JP2014173606A

JP2014173606A - レンジ切換装置

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Publication number: JP2014173606A
Application number: JP2013043777A
Authority: JP
Inventors: Jun Yamada; 山田　　純
Original assignee: Denso Corp
Current assignee: Denso Corp
Priority date: 2013-03-06
Filing date: 2013-03-06
Publication date: 2014-09-22
Also published as: US20140251051A1

Abstract

【課題】レンジ切換制御装置のマイコンの起動時にシフトレンジがＰレンジ（突き当て制御を実行可能なレンジ）以外のレンジの場合でも、突き当て制御を実行して基準位置を学習できるようにする。
【解決手段】マイコン４１が起動したときにシフトレンジがＰレンジ以外のレンジ（Ｒレンジ、Ｎレンジ、Ｄレンジのいずれか）の場合には、車両のブレーキがオンで且つＩＧスイッチ５２がオンであるか否かによって切換許可条件が成立しているか否かを判定する。そして、ブレーキがオンで且つＩＧスイッチ５２がオンのときに、切換許可条件が成立していると判定して、シフトレンジをＰレンジに切り換える。更に、Ｐレンジ壁突き当て制御（レンジ切換機構１１の可動範囲のＰレンジ側の限界位置であるＰレンジ壁に突き当たるまでモータ１２を回転させる突き当て制御）を実行して基準位置を学習する。
【選択図】図２

Description

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。

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に基づいてモータを目標レンジに相当する位置（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。

このようなシステムでは、制御装置の起動後に、レンジ切換機構の可動範囲の限界位置（壁）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、その限界位置を基準位置として学習し、この基準位置を基準にしてモータの回転角（回転量）を制御するようにしている。

また、特許文献１（特開２００６−１３６０３５号公報）に記載されているように、Ｐレンジ側の突き当て制御を実行すると共にＤレンジ側の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ものにおいて、Ｐレンジ側の突き当て制御を実行した後、Ｐ→Ｒ→Ｎ→Ｄの順にシフトレンジを切り換えてＤレンジ側の突き当て制御を実行するまでの間（つまり回転伝達系の遊び量を学習する前）は、レンジを切り換える際にモータの回転位置を本来の目標位置を越えてオーバーシュートさせてから逆戻りさせるオーバーシュート制御を実行することで、レンジ切り換え精度を向上させるようにしたものがある。

特開２００６−１３６０３５号公報

ところで、制御装置が起動したときに、シフトレンジが突き当て可能レンジ（突き当て制御を実行可能なレンジ）であれば、そのレンジで突き当て制御を実行して基準位置を学習することができる。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可能レンジ（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可能レンジ以外のレンジ（例えばＰレンジ以外のレンジ）になっている場合もある。このような場合、そのままのレンジでは突き当て制御を実行することができず、基準位置を学習することができないという問題がある。

上記特許文献１の技術は、両側（Ｐレンジ側とＤレンジ側）の突き当て制御のうちの片側の突き当て制御を実行して基準位置を学習した後の制御に関する技術であり、上述した問題を解決することができない。

そこで、本発明が解決しようとする課題は、制御手段の起動時にシフトレンジが突き当て可能レンジ以外のレンジの場合でも、突き当て制御を実行して基準位置を学習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。

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）を目標レンジに相当する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、この制御手段（４１）は、該制御手段（４１）の起動後にレンジ切換機構（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て基準位置を学習するレンジ切換装置において、制御手段（４１）は、該制御手段（４１）が起動したときにシフトレンジが突き当て制御を実行可能なレンジ（以下単に「突き当て可能レンジ」という）以外のレンジの場合には、所定の切換許可条件が成立しているか否かを判定し、切換許可条件が成立していると判定したときに、シフトレンジを突き当て可能レンジに切り換えて突き当て制御を実行して基準位置を学習するようにしたものである。

この構成では、制御手段が起動したときにシフトレンジが突き当て可能レンジ以外のレンジの場合でも、切換許可条件が成立していると判定されれば、シフトレンジを突き当て可能レンジに切り換えて突き当て制御を実行して基準位置を学習することができる。これにより、基準位置を基準にしてモータの回転角（回転量）を精度良く制御することができる。

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はディテントレバーの各レンジ保持凹部及びその周辺部を概略的に示す図である。図４は実施例１の基準位置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５は実施例１の基準位置学習の実行例（その１）を示すタイムチャートである。図６は実施例１の基準位置学習の実行例（その２）を示すタイムチャートである。図７は実施例２の基準位置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８は実施例２の基準位置学習の実行例を示すタイムチャートである。図９は実施例３の基準位置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。

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。

本発明の実施例１を図１乃至図６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。

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）の回転位置を検出する出力軸センサ１０（図２参照）が設けられている。このモータ１２の出力軸１２ａには、マニュアルシャフト１３が接続され、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。

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。

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。

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（図３参照）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。

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。

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。

尚、前述した出力軸センサ１０は、モータ１２の減速機構２６の出力軸１２ａの回転角度に応じた電圧を出力する回転センサ（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。また、出力軸センサ１０が無い場合においても、後述するエンコーダ４６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。

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。

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。

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。

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。

ところで、エンコーダカウント値は、マイコン４１のＲＡＭ４７に記憶されるため、レンジ切換制御装置４２の電源がオフされると、エンコーダカウント値の記憶値が消えてしまう。そのため、レンジ切換制御装置４２の電源投入直後のエンコーダカウント値は、実際のモータ１２の回転位置（通電相）に対応したものとならない。従って、エンコーダカウント値に応じて通電相を切り換えるためには、電源投入後にエンコーダカウント値と実際のモータ１２の回転位置とを対応させて、エンコーダカウント値と通電相とを対応させる必要がある。

そこで、マイコン４１は、電源投入後に初期駆動を行ってモータ１２の通電相とエンコーダカウント値との対応関係を学習する。この初期駆動では、オープンループ制御でモータ１２の通電相の切り換えを所定のタイムスケジュールで一巡させることで、いずれかの通電相でモータ１２の回転位置と該通電相とを一致させてモータ１２を回転駆動してエンコーダ４６のＡ相信号及びＢ相信号のエッジをカウントし、初期駆動終了時のエンコーダカウント値とモータ１２の回転位置と通電相との対応関係を学習する。

また、マイコン４１は、モータ１２の起動後のエンコーダカウント値に基づいてモータ１２の起動位置からの回転量（回転角）を検出できるだけであるため、電源投入後に何等かの方法で、モータ１２の絶対的な回転位置を検出しないと、モータ１２を正確に目標位置まで回転駆動することができない。

そこで、マイコン４１は、初期駆動の終了後に、モータ１２をレンジ切換機構１１の可動範囲の限界位置に突き当たるまで回転させる突き当て制御を実行して、その限界位置を基準位置として学習し、この基準位置のエンコーダカウント値を基準にしてモータ１２の回転量（回転角）を制御する。本実施例１では、Ｐレンジが突き当て制御を実行可能なレンジ（以下単に「突き当て可能レンジ」という）となっている。

従って、シフトレンジがＰレンジのときに、ディテントバネ２３の係合部２３ａがレンジ切換機構１１の可動範囲のＰレンジ側の限界位置であるＰレンジ壁（Ｐレンジ保持凹部２４の側壁）に突き当たるまでモータ１２を回転させる“Ｐレンジ壁突き当て制御”を実施して、Ｐレンジ側の限界位置を基準位置として学習することができる。

基準位置を学習した後、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、それに応じて目標回転位置（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を目標回転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）。

ところで、マイコン４１が起動したときに、シフトレンジが突き当て可能レンジ（突き当て制御を実行可能なレンジ）であれば、そのレンジで突き当て制御を実行して基準位置を学習することができる。しかし、マイコン４１が起動したときには、常にシフトレンジが突き当て可能レンジ（本実施例１ではＰレンジ）であるとは限らず、シフトレンジが突き当て可能レンジ以外のレンジ（本実施例１ではＰレンジ以外のレンジ）になっている場合もある。このような場合、そのままのレンジでは突き当て制御を実行することができず、基準位置を学習することができないという問題がある。

そこで、レンジ切換制御装置４２のマイコン４１は、マイコン４１が起動したときにシフトレンジが突き当て可能レンジ以外のレンジ（本実施例１ではＰレンジ以外のレンジ）の場合には、所定の切換許可条件が成立しているか否かを判定し、切換許可条件が成立していると判定したときに、シフトレンジを突き当て可能レンジ（本実施例１ではＰレンジ）に切り換えて突き当て制御を実行して基準位置を学習する。

具体的には、レンジ切換制御装置４２のマイコン４１により後述する図４の基準位置学習ルーチンを実行することで、マイコン４１が起動したときにシフトレンジがＰレンジ以外のレンジ（Ｒレンジ、Ｎレンジ、Ｄレンジのいずれか）の場合には、車両のブレーキがオン（ブレーキが作動した状態）で且つＩＧスイッチ５２がオンであるか否かによって切換許可条件が成立しているか否かを判定し、ブレーキがオンで且つＩＧスイッチ５２がオンのときに、切換許可条件が成立していると判定して、シフトレンジをＰレンジに切り換えてＰレンジ壁突き当て制御を実行して基準位置を学習する。

以下、レンジ切換制御装置４２のマイコン４１が実行する図４の基準位置学習ルーチンの処理内容を説明する。
図４に示す基準位置学習ルーチンは、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、基準位置学習が完了しているか否かを、基準位置学習完了フラグが基準位置学習の完了を意味する「１」にセットされているか否かによって判定する。この基準位置学習完了フラグは、マイコン４１の起動時に「０」にリセットされ、その後、基準位置学習が完了したときに「１」にセットされる。

このステップ１０１で、基準位置学習が完了していると判定された場合には、ステップ１０２以降の処理を実行することなく、本ルーチンを終了する。
一方、上記ステップ１０１で、基準位置学習が未完了であると判定された場合には、ステップ１０２に進み、現在のシフトレンジがＰレンジ以外のレンジ（Ｒレンジ、Ｎレンジ、Ｄレンジのいずれか）であるか否かを判定する。

このステップ１０２で、現在のシフトレンジがＰレンジであると判定された場合には、そのままのレンジで突き当て制御を実行可能であると判断して、ステップ１０８に進み、Ｐレンジ壁突き当て制御要求をＯＮ（オン）にする。これにより、Ｐレンジ壁突き当て制御を実行して、Ｐレンジ側の限界位置を基準位置として学習する。

一方、上記ステップ１０２で、現在のシフトレンジがＰレンジ以外のレンジであると判定された場合には、そのままのレンジでは突き当て制御を実行できないと判断して、次のステップ１０３，１０４で切換許可条件が成立しているか否かを判定する。まず、ステップ１０３で、ＩＧスイッチ５２がＯＮであるか否かを判定し、次のステップ１０４で、ブレーキがＯＮであるか否かを、例えばブレーキスイッチがＯＮであるか否かによって判定する。

上記ステップ１０３でＩＧスイッチ５２がＯＦＦ（オフ）であると判定された場合、又は、上記ステップ１０４でブレーキがＯＦＦであると判定された場合には、切換許可条件が不成立であると判断して、本ルーチンを終了する。

一方、上記ステップ１０３でＩＧスイッチ５２がＯＮであると判定され、且つ、上記ステップ１０４でブレーキがＯＮであると判定された場合には、切換許可条件が成立していると判断して、ステップ１０５に進み、ＩＧスイッチ５２がＯＦＦからＯＮに切り換わった直後であるか否か（つまりマイコン４１の起動後に今回の演算タイミングで初めてＩＧスイッチ５２がＯＮであると判定されたか否か）を判定する。

このステップ１０５で、ＩＧスイッチ５２がＯＦＦからＯＮに切り換わった直後であると判定された場合には、ブレーキがＯＮされた後にＩＧスイッチ５２がＯＮされたと判断して、ステップ１０７に進み、自動Ｐレンジ切換要求をＯＮにして、シフトレンジをＰレンジに切り換える。この後、ステップ１０８に進み、Ｐレンジ壁突き当て制御要求をＯＮにする。これにより、Ｐレンジ壁突き当て制御を実行して、Ｐレンジ側の限界位置を基準位置として学習する。

一方、上記ステップ１０５で、ＩＧスイッチ５２がＯＦＦからＯＮに切り換わった直後ではないと判定された場合には、ＩＧスイッチ５２がＯＮされた後にブレーキがＯＮされたため、既にエンジンが始動されている可能性があると判断して、ステップ１０６に進み、エンジン停止中（エンジン始動前）であるか否かを判定する。

このステップ１０６で、エンジン停止中であると判定された場合には、シフトレンジを切り換えても良いと判断して、ステップ１０７に進み、自動Ｐレンジ切換要求をＯＮにして、シフトレンジをＰレンジに切り換える。この後、ステップ１０８に進み、Ｐレンジ壁突き当て制御要求をＯＮにする。これにより、Ｐレンジ壁突き当て制御を実行して、Ｐレンジ側の限界位置を基準位置として学習する。

これに対して、上記ステップ１０６で、エンジン停止中ではない（エンジン運転中である）と判定された場合には、シフトレンジを切り換えない方が良いと判断して、本ルーチンを終了する。

以上説明した本実施例１の基準位置学習の実行例を図５及び図６のタイムチャートを用いて説明する。
図５及び図６に示すように、レンジ切換制御装置４２のマイコン４１が起動したときに、シフトレンジがＮレンジ（突き当て可能レンジ以外のレンジ）の場合には、ＩＧスイッチ５２がＯＮで且つブレーキがＯＮ（例えばブレーキスイッチがＯＮ）であるか否かによって、切換許可条件が成立しているか否かを判定する。

図５に示すように、ブレーキがＯＮされた後にＩＧスイッチ５２がＯＮされた場合には、切換許可条件が成立していると判断して、その時点ｔ1 で、自動Ｐレンジ切換要求をＯＮにして、シフトレンジをＰレンジに切り換える。更に、Ｐレンジ壁突き当て制御要求をＯＮにして、Ｐレンジ壁突き当て制御を実行し、Ｐレンジ側の限界位置を基準位置として学習する。

一方、図６に示すように、ＩＧスイッチ５２がＯＮされた後にブレーキがＯＮされた場合には、切換許可条件が成立していると判断するが、更に、エンジン停止中（エンジン始動前）であるか否かを判定し、エンジン停止中であると判定された時点ｔ2 で、自動Ｐレンジ切換要求をＯＮにして、シフトレンジをＰレンジに切り換える。更に、Ｐレンジ壁突き当て制御要求をＯＮにして、Ｐレンジ壁突き当て制御を実行し、Ｐレンジ側の限界位置を基準位置として学習する。

以上説明した本実施例１では、マイコン４１が起動したときにシフトレンジがＰレンジ以外のレンジ（Ｒレンジ、Ｎレンジ、Ｄレンジのいずれか）の場合には、所定の切換許可条件が成立しているか否かを判定し、切換許可条件が成立していると判定したときに、シフトレンジをＰレンジに切り換えてＰレンジ壁突き当て制御を実行して基準位置を学習する。これにより、マイコン４１が起動したときにシフトレンジがＰレンジ以外のレンジの場合でも、切換許可条件が成立していると判定されれば、シフトレンジをＰレンジに切り換えてＰレンジ壁突き当て制御を実行して基準位置を学習することができ、基準位置を基準にしてモータ１２の回転角（回転量）を精度良く制御することができる。

しかも、本実施例１では、ブレーキがオンで且つＩＧスイッチ５２がオンのときに、切換許可条件が成立していると判定するようにしたので、ブレーキがオン（ブレーキが作動した状態）で、シフトレンジをＰレンジに切り換えることができ、安全性を高めることができる。また、ＩＧスイッチ５２がオフでもマイコン４１がオンの場合があるシステムに適用した場合に、ＩＧスイッチ５２がオフで運転者が車両を運転する意思が無い（つまり基準位置を学習する必要が無い）にも拘らず、シフトレンジを切り換えてしまうことを回避することができる。

尚、上記実施例１では、ブレーキがオンで且つＩＧスイッチ５２がオンのときに、切換許可条件が成立していると判定するようにしたが、これに限定されず、例えば、ＩＧスイッチ５２がオフでマイコン４１がオフとなるシステムの場合には、ＩＧスイッチ５２がオンか否かの処理は省略して、単にブレーキがオンのときに、切換許可条件が成立していると判定するようにしても良い。

次に、図７及び図８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。

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７の基準位置学習ルーチンを実行することで、マイコン４１が起動したときにシフトレンジがＰレンジ以外のレンジ（Ｒレンジ、Ｎレンジ、Ｄレンジのいずれか）の場合には、シフトレンジをＰレンジ（突き当て可能レンジ）に切り換えるように運転者に通知し、運転者の操作によりシフトレンジをＰレンジに切り換える要求が発生したときに、切換許可条件が成立していると判定して、シフトレンジをＰレンジに切り換えてＰレンジ壁突き当て制御を実行して基準位置を学習する。

図７の基準位置学習ルーチンでは、まず、ステップ２０１で、基準位置学習が完了しているか否かを判定し、基準位置学習が未完了であると判定された場合には、ステップ２０２に進み、現在のシフトレンジがＰレンジ以外のレンジ（Ｒレンジ、Ｎレンジ、Ｄレンジ）であるか否かを判定する。

このステップ２０２で、現在のシフトレンジがＰレンジであると判定された場合には、ステップ２０５に進み、Ｐレンジ壁突き当て制御要求をＯＮにする。これにより、Ｐレンジ壁突き当て制御を実行して、Ｐレンジ側の限界位置を基準位置として学習する。

一方、上記ステップ２０２で、現在のシフトレンジがＰレンジ以外のレンジであると判定された場合には、ステップ２０３に進み、シフトレンジをＰレンジに切り換えるように運転者に通知する。この場合、例えば、インストルメントパネルに設けられた表示部（図示せず）で「Ｐレンジに切り換えて下さい」と表示する。或は、「Ｐレンジに切り換えて下さい」と音声を発生するようにしても良い。

この後、ステップ２０４に進み、Ｐレンジ切換要求がＯＮであるか否かによって、切換許可条件が成立しているか否かを判定する。このＰレンジ切換要求は、運転者のシフト操作によりシフトレンジをＰレンジに切り換える要求が発生したとき（例えば目標レンジがＰレンジに切り換わったとき）にＯＮに切り換わる。

このステップ２０４で、Ｐレンジ切換要求がＯＦＦである（シフトレンジをＰレンジに切り換える要求が発生していない）と判定された場合には、切換許可条件が不成立であると判断して、本ルーチンを終了する。

その後、上記ステップ２０４で、Ｐレンジ切換要求がＯＮである（シフトレンジをＰレンジに切り換える要求が発生した）と判定された場合には、切換許可条件が成立していると判断して、シフトレンジをＰレンジに切り換える。この後、ステップ２０５に進み、Ｐレンジ壁突き当て制御要求をＯＮにする。これにより、Ｐレンジ壁突き当て制御を実行して、Ｐレンジ側の限界位置を基準位置として学習する。

以上説明した本実施例２の基準位置学習の実行例を図８のタイムチャートを用いて説明する。
図８に示すように、レンジ切換制御装置４２のマイコン４１が起動したときに、シフトレンジがＮレンジの場合には、その時点ｔ3 で、シフトレンジをＰレンジに切り換えるように運転者に通知する。

その後、Ｐレンジ切換要求がＯＮであるか否か（運転者のシフト操作によりシフトレンジをＰレンジに切り換える要求が発生したか否か）によって、切換許可条件が成立しているか否かを判定する。そして、Ｐレンジ切換要求がＯＮであると判定された時点ｔ4 で、切換許可条件が成立していると判断して、シフトレンジをＰレンジに切り換える。更に、Ｐレンジ壁突き当て制御要求をＯＮにして、Ｐレンジ壁突き当て制御を実行し、Ｐレンジ側の限界位置を基準位置として学習する。

以上説明した本実施例２では、マイコン４１が起動したときにシフトレンジがＰレンジ以外のレンジの場合には、シフトレンジをＰレンジに切り換えるように運転者に通知し、運転者の操作によりシフトレンジをＰレンジに切り換える要求が発生したときに、切換許可条件が成立していると判定して、シフトレンジをＰレンジに切り換えてＰレンジ壁突き当て制御を実行して基準位置を学習するようにしたので、運転者に違和感を与えることなく、シフトレンジをＰレンジに切り換えてＰレンジ壁突き当て制御を実行して基準位置を学習することができる。

次に、図９を用いて本発明の実施例３を説明する。但し、前記実施例１，２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１，２と異なる部分について説明する。

本実施例３では、レンジ切換機構１１は、ＰレンジとＤレンジが突き当て可能レンジ（突き当て制御を実行可能なレンジ）となっている。
従って、シフトレンジがＰレンジのときに、ディテントバネ２３の係合部２３ａがレンジ切換機構１１の可動範囲のＰレンジ側の限界位置であるＰレンジ壁（Ｐレンジ保持凹部２４の側壁）に突き当たるまでモータ１２を回転させる“Ｐレンジ壁突き当て制御”を実施して、Ｐレンジ側の限界位置を基準位置として学習することができる。

また、シフトレンジがＤレンジのときに、ディテントバネ２３の係合部２３ａがレンジ切換機構１１の可動範囲のＤレンジ側の限界位置であるＤレンジ壁（Ｄレンジ保持凹部２４の側壁）に突き当たるまでモータ１２を回転させる“Ｄレンジ壁突き当て制御”を実施して、Ｄレンジ側の限界位置を基準位置として学習することができる。

本実施例３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９の基準位置学習ルーチンを実行することで、マイコン４１が起動したときにシフトレンジがＰ及びＤレンジ以外のレンジ（ＲレンジとＮレンジのいずれか一方）の場合には、シフトレンジをＰレンジ又はＤレンジに切り換えるように運転者に通知する。そして、運転者の操作によりシフトレンジをＰレンジに切り換える要求が発生したときには、シフトレンジをＰレンジに切り換えてＰレンジ壁突き当て制御を実行して基準位置を学習する。一方、運転者の操作によりシフトレンジをＤレンジに切り換える要求が発生したときには、シフトレンジをＤレンジに切り換えてＤレンジ壁突き当て制御を実行して基準位置を学習する。

図９の基準位置学習ルーチンでは、まず、ステップ３０１で、基準位置学習が完了しているか否かを判定し、基準位置学習が未完了であると判定された場合には、ステップ３０２に進み、現在のシフトレンジがＰレンジであるか否かを判定する。このステップ３０２で、現在のシフトレンジがＰレンジであると判定された場合には、ステップ３０７に進み、Ｐレンジ壁突き当て制御要求をＯＮにする。これにより、Ｐレンジ壁突き当て制御を実行して、Ｐレンジ側の限界位置を基準位置として学習する。

一方、上記ステップ３０２で、現在のシフトレンジがＰレンジではないと判定された場合には、ステップ３０３に進み、現在のシフトレンジがＤレンジであるか否かを判定する。このステップ３０３で、現在のシフトレンジがＤレンジであると判定された場合には、ステップ３０８に進み、Ｄレンジ壁突き当て制御要求をＯＮにする。これにより、Ｄレンジ壁突き当て制御を実行して、Ｄレンジ側の限界位置を基準位置として学習する。

これに対して、上記ステップ３０２で現在のシフトレンジがＰレンジではないと判定され、且つ、上記ステップ３０３で現在のシフトレンジがＤレンジではないと判定された場合には、ステップ３０４に進み、シフトレンジをＰレンジ又はＤレンジに切り換えるように運転者に通知する。この場合、例えば、インストルメントパネルに設けられた表示部で「Ｐレンジ又はＤレンジに切り換えて下さい」と表示する。或は、「Ｐレンジ又はＤレンジに切り換えて下さい」と音声を発生するようにしても良い。

この後、ステップ３０５に進み、Ｐレンジ切換要求がＯＮであるか否かを判定する。このＰレンジ切換要求は、運転者のシフト操作によりシフトレンジをＰレンジに切り換える要求が発生したとき（例えば目標レンジがＰレンジに切り換わったとき）にＯＮに切り換わる。

このステップ３０５で、Ｐレンジ切換要求がＯＦＦである（シフトレンジをＰレンジに切り換える要求が発生していない）と判定された場合には、ステップ３０６に進み、Ｄレンジ切換要求がＯＮであるか否かを判定する。このＤレンジ切換要求は、運転者のシフト操作によりシフトレンジをＤレンジに切り換える要求が発生したとき（例えば目標レンジがＤレンジに切り換わったとき）にＯＮに切り換わる。

このステップ３０６で、Ｄレンジ切換要求がＯＦＦである（シフトレンジをＤレンジに切り換える要求が発生していない）と判定された場合には、切換許可条件が不成立であると判断して、本ルーチンを終了する。

その後、上記ステップ３０５で、Ｐレンジ切換要求がＯＮである（シフトレンジをＰレンジに切り換える要求が発生した）と判定された場合には、切換許可条件が成立していると判断して、シフトレンジをＰレンジに切り換える。この後、ステップ３０７に進み、Ｐレンジ壁突き当て制御要求をＯＮにする。これにより、Ｐレンジ壁突き当て制御を実行して、Ｐレンジ側の限界位置を基準位置として学習する。

一方、上記ステップ３０６で、Ｄレンジ切換要求がＯＮである（シフトレンジをＤレンジに切り換える要求が発生した）と判定された場合には、切換許可条件が成立していると判断して、シフトレンジをＤレンジに切り換える。この後、ステップ３０８に進み、Ｄレンジ壁突き当て制御要求をＯＮにする。これにより、Ｄレンジ壁突き当て制御を実行して、Ｄレンジ側の限界位置を基準位置として学習する。

以上説明した本実施例３では、マイコン４１が起動したときにシフトレンジがＰ及びＤレンジ以外のレンジの場合には、シフトレンジをＰレンジ又はＤレンジに切り換えるように運転者に通知する。そして、運転者の操作によりシフトレンジをＰレンジに切り換える要求が発生したときには、シフトレンジをＰレンジに切り換えてＰレンジ壁突き当て制御を実行して基準位置を学習する。これにより、運転者に違和感を与えることなく、シフトレンジをＰレンジに切り換えてＰレンジ壁突き当て制御を実行して基準位置を学習することができる。一方、運転者の操作によりシフトレンジをＤレンジに切り換える要求が発生したときには、シフトレンジをＤレンジに切り換えてＤレンジ壁突き当て制御を実行して基準位置を学習する。これにより、運転者に違和感を与えることなく、シフトレンジをＤレンジに切り換えてＤレンジ壁突き当て制御を実行して基準位置を学習することができる。

尚、上記各実施例１〜３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。

また、上記各実施例１〜３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。

また、上記各実施例１〜３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。

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。

１１…レンジ切換機構、１２…モータ、１４…ディテント機構、２７…自動変速機、４１…マイコン（制御手段）、４２…レンジ切換制御装置、４６…エンコーダ

Claims

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）を目標レンジに相当する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、前記制御手段（４１）は、該制御手段（４１）の起動後に前記レンジ切換機構（１１）の可動範囲の限界位置に突き当たるまで前記モータ（１２）を回転させる突き当て制御を実行して基準位置を学習するレンジ切換装置において、
前記制御手段（４１）は、該制御手段（４１）が起動したときに前記シフトレンジが前記突き当て制御を実行可能なレンジ（以下単に「突き当て可能レンジ」という）以外のレンジの場合には、所定の切換許可条件が成立しているか否かを判定し、前記切換許可条件が成立していると判定したときに、前記シフトレンジを前記突き当て可能レンジに切り換えて前記突き当て制御を実行して前記基準位置を学習することを特徴とするレンジ切換装置。
前記制御手段（４１）は、車両のブレーキがオンのときに、前記切換許可条件が成立していると判定することを特徴とする請求項１に記載のレンジ切換装置。
前記制御手段（４１）は、前記ブレーキがオンで且つイグニッションスイッチ（５２）がオンのときに、前記切換許可条件が成立していると判定することを特徴とする請求項２に記載のレンジ切換装置。
前記制御手段（４１）は、該制御手段（４１）が起動したときに前記シフトレンジが前記突き当て可能レンジ以外のレンジの場合には、前記シフトレンジを前記突き当て可能レンジに切り換えるように運転者に通知し、前記運転者の操作により前記シフトレンジを前記突き当て可能レンジに切り換える要求が発生したときに、前記切換許可条件が成立していると判定することを特徴とする請求項１乃至３のいずれかに記載のレンジ切換装置。