シフトレンジのパーキング解除時には前記駆動軸の回転規制を解除するパーキング切替機構と、
前記シフトレンジ切替機構および前記パーキング切替機構の駆動を行う電動の回転式アクチュエータと、
この回転式アクチュエータに搭載された電動モータの通電制御を行ってシフトレンジの切替制御を行う通常制御手段、および所定の運転条件の成立時に前記電動モータをパーキング設定側に回転させて、前記シフトレンジ切替機構の可動部材をパーキング側の移動限界に突き当てて、前記電動モータにおけるロータの基準位置の検出を行うＰ壁当て学習を実行させるＰ壁当て実行手段を備え、前記電動モータの出力トルクをデューティ比制御により調整可能なモータ制御装置と、
を具備するシフトレンジ切替装置において、
パーキング解除に要求される前記電動モータの出力トルクをＡ、
パーキング設定に要求される前記電動モータの出力トルクをＢ、
パーキング解除およびパーキング設定とは異なる他のシフトレンジへの切り替えに要求される前記電動モータの出力トルクをＣ、
パーキングレンジからＰ壁当て学習を達成するのに要求される前記電動モータの出力トルクをＤとした場合、
前記電動モータに要求される出力トルクＡ、Ｂ、ＣおよびＤは、Ａ＞Ｂ＞Ｃ＞Ｄの関係を満たし、
前記モータ制御装置は、
パーキングレンジからＰ壁当て学習を実施する際に、前記電動モータの出力トルクをＤに制御し、
パーキングレンジとは異なる他のシフトレンジからＰ壁当て学習を実施する際に、前記電動モータの出力トルクをＡまたはＢに制御することを特徴とするシフトレンジ切替装置。
【請求項２】
請求項１に記載のシフトレンジ切替装置において、
前記モータ制御装置は、イグニッションスイッチがオフされて電源をオフする際のシフトレンジを記憶する記憶手段を備え、
この記憶手段が記憶するシフトレンジがパーキングレンジから前記イグニッションスイッチがオンされた場合は、前記電動モータの出力トルクをＤに制御してＰ壁当て学習を実施し、
前記記憶手段が記憶するシフトレンジがパーキングレンジとは異なる他のシフトレンジから前記イグニッションスイッチがオンされる場合は、前記電動モータの出力トルクをＡまたはＢに制御してＰ壁当て学習を実施することを特徴とするシフトレンジ切替装置。
【請求項３】
請求項２に記載のシフトレンジ切替装置において、
前記記憶手段がシフトレンジを記憶していない状態からＰ壁当て学習を実施する場合は、パーキングレンジとは異なる他のシフトレンジからＰ壁当て学習を実施する場合に相当し、前記電動モータの出力トルクをＡまたはＢに制御してＰ壁当て学習を実施することを特徴とするシフトレンジ切替装置。
【請求項４】
請求項３に記載のシフトレンジ切替装置において、
前記車両には、前記回転式アクチュエータを外した場合に、前記記憶手段のシフトレンジ設定記憶を喪失させる指示を与える警告指示手段が設けられていることを特徴とするシフトレンジ切替装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、シフトレンジ切替機構およびパーキング切替機構の切替駆動を行う回転式アクチュエータの制御技術に関する。
【背景技術】
【０００２】
車両用の自動変速機は、シフトレンジ切替機構およびパーキング切替機構を搭載しており、従来では運転者が手動にて切り替えを実施していたが、近年、シフトレンジ切替機構およびパーキング切替機構を、電動モータを搭載した回転式アクチュエータによって切り替えるシフトレンジ切替装置（シフト・バイ・ワイヤ：ＳＢＷ）が市場に広がりつつある。
【０００３】
車両は広い使用範囲を前提として開発されており、傾斜地（坂路）での駐車を考慮して設計されている。
傾斜地での駐車時では、重力によって車両が移動しようとする力が、車軸を介してパーキング切替機構の噛合部（パーキングギヤとパークポールの噛合部）、さらにパークポールとパークロッドの間に加わり、この力は傾斜角度に比例して大きくなる。このため、パーキング切替機構の噛合を解除するパーキング解除時（Ｐ→ｎｏｔＰ）には、傾斜地においての駐車状態であってもパーキング切替機構の噛合を円滑に解除できるように回転式アクチュエータ（ＳＢＷアクチュエータ）が大きな出力トルクを発生するように設けられている。
このように、回転式アクチュエータは、傾斜地のパーキング解除時に要求される大きなトルクＡを発生するように設けられている。
【０００４】
ここで、イグニッションスイッチ（以下、ＩＧと称す）がＯＮされた場合に、電動モータを通電して、シフトレンジ切替機構の可動部材をパーキング側の移動限界に突き当てて、電動モータにおけるロータの基準位置の検出を行う「Ｐ壁当て学習」を行う技術が知られている。
しかし、電動モータが最大トルク（傾斜地のパーキング解除時に要求される大きなトルクＡ）で「Ｐ壁当て学習」を実施すると、可動部材が固定部材（回転式アクチュエータおよび自動変速機）に突き当たる機械的負荷が発生し、可動部材および固定部材に機械的なダメージが与えられる可能性がある。
【０００５】
そこで、「Ｐ壁当て学習」を実行する際は、デューティ比制御によって電動モータの出力トルクを小さくすることが提案されている（例えば、特許文献１〜４参照）。
【０００６】
一方、通常のシフトレンジ切替装置は、ＩＧがＯＦＦされると、自動変速機のシフトレンジをＰ（パーキング）レンジに設定してから、モータ制御装置（ＳＢＷ・ＥＣＵ）の電源をＯＦＦする「オートＰ機能」を搭載する。このため、ＩＧがＯＮ操作された時は、自動変速機のシフトレンジはＰレンジにある。
しかし、頻度は極めて少ないが、Ｐレンジとは異なる他のシフトレンジ（以下、≠Ｐレンジと称す）からＩＧがＯＮ操作される場合がある。その具体例を理解補助のために説明する。車両組付け時は搬送のためにＮ（ニュートラル）レンジに設定されており、その状態からＩＧをＯＮする場合がある。車両牽引のために故意にＮレンジでモータ制御装置の電源をＯＦＦする操作を行い、その後その状態からＩＧをＯＮする場合がある。故障により≠Ｐレンジにてモータ制御装置の電源をＯＦＦし、その状態からＩＧをＯＮする場合がある。
【０００７】
ここで、「Ｐ壁当て学習」は、電動モータをパーキング側に回転させて、シフトレンジ切替機構の可動部材をパーキング側の移動限界に突き当てるものであるが、「頻度が極めて少ない≠ＰレンジからＩＧがＯＮ操作される場合」を考慮して、「Ｐ壁当て学習」を実施する際の出力トルクが決定されていた。
即ち、「Ｐ壁当て学習」を行う際に、電動モータの出力を下げるべくデューティ比制御を行うが、従来技術のデューティ比制御は、≠ＰレンジからＰレンジへの設定（パーキング設定）に要求される出力トルクＢを電動モータが発生するように設定されていた。
【０００８】
上記従来の技術をまとめると、
「Ｐ壁当て学習」時は、デューティ比制御を行って、電動モータのトルクを、パーキング設定に要求される出力トルクＢに設定し、
「他の制御（「Ｐ壁当て学習」とは異なる制御）」時は、デューティ比制御を行わずに、電動モータのトルクを、傾斜地のパーキング解除時に要求される大きなトルクＡに設定していた。
【０００９】
ここで、パーキング解除およびパーキング設定とは異なる他のシフトレンジの切り替え（即ち、≠Ｐレンジ→≠Ｐレンジ）に要求される電動モータの出力トルクＣは、上述した出力トルクＡ、Ｂより小さいものである。
また、Ｐレンジから「Ｐ壁当て学習」を達成するのに要求される電動モータの出力トルクＤは、上述した出力トルクＣより小さいものである。
即ち、電動モータに要求されるトルクは、切替状態に応じてＡ＞Ｂ＞Ｃ＞Ｄの関係になっている。
【００１０】
このように、Ｐレンジから「Ｐ壁当て学習」を行う場合に電動モータに要求される出力トルクはＤであるが、頻度が極めて少ない≠Ｐレンジから「Ｐ壁当て学習」を行う場合を考慮して、従来の技術では「Ｐ壁当て学習」を行う際の電動モータの出力トルクを、デューティ比制御によりＢに設定していた。
このため、頻度が極めて多いＰレンジから「Ｐ壁当て学習」を行う場合において、電動モータが過剰なトルクを発生することになり、可動部材および固定部材（回転式アクチュエータおよび自動変速機）に大きな機械的なダメージを与え、耐久性を低下させる懸念があった。
【特許文献１】特開２００４−３０８７５２号公報
【特許文献２】特開２００１−２７１９１７号公報
【特許文献３】特開２００６−１９１７０９号公報
【特許文献４】特開２００７−１７０５４５号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１１】
本発明は、上記問題点に鑑みてなされたものであり、その目的は、電動モータにおける無駄な過剰出力を抑え、機械的なダメージの発生、電力消費を抑えることのできるシフトレンジ切替装置の提供にある。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
［請求項１の手段］
請求項１の手段を採用するシフトレンジ切替装置のモータ制御装置は、パーキング解除に要求される電動モータの出力トルクをＡ、パーキング設定に要求される電動モータの出力トルクをＢ、パーキング解除およびパーキング設定とは異なる他のシフトレンジへの切り替え（即ち、≠Ｐレンジ→≠Ｐレンジ）に要求される電動モータの出力トルクをＣ、Ｐレンジから「Ｐ壁当て学習」を達成するのに要求される電動モータの出力トルクをＤとした場合（Ａ、Ｂ、ＣおよびＤは、Ａ＞Ｂ＞Ｃ＞Ｄの関係を満たす）、
頻度が極めて多いＰレンジから「Ｐ壁当て学習」を実施する際に、電動モータの出力トルクをＤに制御し、頻度が極めて少ない≠Ｐレンジから「Ｐ壁当て学習」を実施する際に、電動モータの出力トルクをＡまたはＢに制御する。
このため、頻度が極めて多いＰレンジから「Ｐ壁当て学習」を行う場合に、電動モータが過剰な出力を発生する不具合が抑えられ、可動部材および固定部材（回転式アクチュエータおよび自動変速機）に機械的なダメージが与えられる不具合を回避できる。また、頻度が極めて多いＰレンジから「Ｐ壁当て学習」を行う場合に電動モータの出力トルクが抑えられるため、電動モータの消費電力を抑えることができる。
【００１３】
［請求項２の手段］
請求項２の手段を採用するシフトレンジ切替装置のモータ制御装置は、ＩＧがＯＦＦされて電源をＯＦＦする際のシフトレンジを記憶する記憶手段を備え、この記憶手段が記憶するシフトレンジがパーキングレンジからＩＧがＯＮされた場合は、電動モータの出力トルクをＤにて「Ｐ壁当て学習」を実施し、記憶手段が記憶するシフトレンジが≠ＰレンジからＩＧがＯＮされる場合は、電動モータの出力トルクをＡまたはＢにて「Ｐ壁当て学習」を実施するものである。
【００１４】
［請求項３の手段］
請求項３の手段を採用するシフトレンジ切替装置の記憶手段がシフトレンジを記憶していない状態（バッテリクリア）から「Ｐ壁当て学習」を実施する場合は、≠Ｐレンジから「Ｐ壁当て学習」を実施する場合に相当し、電動モータの出力トルクをＡまたはＢにて「Ｐ壁当て学習」を実施するものである。
記憶手段がシフトレンジを記憶していない場合（バッテリクリア）は、シフトレンジが≠Ｐレンジである可能性がある。このため、シフトレンジが≠Ｐレンジである場合を考慮して、電動モータの出力トルクをＡまたはＢに制御し、「≠ＰレンジからＰレンジ」への切り替えが可能なトルクにて「Ｐ壁当て学習」を実施するものである。
【００１５】
［請求項４の手段］
請求項４の手段は、記憶手段のシフトレンジ設定記憶を喪失（バッテリクリア）させる指示を与える警告指示手段が設けられている。
メンテナンス等により回転式アクチュエータを外し、再搭載した場合、記憶手段の記憶するシフトレンジと、実際のシフトレンジとが異なり、シフトレンジが≠Ｐレンジの可能性がある。そこで、実際のシフトレンジが≠Ｐレンジである場合を考慮して、記憶手段の記憶を喪失（バッテリクリア）させる。これにより、「Ｐ壁当て学習」時には、電動モータの出力トルクがＡまたはＢに制御されて、「≠ＰレンジからＰレンジ」への切り替えが可能なトルクにて「Ｐ壁当て学習」が実施される。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１６】
最良の形態のシフトレンジ切替装置は、自動変速機におけるシフトレンジの切り替えを行うシフトレンジ切替機構と、シフトレンジのパーキング設定時に車両の駆動軸の回転を規制し、シフトレンジのパーキング解除時に駆動軸の回転規制を解除するパーキング切替機構と、シフトレンジ切替機構およびパーキング切替機構の駆動を行う電動の回転式アクチュエータと、この回転式アクチュエータの電動モータの出力トルクをデューティ比制御により調整可能なモータ制御装置とを具備する。
モータ制御装置は、電動モータの通電制御を行ってシフトレンジの切替制御を行う通常制御手段の他に、所定の運転条件の成立時（ＩＧのＯＮ毎など）に電動モータをパーキング設定側に回転させて、シフトレンジ切替機構の可動部材をパーキング側の移動限界に突き当てて、電動モータにおけるロータの基準位置の検出を行う「Ｐ壁当て学習」を実行させるＰ壁当て実行手段を備える。
【００１７】
モータ制御装置は、
パーキング解除に要求される電動モータの出力トルクをＡ、
パーキング設定に要求される電動モータの出力トルクをＢ、
パーキング解除およびパーキング設定とは異なる他のシフトレンジへの切り替え（即ち、≠Ｐレンジ→≠Ｐレンジ）に要求される電動モータの出力トルクをＣ、
Ｐレンジから「Ｐ壁当て学習」を達成するのに要求される電動モータの出力トルクをＤとした場合、
前記電動モータに要求される出力トルクＡ、Ｂ、ＣおよびＤは、Ａ＞Ｂ＞Ｃ＞Ｄの関係を満たし、
Ｐレンジから「Ｐ壁当て学習」を実施する際（頻度が極めて多い）、電動モータの出力トルクをＤに制御し、≠Ｐレンジから「Ｐ壁当て学習」を実施する際（頻度が極めて少ない）、電動モータの出力トルクをＡまたはＢに制御する。
【実施例１】
【００１８】
実施例１のシフトレンジ切替装置を、図１〜図５を参照して説明する。
（シフトレンジ切替装置の説明）
シフトレンジ切替装置は、図２に示すように、車両用自動変速機２に搭載されたシフトレンジ切替機構３およびパーキング切替機構４を、回転式アクチュエータ１によって切り替えるものである。
【００１９】
回転式アクチュエータ１は、シフトレンジ切替機構３を駆動するサーボ機構であり、図３に示すように、同期型の電動モータ５と、この電動モータ５の回転出力を減速して出力する減速機６とを備える。電動モータ５は、図４に示すように、ＳＢＷ・ＥＣＵ（モータ制御装置）７によって回転が制御される。
即ち、シフトレンジ切替装置は、ＳＢＷ・ＥＣＵ７によって電動モータ５の回転方向、回転数（回転する数）および回転角を制御することで、減速機６を介して駆動されるシフトレンジ切替機構３およびパーキング切替機構４を切替制御するものである。
【００２０】
次に、シフトレンジ切替装置の具体的な構成例を説明する。なお、以下では、図３の右側をフロント（あるいは前）、左側をリヤ（あるいは後）として回転式アクチュエータ１を説明するが、実際の搭載方向に関わるものではない。
（電動モータ５の説明）
この実施例１の電動モータ５は、永久磁石を用いないブラシレスのＳＲモータ（スイッチド・リラクタンス・モータ）であり、回転自在に支持されるロータ１１と、このロータ１１の回転中心と同軸上に配置されたステータ１２とで構成される。
【００２１】
ロータ１１は、ロータ軸１３とロータコア１４で構成されるものであり、ロータ軸１３は前端と後端に配置された転がり軸受（フロント転がり軸受１５、リヤ転がり軸受１６）によって回転自在に支持される。
フロント転がり軸受１５は、減速機６の出力軸１７の内周に嵌合固定されたものであり、減速機６の出力軸１７はフロントハウジング１８の内周に配置されたメタルベアリング１９によって回転自在に支持されている。つまり、ロータ軸１３の前端は、フロントハウジング１８に設けられたメタルベアリング１９→出力軸１７→フロント転がり軸受１５を介して回転自在に支持される。
【００２２】
メタルベアリング１９の軸方向の支持区間は、フロント転がり軸受１５の軸方向の支持区間にオーバーラップするように設けられている。このように設けることによって、減速機６の反力（具体的には、後述するサンギヤ２６とリングギヤ２７の噛合にかかる負荷の反力）に起因するロータ軸１３の傾斜を回避することができる。
リヤ転がり軸受１６は、ロータ軸１３の後端外周に圧入固定され、リヤハウジング２０（ステータハウジング）によって支持される。
【００２３】
ステータ１２は、ハウジング（フロントハウジング１８＋リヤハウジング２０）内に固定されたステータコア２１および通電により磁力を発生する複数相の励磁コイル２２から構成される。
ステータコア２１は、薄板を多数積層して形成されたものであり、リヤハウジング２０に固定されている。具体的に、ステータコア２１には、内側のロータコア１４に向けて所定角度毎（例えば、３０度毎）に突設されたステータティース（内向突極）が設けられており、各ステータティースのそれぞれには各ステータティース毎に磁力を発生させるための励磁コイル２２が設けられている。そして、各励磁コイル２２は、ＳＢＷ・ＥＣＵ７により通電制御される。
【００２４】
ロータコア１４は、薄板を多数積層して形成されたものであり、ロータ軸１３に圧入固定されている。このロータコア１４には、外周のステータコア２１に向けて所定角度毎（例えば、４５度毎）に突設されたロータティース（外向突極）が設けられている。
そして、ＳＢＷ・ＥＣＵ７により各励磁コイル２２の通電位置および通電方向を順次切り替えることで、ロータティースを磁気吸引するステータティースを順次切り替えて、ロータ１１を一方または他方へ回転させる構成になっている。
【００２５】
（減速機６の説明）
減速機６を図３、図５を参照して説明する。
この実施例１に示す減速機６は、遊星歯車減速機の１種である内接噛合遊星歯車減速機（サイクロイド減速機）であり、ロータ軸１３に設けられた偏心部２５を介してロータ軸１３に対して偏心回転可能な状態で取り付けられたサンギヤ２６（インナーギヤ：外歯歯車）と、このサンギヤ２６が内接噛合するリングギヤ２７（アウターギヤ：内歯歯車）と、サンギヤ２６の自転成分のみを出力軸１７に伝達する伝達手段２８とを備える。
【００２６】
偏心部２５は、ロータ軸１３の回転中心に対して偏心回転してサンギヤ２６を揺動回転させる軸であり、偏心部２５の外周に配置されたサンギヤ軸受３１を介してサンギヤ２６を回転自在に支持するものである。
サンギヤ２６は、上述したように、サンギヤ軸受３１を介してロータ軸１３の偏心部２５に対して回転自在に支持されるものであり、偏心部２５の回転によってリングギヤ２７に押しつけられた状態で回転するように構成されている。
リングギヤ２７は、フロントハウジング１８に固定されるものである。
【００２７】
伝達手段２８は、出力軸１７と一体に回転するフランジ３３の同一円周上に形成された複数の内ピン穴３４と、サンギヤ２６に形成され、内ピン穴３４にそれぞれ遊嵌する複数の内ピン３５とによって構成される。
複数の内ピン３５は、サンギヤ２６のフロント面に突出する形で設けられている。
複数の内ピン穴３４は、出力軸１７の後端に設けられたフランジ３３に設けられており、内ピン３５と内ピン穴３４の嵌まり合いによって、サンギヤ２６の自転運動が出力軸１７に伝えられるように構成されている。
このように設けられることにより、ロータ軸１３が回転してサンギヤ２６が偏心回転することによって、サンギヤ２６がロータ軸１３に対して減速回転し、その減速回転が出力軸１７に伝えられる。なお、出力軸１７は、シフトレンジ切替機構３およびパーキング切替機構４を駆動操作するコントロールロッド４５（後述する）に連結される。
なお、この実施例１とは異なり、複数の内ピン穴３４をサンギヤ２６に形成し、複数の内ピン３５をフランジ３３に設けて構成しても良い。
【００２８】
（シフトレンジ切替機構３およびパーキング切替機構４の説明）
シフトレンジ切替機構３およびパーキング切替機構４は、回転式アクチュエータ１の出力軸（具体的には、上述した減速機６の出力軸１７）によって切り替え駆動されるものである。
シフトレンジ切替機構３は、油圧バルブボディ４１に設けられたマニュアルスプール弁４２をシフトレンジに応じた適切な位置にスライド変位させ、自動変速機２の図示しない油圧クラッチへの油圧供給路を切り替えて、油圧クラッチの係合状態をコントロールするものである。
【００２９】
パーキング切替機構４は、車両の駆動軸（ドライブシャフト等）と連動して回転するパーキングギヤ４３に、固定部材（自動変速機２のハウジング等）に回動可能に支持されるパークポール４４の噛合および噛合解除を実行させて、パーキングギヤ４３のロック（パーキング状態）とアンロック（パーキング解除状態）の切り替えを実行するものである。具体的に、パーキングギヤ４３の凹部４３ａとパークポール４４の凸部４４ａの係脱によってパーキング切替機構４のロックとアンロックの切り替えが行われるものであり、パーキングギヤ４３の回転を規制することで、ドライブシャフトやディファレンシャルギヤ等を介して車両の駆動輪がロックされて、車両のパーキング状態が達成される。
【００３０】
回転式アクチュエータ１によって駆動されるコントロールロッド４５には、略扇形状を呈したディテントプレート４６が取り付けられ、コントロールロッド４５とディテントプレート４６が一体に回転するように設けられている。
ディテントプレート４６は、半径方向の先端（略扇形状の円弧部）に複数の凹部４６ａが設けられており、油圧バルブボディ４１（または自動変速機２の内部）に固定されたディテントスプリング４７の先端の係合部４７ａが凹部４６ａに嵌まり合うことで、切り替えられたシフトレンジが保持されるようになっている。なお、この実施例では板バネを用いたディテント機構を示すが、コイルスプリングなどを用いた他のディテント機構であっても良い。
【００３１】
ディテントプレート４６には、マニュアルスプール弁４２を駆動するためのピン４８が取り付けられている。
ピン４８は、マニュアルスプール弁４２の端部に設けられた溝４９に噛合しており、ディテントプレート４６がコントロールロッド４５によって回動操作されると、ピン４８が円弧駆動されて、ピン４８に噛合するマニュアルスプール弁４２が油圧バルブボディ４１の内部で直線運動を行う。
【００３２】
コントロールロッド４５を図２中矢印Ａ方向から見て時計回り方向に回転させると、ディテントプレート４６を介してピン４８がマニュアルスプール弁４２を油圧バルブボディ４１の内部に押し込み、油圧バルブボディ４１内の油路がＤ→Ｎ→Ｒ→Ｐの順に切り替えられる。つまり、自動変速機２のシフトレンジがＤ→Ｎ→Ｒ→Ｐの順に切り替えられる。  逆方向にコントロールロッド４５を回転させると、ピン４８がマニュアルスプール弁４２を油圧バルブボディ４１から引き出し、油圧バルブボディ４１内の油路がＰ→Ｒ→Ｎ→Ｄの順に切り替えられる。つまり、自動変速機２のシフトレンジがＰ→Ｒ→Ｎ→Ｄの順に切り替えられる。
【００３３】
ディテントプレート４６には、パークポール４４を駆動するためのパークロッド５１が取り付けられている。このパークロッド５１の先端には円錐部５２が設けられている。
この円錐部５２は、自動変速機２のハウジングの突出部５３とパークポール４４の間に介在されるものであり、コントロールロッド４５を図２中矢印Ａ方向から見て時計回り方向に回転させると（具体的には、Ｒ→Ｐレンジ）、ディテントプレート４６を介してパークロッド５１が図２中矢印Ｂ方向へ変位して円錐部５２がパークポール４４を押し上げる。すると、パークポール４４が軸４４ｂを中心に図２中矢印Ｃ方向に回転し、パークポール４４の凸部４４ａがパーキングギヤ４３の凹部４３ａに噛合し、パーキング切替機構４によるロック状態（パーキング状態）が達成される。
【００３４】
逆方向へコントロールロッド４５を回転させると（具体的には、Ｐ→Ｒレンジ）、パークロッド５１が図２中矢印Ｂ方向とは反対方向に引き戻され、パークポール４４を押し上げる力が無くなる。パークポール４４は、図示しないねじりコイルバネにより、図２中矢印Ｃ方向とは反対方向に常に付勢されているため、パークポール４４の凸部４４ａがパーキングギヤ４３の凹部４３ａから外れ、パーキングギヤ４３がフリーになり、パーキング切替機構４のアンロック状態（パーキング解除状態）が達成される。
【００３５】
（エンコーダ６０の説明）
上述した回転式アクチュエータ１には、図３に示すように、ハウジング（フロントハウジング１８＋リヤハウジング２０）の内部に、ロータ１１の回転角度を検出するエンコーダ６０が搭載されている。このエンコーダ６０によってロータ１１の回転角度を検出することにより、電動モータ５を脱調させることなく高速運転することができる。
エンコーダ６０は、インクリメンタル型であり、ロータ１１と一体に回転する磁石６１と、リヤハウジング２０内において磁石６１と対向配置されて磁石６１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ＩＣ６２（例えば、磁石６１の多極着磁の磁束を検出する回転角度検出用ホールＩＣ、および励磁コイル２２の各相の通電が一巡する毎に発生する磁束を検出するインデックス信号用ホールＩＣ等）とで構成され、ホールＩＣ６２はリヤハウジング２０内に固定される基板６３によって支持される。
【００３６】
（ＳＢＷ・ＥＣＵ７の説明）
ＳＢＷ・ＥＣＵ７を図４を参照して説明する。
電動モータ５の通電制御を行うＳＢＷ・ＥＣＵ７は、制御処理、演算処理を行うＣＰＵ、各種プログラムおよびデータを保存する記憶手段７０、入力回路、出力回路、電源回路等で構成された周知構造のマイクロコンピュータを搭載し、演算結果に基づいて各励磁コイル２２の通電制御を行うコイル駆動回路７１に制御信号を与えるものである。なお、ＳＢＷ・ＥＣＵ７は、コイル駆動回路７１に与える制御信号をデューティ比制御して、電動モータ５の発生トルクを制御可能に設けられている。
【００３７】
ここで、図４中における符号７２はＩＧ（イグニッションスイッチ）、符号７３は車載バッテリ、符号７４はシフトレンジ切替装置の状態（シフトレンジの切替状態）などを乗員に表示する表示装置類、符号７５は車速センサ、符号７６は乗員が設定したシフトレンジ位置の検出センサ、ブレーキスイッチ等、車両状態を検出する他のセンサ類を示す。
ＳＢＷ・ＥＣＵ７に設けられる記憶手段７０は、ＲＯＭ、ＲＡＭの他に、ＳＢＷ・ＥＣＵ７の電源ＯＦＦ後も電力供給されて弱い電流を消費してデータを保持する記憶素子（ＳＲＡＭ等）を搭載するものであり、バッテリ７３の端子を車両から外すことで、記憶情報（後述する最終レンジ）が消去されるものである。
【００３８】
ＳＢＷ・ＥＣＵ７には、エンコーダ６０の出力からロータ１１の回転速度、回転数、回転角度を把握する『ロータ読取手段』、乗員によって操作されるシフトレンジ操作手段（図示しない）とＳＢＷ・ＥＣＵ７が認識するシフトレンジ位置とが一致するように電動モータ５を制御する『通常制御手段』、ＩＧ７２がＯＦＦされると、自動変速機２のシフトレンジをＰレンジに設定してから、ＳＢＷ・ＥＣＵ７の電源をＯＦＦする『オートＰ機能』、ＩＧ７２がＯＦＦされた後、ＳＢＷ・ＥＣＵ７の電源をＯＦＦする際のシフトレンジ（最終レンジ）を記憶手段７０に記憶させる『最終レンジ記憶手段』、所定の運転条件の成立時に電動モータ５をパーキング設定側に回転させて、シフトレンジ切替機構３の可動部材をパーキング側の移動限界に突き当てて、ロータ１１の基準位置の検出を行う「Ｐ壁当て学習」を実行させる『Ｐ壁当て実行手段』など、種々の制御プログラムが搭載されている。
【００３９】
通常制御手段は、乗員によって操作されるシフトレンジ操作手段に基づいて、電動モータ５の回転方向、回転数（回転する数）および回転角の決定を行い、その決定に基づいて複数相よりなる各励磁コイル２２を通電制御して、電動モータ５の回転方向、回転数および回転角の制御を行う「通常制御」の制御プログラムである。具体的にＳＢＷ・ＥＣＵ７は、電動モータ５を回転させる際、エンコーダ６０によって検出されるロータ１１の回転角度等に基づいて複数相の励磁コイル２２の通電状態を切り替える同期運転を実施して、電動モータ５の回転方向、回転数および回転角の制御を行い、減速機６を介してシフトレンジ切替機構３およびパーキング切替機構４の切替制御を実施する。
【００４０】
Ｐ壁当て実行手段は、所定の運転条件の成立時（この実施例では、ＩＧ７２のＯＮ毎）に、「Ｐ壁当て学習」を実施させる制御プログラムであり、「Ｐ壁当て学習」を所定時間実施したら、あるいはエンコーダ６０から読み込まれるロータ１１の回転角度の変化が所定時間停止したら、あるいはロータ読取手段によってロータ１１の「基準位置」を認識したら、「Ｐ壁当て学習」を終了するように設けられている。
【００４１】
（実施例１の背景技術）
車両は広い使用範囲を前提として開発されており、傾斜地（坂路）での駐車を考慮して設計されている。
傾斜地での駐車時では、重力によって車両が移動しようとする力が、車軸を介してパーキング切替機構４におけるパーキングギヤ４３とパークポール４４の噛合部、さらにパークポール４４とパークロッド５１の間に加わるため、パーキング解除時（Ｐ→ｎｏｔＰ）には、傾斜地においての駐車状態であってもパークロッド５１を引き抜き、パーキングギヤ４３とパークポール４４の噛合を円滑に解除できる力を回転式アクチュエータ１が発生するように、電動モータ５が設けられている。
即ち、パーキング解除（Ｐ→ｎｏｔＰ）に要求される電動モータの出力トルクＡは、傾斜地での駐車時を考慮して大きく設けられていた。
【００４２】
しかし、回転式アクチュエータ１が常に最大トルクで作動する状態で「Ｐ壁当て学習」が実施されると、ＳＢＷ・ＥＣＵ７がロータ１１をＰレンジ側の回転限界まで回転させ、ディテントスプリング４７の係合部４７ａと、ディテントプレート４６の規制壁（物理的に剛体の壁が存在するわけではなく、ディテントプレート４６の凹部４６ａにディテントスプリング４７の係合部４７ａが嵌まり、それ以上回転しないことから仮想の規制壁があると捉えて規制壁と称する）が突き当たり、大きな衝突負荷が発生する。また、電動モータ５の回転がロックすることで、電動モータ５から駆動対象物（シフトレンジ切替機構３およびパーキング切替機構４）に至る回転伝達系に過大な出力トルク（過負荷）が加わってしまう。
【００４３】
そこで、従来の技術では、「Ｐ壁当て学習」時に、デューティ比制御によって励磁コイル２２を給電して、電動モータ５の出力トルクを小さくし、「Ｐ壁当て学習」時における機械的な負荷の低減を図っていた。
ここで、「Ｐ壁当て学習」は、（ｉ）ＰレンジからＩＧ７２がＯＮされて「Ｐ壁当て学習」が実施される場合と、（ｉｉ）≠ＰレンジからＩＧ７２がＯＮされて「Ｐ壁当て学習」が実施される場合とがある。
【００４４】
上記（ｉ）の頻度は極めて多い。
具体的に、「オートＰ機能」によりＰレンジでＩＧ７２がＯＦＦされる構造であるため、ＩＧ７２をＯＮする際、通常は自動変速機２のシフトレンジはＰレンジにある。このため、「Ｐ壁当て学習」を行う際の殆どは、Ｐレンジから「Ｐ壁当て学習」である。
【００４５】
一方、上記（ｉｉ）の頻度は極めて少ない。
≠ＰレンジからＩＧ７２がＯＮ操作される場合を列挙する。車両組付け時は搬送のためにＮレンジに設定されており、その状態からＩＧ７２をＯＮする場合、車両牽引のために故意にＮレンジでＳＢＷ・ＥＣＵ７の電源をＯＦＦする操作を行い、その後その状態からＩＧ７２をＯＮする場合、故障により≠ＰレンジにてＳＢＷ・ＥＣＵ７の電源をＯＦＦし、その状態からＩＧ７２をＯＮする場合等である。
【００４６】
このため、従来技術の「Ｐ壁当て学習」は、「頻度が極めて少ない≠ＰレンジからＩＧ７２がＯＮ操作される場合」を考慮して、「Ｐ壁当て学習」時における電動モータ５の出力トルクが決定されていた。
即ち、「Ｐ壁当て学習」を行う際に、電動モータ５の出力を下げるべくデューティ比制御を行うが、従来技術のデューティ比は、≠ＰレンジからＰレンジへの設定（パーキング設定）に要求される出力トルクＢを電動モータ５が発生するように設定されていた。
【００４７】
上記従来の技術をまとめると、電動モータ５の発生トルクは、各切替制御において次の表１に示すように設定されていた。
［表１］
（切替状態）：（出力トルク）
Ｐ抜き  ：      Ａ
Ｐ入れ  ：      Ａ
≠Ｐ→≠Ｐ    ：      Ａ
Ｐ壁当  ：      Ｂ
なお、「Ｐ抜き」は「パーキング解除（Ｐ→ｎｏｔＰ）」、「Ｐ入れ」は「パーキング設定（ｎｏｔＰ→Ｐ）」、「≠Ｐ→≠Ｐ」は「パーキング解除およびパーキング設定とは異なる他のシフトレンジへの切り替え」、「Ｐ壁当」は「壁当て学習」を示す。
【００４８】
ここで、パーキング解除およびパーキング設定とは異なる他のシフトレンジの切り替え（≠Ｐレンジ→≠Ｐレンジ）に要求される電動モータ５の出力トルクＣは、上述した出力トルクＡ、Ｂより小さい。
また、Ｐレンジから「Ｐ壁当て学習」を達成するのに要求される電動モータ５の出力トルクＤは、上述した出力トルクＣより小さい。
即ち、電動モータ５に要求される出力トルクは、切替状態に応じてＡ＞Ｂ＞Ｃ＞Ｄの関係になっている。
【００４９】
このように、Ｐレンジから「Ｐ壁当て学習」を行う場合に電動モータ５に要求される出力トルクはＤであるが、頻度が極めて少ない≠Ｐレンジから「Ｐ壁当て学習」を行う場合を考慮して、従来の技術では「Ｐ壁当て学習」を行う際の電動モータ５の出力トルクを、デューティ比制御によりＢに設定していた。
このため、頻度が極めて多いＰレンジから「Ｐ壁当て学習」を行う場合において、電動モータ５が過剰なトルクを発生することになり、可動部材および固定部材（回転式アクチュエータ１および自動変速機２）に大きな機械的なダメージを与え、耐久性を低下させる懸念があった。
【００５０】
（実施例１の特徴１）
上記の不具合を解決するために、この実施例１のシフトレンジ切替装置は、次の手段を採用している。
上述したように、この実施例では、
パーキング解除（Ｐ→ｎｏｔＰ）に要求される電動モータ５の出力トルクをＡ、
パーキング設定（ｎｏｔＰ→Ｐ）に要求される電動モータ５の出力トルクをＢ、
パーキング解除およびパーキング設定とは異なる他のシフトレンジへの切り替え（≠Ｐ→≠Ｐ）に要求される電動モータ５の出力トルクをＣ、
Ｐレンジから「Ｐ壁当て学習」を達成するのに要求される電動モータ５の出力トルクをＤとしており、出力トルクは大きい側から小さい側にＡ＞Ｂ＞Ｃ＞Ｄの関係である。
【００５１】
出力トルクＡは、デューティ比制御を行うことなく励磁コイル２２を通電することで達成されるように、電動モータ５が設計されている。
出力トルクＢ〜Ｄは、ＳＢＷ・ＥＣＵ７が励磁コイル２２をデューティ比制御することで達成される。
【００５２】
理解補助のために、各トルクの一例（実際の数値とは多少異なる）を示すと、
パーキング解除（Ｐ→ｎｏｔＰ）に要求される電動モータ５の出力トルクＡは２０Ｎｍ、
パーキング設定（ｎｏｔＰ→Ｐ）に要求される電動モータ５の出力トルクＢは１０Ｎｍ、
パーキング解除およびパーキング設定とは異なる他のシフトレンジへの切り替え（≠Ｐ→≠Ｐ）に要求される電動モータ５の出力トルクＣは５Ｎｍ、
Ｐレンジから「Ｐ壁当て学習」を達成するのに要求される電動モータ５の出力トルクＤは２Ｎｍである。
【００５３】
ここで、ＳＢＷ・ＥＣＵ７には、上述したように、ＩＧ７２がＯＦＦされた後、ＳＢＷ・ＥＣＵ７の電源をＯＦＦする際のシフトレンジ（最終レンジ）を記憶手段７０に記憶させる『最終レンジ記憶手段』が設けられている。
そして、この実施例１のＳＢＷ・ＥＣＵ７は、ＩＧ７２がＯＮされた時に記憶手段７０が記憶する最終レンジが「Ｐレンジの場合」と「≠Ｐレンジの場合」とで、電動モータ５の出力トルクを変更するように設けられている。
具体的に、ＳＢＷ・ＥＣＵ７は、（ａ）Ｐレンジから「Ｐ壁当て学習」を実施する際に電動モータ５の出力トルクをＤに制御し、（ｂ）≠Ｐレンジから「Ｐ壁当て学習」を実施する際に電動モータ５の出力トルクをＡまたはＢに制御するものである。
【００５４】
また、この実施例１のＳＢＷ・ＥＣＵ７は、ＩＧ７２がＯＮされた時に記憶手段７０に記憶する最終レンジが無い場合（バッテリ７３が一旦外されて、記憶手段７０の最終レンジの記憶が喪失した状態と同じであるため「バッテリクリア」と称す）は、現在のシフトレンジが不明であるため、「Ｐ壁当て学習」を実施する際に、どのシフトレンジからでも「Ｐ壁当て学習」が実行できるように、電動モータ５の出力トルクをＡまたはＢに制御するものである。
【００５５】
ここで、メンテナンス等により回転式アクチュエータ１を外す場合が想定される。外された回転式アクチュエータ１が車両に再搭載されると、記憶手段７０の記憶する最終レンジと、実際のシフトレンジとが異なり、実際のシフトレンジが≠Ｐレンジとなっている可能性がある。
そこで、車両には、回転式アクチュエータ１を外した場合に、記憶手段７０の記憶する最終レンジ（ＩＧ７２のＯＦＦに伴う電源ＯＦＦ時に記憶した最終レンジ）を喪失させる指示、具体的にはバッテリクリアする旨（バッテリ端子を一旦取り外す旨）の指示を与える警告指示手段８１が設けられている。この警告指示手段８１は、車両に付随のオーナーズマニュアル、整備マニュアルに記載されるものであっても良いし、運転者や回転式アクチュエータ１の整備時等に整備者の目に付き易い場所（例えば、自動変速機２、回転式アクチュエータ１、サンバイザー等）に記載されるものであっても良い。
回転式アクチュエータ１が外された際に、バッテリクリアが成されることで、ＩＧ７２がＯＮされた時に電動モータ５の出力トルクがＡまたはＢに制御される。
【００５６】
上記をまとめると、この実施例１における電動モータ５の発生トルクは、各切替制御において次の表２に示すように設定される。
［表２］
（切替状態）：（出力トルク）
Ｐ抜き  ：  Ａ
Ｐ入れ  ：  ＡまたはＢ  （好ましくはＢ）
≠Ｐ→≠Ｐ    ：  Ａ〜Ｃ      （好ましくはＣ）
Ｐ→Ｐ壁当  ：  Ｄ
≠Ｐ→Ｐ壁当  ：  ＡまたはＢ  （好ましくはＢ）
バッテリクリア→Ｐ壁当  ：  ＡまたはＢ  （好ましくはＢ）
なお、「Ｐ→Ｐ壁当」は「ＰレンジからＰ壁当て学習を実施」、「≠Ｐ→Ｐ」は「≠ＰレンジからＰ壁当て学習を実施」、「バッテリクリア→Ｐ壁当」は「記憶手段７０に最終レンジの記憶がない状態からＰ壁当て学習を実施」を示す。
【００５７】
具体的な一例を示すと、「Ｐ→Ｐ壁当」に必要な出力トルクＤを発生するデューティ比１（トルク低）を設定し、電動モータ５の発生トルクを、各切替制御において次の表３に示すように設定するものである。
［表３］
（切替状態）：（励磁コイル２２の制御状態）
Ｐ抜き  ：  デューティ比制御無し（出力トルクＡ）
Ｐ入れ  ：  デューティ比制御無し（出力トルクＡ）
≠Ｐ→≠Ｐ    ：  デューティ比制御無し（出力トルクＡ）
Ｐ→Ｐ壁当  ：  デューティ比１による制御（出力トルクＤ）
≠Ｐ→Ｐ壁当  ：  デューティ比制御無し（出力トルクＡ）
バッテリクリア→Ｐ壁当  ：  デューティ比制御無し（出力トルクＡ）
【００５８】
次に、ＩＧ７２がＯＮされた際に「Ｐ壁当て学習」を実施する場合におけるＳＢＷ・ＥＣＵ７の制御を、図１のフローチャートを参照して説明する。
ＩＧ７２がＯＮされると（スタート）、バッテリクリアの状態であるか否かの判断を行う（ステップＳ１）。
このステップＳ１の判断結果がＮＯの場合は、記憶手段７０の記憶する最終レンジがＰレンジであるか否かの判断を行う（ステップＳ２）。
【００５９】
ステップＳ２の判断結果がＹＥＳの場合は、デューティ比１により励磁コイル２２を通電制御することで電動モータ５の出力トルクをＤに制御して「Ｐ壁当て学習」を実施し（ステップＳ３）、このルーチンを終了する（エンド）。
ステップＳ１の判断結果がＹＥＳの場合、あるいはステップＳ２の判断結果がＮＯの場合は、デューティ比制御無しにより励磁コイル２２を通電制御することで電動モータ５の出力トルクをＡに制御して「Ｐ壁当て学習」を実施し（ステップＳ４）、このルーチンを終了する（エンド）。
【００６０】
この実施例１は、上記の構成を採用することにより、頻度が極めて多いＰレンジから「Ｐ壁当て学習」を行う場合に、電動モータ５が過剰な出力トルクを発生する不具合が抑えられる。このため、減速機６や、ディテントスプリング４７の係合部４７ａなどの回転伝達系の部品や、可動部材と固定部材の係合部に機械的なダメージが与えられる不具合を回避できる。即ち、頻度が極めて多いＰレンジから「Ｐ壁当て学習」を行う場合における機械的なダメージの発生を抑えることができる。
また、頻度が極めて多いＰレンジから「Ｐ壁当て学習」を行う場合における電動モータ５の消費電力を抑えることができ、シフトレンジ切替装置の省電力化を図ることができる。
さらに、頻度が極めて多いＰレンジから「Ｐ壁当て学習」を行う場合における励磁コイル２２の発熱を減らすことができる。これによって、励磁コイル２２の発熱対策を簡便化できる。
【実施例２】
【００６１】
実施例２を説明する。なお、上記の実施例１と同一符号は同一機能物を示すものである。
上記実施例１では、「Ｐ→Ｐ壁当」のみ励磁コイル２２をデューティ比制御する例を示した。
これに対し、この実施例２は、「Ｐ抜き」以外の全ての切替制御において励磁コイル２２をデューティ比制御するものである。
【００６２】
具体的に、「Ｐ→Ｐ壁当」に必要な出力トルクＤを発生するデューティ比１（トルク低）は、実施例１と同じである。さらにこの実施例２では、「Ｐ入れ」に必要な出力トルクＢを発生するデューティ比２（トルク高）を設定している。そして、電動モータ５の発生トルクを、各切替制御において次の表４に示すように設定するものである。
［表４］
（切替状態）：（励磁コイル２２の制御状態）
Ｐ抜き  ：  デューティ比制御無し（出力トルクＡ）
Ｐ入れ  ：  デューティ比２による制御（出力トルクＢ）
≠Ｐ→≠Ｐ    ：  デューティ比２による制御（出力トルクＢ）
Ｐ→Ｐ壁当  ：  デューティ比１による制御（出力トルクＤ）
≠Ｐ→Ｐ壁当  ：  デューティ比２による制御（出力トルクＢ）
バッテリクリア→Ｐ壁当  ：  デューティ比２による制御（出力トルクＢ）
【００６３】
この実施例２に示すように、「Ｐ入れ」、「≠Ｐ→≠Ｐ」、「≠Ｐ→Ｐ壁当」、「バッテリクリア→Ｐ壁当」に、電動モータ５が過剰な出力トルクを発生する不具合が抑えられる。このため、減速機６や、ディテントスプリング４７の係合部４７ａなどの回転伝達系の部品や、可動部材と固定部材の係合部に機械的なダメージが与えられる不具合を回避できる。また、電動モータ５の消費電力を抑えることができ、シフトレンジ切替装置の省電力化を図ることができる。
【００６４】
〔変形例〕
上記の実施例では、電動モータ５の一例としてＳＲモータを用いる例を示したが、シンクロナス・リラクタンス・モータなど他のリラクタンスモータや、表面磁石構造型シンクロナスモータ（ＳＰＭ）、埋込磁石構造型シンクロナスモータ（ＩＰＭ）などの永久磁石型同期モータなど、他のモータを用いても良い。
【００６５】
上記の実施例では、具体的な一例としてエンコーダ６０を用いる例を示したが、エンコーダ６０を廃止して、各励磁コイル２２の通電回数をカウントしてロータ１１の回転数および回転角度を制御するものであっても良い。
上記の実施例では、減速機６の一例として内接噛合遊星歯車減速機（サイクロイド減速機）を用いる例を示したが、ロータ軸１３によって駆動されるサンギヤ２６、このサンギヤ２６の周囲に等間隔に複数配置されたプラネタリピニオン、このプラネタリピニオンの周辺に噛み合うリングギヤ等により構成されたタイプの遊星歯車減速装置を用いても良い。
【図面の簡単な説明】
【００６６】
【図１】Ｐ壁当て学習時における電動モータのトルク制御を示すフローチャートである。
【図２】パーキング切替機構およびシフトレンジ切替機構の斜視図を用いたシフトレンジ切替装置の概略図である。
【図３】回転式アクチュエータの断面図である。
【図４】シフトレンジ切替装置のシステム構成図である。
【図５】減速機をフロント側から見た斜視図である。
【符号の説明】
【００６７】
１  回転式アクチュエータ
２  自動変速機
３  シフトレンジ切替機構
４  パーキング切替機構
５  電動モータ
７  ＳＢＷ・ＥＣＵ（モータ制御装置）
１１  ロータ
７０  記憶手段
７２  ＩＧ（イグニッションスイッチ）
８１  警告指示手段
【図１】
0004525738.tif 000002
【図２】
0004525738.tif 000003
【図３】
0004525738.tif 000004
【図４】
0004525738.tif 000005
【図５】
0004525738.tif 000006