JP2021032349A - シフトレンジ制御装置 - Google Patents

Abstract

【課題】係合部材の係合位置を適切に制御するシフトレンジ制御装置を提供する。【解決手段】ＥＣＵ５０は、目標設定部５２と、駆動制御部５４と、異常監視部５５と、を備える。目標設定部５２は、目標シフトレンジを設定する。駆動制御部５４は、目標シフトレンジに応じた谷部である目標谷部にディテントローラが嵌まり合うように、モータ１０の駆動を制御する。異常監視部５５は、シフトバイワイヤシステムの異常を監視する。ディテントローラが目標谷部に到達せずに停滞する停滞異常が確定した場合、目標設定部５２は、停滞位置から戻す側の谷部にディテントローラが嵌まり合うように、目標シフトレンジを再設定する。これにより、停滞異常が発生した場合であっても、ディテントローラを中間位置で止めず、ディテントローラをいずれかの谷部に落とし込むことができる。【選択図】 図２

Description

本発明は、シフトレンジ制御装置に関する。

従来、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切替装置が知られている。例えば特許文献１では、ディテントローラを目標谷部の中心よりも駆動方向の手前側となるようにモータを制御することで、モータが制御誤差範囲内のいずれの箇所にて停止した場合であっても、ディテントローラを目標谷部の中心に嵌め込むようにしている。

特開２０１７−２２７３０７号公報

しかしながら、特許文献１のように制御したとしても、低電圧異常やメカロック等の異常が生じた場合、ディテントローラが中間位置で止まり、マニュアルバルブを適切な位置に制御できない虞がある。本発明は、上述の課題に鑑みてなされたものであり、その目的は、係合部材の係合位置を適切に制御するシフトレンジ制御装置を提供することにある。

本発明のシフトレンジ制御装置は、シフトレンジ切替システム（１）を制御する。シフトレンジ切替システムは、アクチュエータ（１０）と、アクチュエータにより駆動される出力軸（１５）と、シフトレンジ切替機構（２０）と、を備える。シフトレンジ切替機構は、被駆動部材（２１）、係合部材（２６）、および、付勢部材（２５）を有する。被駆動部材は、複数の谷部（２２１〜２２４）、および、谷部を隔てる山部（２２６〜２２８）が形成され、出力軸とともに回転する。係合部材は、アクチュエータの駆動により、谷部を移動可能である。付勢部材は、係合部材を谷部に嵌まり合う方向に付勢する。

シフトレンジ制御装置は、目標設定部（５２）と、駆動制御部（５４）と、異常監視部（５５）と、を備える。目標設定部は、目標シフトレンジを設定する。駆動制御部は、目標シフトレンジに応じた谷部である目標谷部に係合部材が嵌まり合うように、アクチュエータの駆動を制御する。異常監視部は、異常を監視する。

駆動制御部は、係合部材が目標谷部に到達せずに停滞する停滞異常が確定した場合、係合部材を停滞位置から戻す側の谷部に係合部材が嵌まり合うように、アクチュエータの駆動を制御する。これにより、停滞異常が発生した場合であっても、係合部材を適切にいずれかの谷部に嵌めこむことができる。

一実施形態によるシフトバイワイヤシステムを示す斜視図である。 一実施形態によるシフトバイワイヤシステムを示す概略構成図である。 一実施形態によるモータ巻線および駆動回路を示す回路図である。 一実施形態による駆動モード選択処理を説明するフローチャートである。 一実施形態による駆動モード経過時間算出処理を説明するフローチャートである。 一実施形態による停滞検出処理を説明するフローチャートである。 一実施形態による低電圧低電流判定処理を説明するフローチャートである。 一実施形態による目標レンジ再設定処理を説明するフローチャートである。 一実施形態によるトルク不足時のレンジ切替処理を説明する模式図である。 一実施形態によるトルク不足時のレンジ切替処理を説明するタイムチャートである。 一実施形態によるトルク不足時のレンジ切替処理を説明する模式図である。 一実施形態によるトルク不足時のレンジ切替処理を説明するタイムチャートである。 一実施形態によるトルク不足時のレンジ切替処理を説明する模式図である。 一実施形態によるトルク不足時のレンジ切替処理を説明するタイムチャートである。 一実施形態によるメカロック時のレンジ切替処理を説明する模式図である。 一実施形態によるメカロック時のレンジ切替処理を説明するタイムチャートである。 一実施形態によるメカロック時のレンジ切替処理を説明する模式図である。 一実施形態によるメカロック時のレンジ切替処理を説明するタイムチャートである。 一実施形態によるメカロック時のレンジ切替処理を説明する模式図である。 一実施形態によるメカロック時のレンジ切替処理を説明するタイムチャートである。

（一実施形態）
以下、本発明によるシフトレンジ制御装置を図面に基づいて説明する。本実施形態のシフトレンジ制御装置を図１〜図２０に示す。図１および図２に示すように、シフトバイワイヤシステム１は、モータ１０、シフトレンジ切替機構２０、パーキングロック機構３０、および、シフトレンジ制御装置４０等を備える。

モータ１０は、図示しない車両に搭載されるバッテリ４５（図３参照）から電力が供給されることで回転し、シフトレンジ切替機構２０の駆動源として機能する。本実施形態のモータ１０は、ＤＣブラシレスモータであるが、スイッチトリラクタンスモータ等であってもよい。図３に示すように、モータ１０は、図示しないステータに巻回されるモータ巻線１１を有する。モータ巻線１１は、Ｕ相コイル１１１、Ｖ相コイル１１２およびＷ相コイル１１３を有する。

図２に示すように、回転角センサであるエンコーダ１３は、モータ１０の図示しないロータの回転位置を検出する。エンコーダ１３は、例えば磁気式のロータリーエンコーダであって、ロータと一体に回転する磁石と、磁気検出用のホールＩＣ等により構成される。エンコーダ１３は、ロータの回転に同期して、所定の角度ごとに３相のパルス信号であるエンコーダ信号を出力する。

減速機１４は、モータ１０のモータ軸１０５（図９等参照）と出力軸１５との間に設けられ、モータ１０の回転を減速して出力軸１５に出力する。これにより、モータ１０の回転がシフトレンジ切替機構２０に伝達される。出力軸１５には、出力軸１５の角度を検出する出力軸センサ１６が設けられる。出力軸センサ１６は、例えばポテンショメータである。以下、出力軸センサ１６の検出値に基づく出力軸１５の回転位置を出力軸角度θｓとする。

図１に示すように、シフトレンジ切替機構２０は、ディテントプレート２１、ディテントスプリング２５、および、ディテントローラ２６等を有し、減速機１４から出力された回転駆動力を、マニュアルバルブ２８、および、パーキングロック機構３０へ伝達する。

ディテントプレート２１は、出力軸１５に固定され、モータ１０により駆動される。本実施形態では、ディテントプレート２１がディテントスプリング２５の基部から離れる方向を正回転方向、基部に近づく方向を逆回転方向とする。

ディテントプレート２１には、出力軸１５と平行に突出するピン２４が設けられる。ピン２４は、マニュアルバルブ２８と接続される。ディテントプレート２１がモータ１０によって駆動されることで、マニュアルバルブ２８は軸方向に往復移動する。すなわち、シフトレンジ切替機構２０は、モータ１０の回転運動を直線運動に変換してマニュアルバルブ２８に伝達する。マニュアルバルブ２８は、バルブボディ２９に設けられる。マニュアルバルブ２８が軸方向に往復移動することで、図示しない油圧クラッチへの油圧供給路が切り替えられ、油圧クラッチの係合状態が切り替わることでシフトレンジが変更される。

図９等に模式的に示すように、ディテントプレート２１のディテントスプリング２５側には、４つの谷部２２１〜２２４が設けられる。谷部２２１〜２２４は、Ｐ（パーキング）、Ｒ（リバース）、Ｎ（ニュートラル）、Ｄ（ドライブ）の各レンジに対応している。また、Ｐレンジに対応する谷部２２１とＲレンジに対応する谷部２２２との間には、山部２２６が設けられる。Ｒレンジに対応する谷部２２２とＮレンジに対応する谷部２２３との間には、山部２２７が設けられる。Ｎレンジに対応する谷部２２３とＤレンジに対応する谷部２２４との間には、山部２２８が設けられる。配列される谷部２２１〜２２４の両端には、ディテントローラ２６の移動を規制する壁部が形成される。これにより、ディテントローラ２６は、モータ１０の駆動に伴い、谷部２２１から谷部２２４の間で移動する。

モータ軸１０５と出力軸１５との間には、遊びが形成されている。図９等では、減速機１４と出力軸１５とが一体となっており、モータ軸１０５と減速機１４との間に「遊び」が形成されているが、モータ軸１０５と減速機１４とが一体となっており、減速機１４と出力軸１５との間に「遊び」が形成されていてもよい。「遊び」とはモータ軸１０５と出力軸１５との間に存在する遊びやガタ等の合計と捉えることができる。

図１に示すように、ディテントスプリング２５は、弾性変形可能な板状の付勢部材であり、先端にディテントローラ２６が設けられる。ディテントローラ２６は、谷部２２１〜２２４のいずれかに嵌まり込む。ディテントスプリング２５は、ディテントローラ２６をディテントプレート２１の回動中心側に付勢する。ディテントプレート２１に所定以上の回転力が加わると、ディテントスプリング２５が弾性変形し、ディテントローラ２６が谷部２２１〜２２４を移動する。ディテントローラ２６が谷部２２１〜２２４のいずれかに嵌まり込むことで、ディテントプレート２１の揺動が規制され、マニュアルバルブ２８の軸方向位置、および、パーキングロック機構３０の状態が決定され、自動変速機５のシフトレンジが固定される。

パーキングロック機構３０は、パーキングロッド３１、円錐体３２、パーキングロックポール３３、軸部３４、および、パーキングギア３５を有する。パーキングロッド３１は、略Ｌ字形状に形成され、一端３１１側がディテントプレート２１に固定される。パーキングロッド３１の他端３１２側には、円錐体３２が設けられる。円錐体３２は、他端３１２側にいくほど縮径するように形成される。ディテントローラ２６がＰレンジに対応する谷部に嵌まり込む方向にディテントプレート２１が回転すると、円錐体３２が矢印Ｐの方向に移動する。

パーキングロックポール３３は、円錐体３２の円錐面と当接し、軸部３４を中心に揺動可能に設けられる。パーキングロックポール３３のパーキングギア３５側には、パーキングギア３５と噛み合い可能な凸部３３１が設けられる。ディテントプレート２１の回転により、円錐体３２が矢印Ｐ方向に移動すると、パーキングロックポール３３が押し上げられ、凸部３３１とパーキングギア３５とが噛み合う。一方、円錐体３２が矢印ＮｏｔＰ方向に移動すると、凸部３３１とパーキングギア３５との噛み合いが解除される。

パーキングギア３５は図示しない車軸に設けられ、パーキングロックポール３３の凸部３３１と噛み合い可能に設けられる。パーキングギア３５と凸部３３１とが噛み合うと、車軸の回転が規制される。シフトレンジがＰ以外のレンジであるＮｏｔＰレンジのとき、パーキングギア３５はパーキングロックポール３３によりロックされず、車軸の回転は、パーキングロック機構３０により妨げられない。また、シフトレンジがＰレンジのとき、パーキングギア３５はパーキングロックポール３３によってロックされ、車軸の回転が規制される。

図２および図３に示すように、シフトレンジ制御装置４０は、駆動回路４１、および、ＥＣＵ５０等を備える。図３に示すように、駆動回路４１は、モータ巻線１１の通電を切り替える３相インバータであって、スイッチング素子４１１〜４１６がブリッジ接続される。対になるＵ相のスイッチング素子４１１、４１４の接続点には、Ｕ相コイル１１１の一端が接続される。対になるＶ相のスイッチング素子４１２、４１５の接続点には、Ｖ相コイル１１２の一端が接続される。対になるＷ相のスイッチング素子４１３、４１６の接続点には、Ｗ相コイル１１３の一端が接続される。コイル１１１〜１１３の他端は、結線部１１５で結線される。

駆動回路４１とバッテリ４５との間には、モータリレー４６が設けられる。モータリレー４６がオンされることで、バッテリ４５からモータ１０側への給電が許容され、オフされることで、バッテリ４５からモータ１０側への給電が遮断される。電圧センサ４８は、バッテリ４５の電圧であるバッテリ電圧Ｖｂを検出する。本実施形態では、バッテリ電圧Ｖｂを駆動回路４１に入力される入力電圧とするが、例えば昇圧回路等が設けられている場合は、昇圧後の電圧を駆動回路４１に入力される電圧としてもよい。電流センサ４９は、モータ１０に流れるモータ電流Ｉｍを検出する。電圧センサ４８および電流センサ４９の検出値は、ＥＣＵ５０に出力される。電圧センサ４８および電流センサ４９の検出方法や設置位置は、図３に例示した箇所以外であってもよい。なお、図２において、電圧センサ４８および電流センサ４９の図示を省略した。

図２に示すように、ＥＣＵ５０は、マイコン等を主体として構成され、内部にはいずれも図示しないＣＰＵ、ＲＯＭ、ＲＡＭ、Ｉ／Ｏ、及び、これらの構成を接続するバスライン等を備えている。ＥＣＵ５０における各処理は、ＲＯＭ等の実体的なメモリ装置（すなわち、読み出し可能非一時的有形記録媒体）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。

ＥＣＵ５０は、ドライバ要求シフトレンジに応じたシフト信号、ブレーキスイッチからの信号および車速等に基づいてモータ１０の駆動を制御することで、シフトレンジの切り替えを制御する。また、ＥＣＵ５０は、車速、アクセル開度、および、ドライバ要求シフトレンジ等に基づき、変速用油圧制御ソレノイド６の駆動を制御する。変速用油圧制御ソレノイド６を制御することで、変速段が制御される。変速用油圧制御ソレノイド６は、変速段数等に応じた本数が設けられる。本実施形態では、１つのＥＣＵ５０がモータ１０およびソレノイド６の駆動を制御するが、モータ１０を制御するモータ制御用のモータＥＣＵと、ソレノイド制御用のＡＴ−ＥＣＵとを分けてもよい。以下、モータ１０の駆動制御を中心に説明する。

ＥＣＵ５０は、角度演算部５１、目標設定部５２、モード選択部５３、駆動制御部５４、異常監視部５５、および、報知部５６等を有する。角度演算部５１は、エンコーダ１３から出力されるエンコーダ信号の各相のパルスエッジをカウントし、エンコーダカウント値θｅｎを演算する。エンコーダカウント値θｅｎは、モータ１０の回転位置に応じた値であって、「モータ角度」に対応する。

目標設定部５２は、ドライバ要求シフトレンジ等に応じた目標シフトレンジを決定する。また、目標シフトレンジに応じ、モータ１０を停止させる位置である目標カウント値θｃｍｄを設定する。

モード選択部５３は、駆動モードを選択する。駆動制御部５４は、選択された駆動モードに応じ、ディテントローラ２６が目標シフトレンジに応じた谷部２１１〜２１４に嵌まり合うように、モータ１０の駆動制御に係る駆動信号を生成する。生成された駆動信号は、駆動回路４１に出力される。駆動信号に応じてスイッチング素子４１１〜４１６のオンオフを切り替え、モータ巻線１１への通電を制御することで、モータ１０の駆動が制御される。

駆動制御部５４は、目標シフトレンジが変更されると、フィードバック制御により、モータ１０を駆動する。図中、フィードバックを「Ｆ／Ｂ」と記載する。具体的には、エンコーダカウント値θｅｎに応じた通電相に通電し、エンコーダカウント値θｅｎに応じて通電相を切り替えていくことでモータ１０を回転させる。エンコーダカウント値θｅｎが目標カウント値θｃｍｄを含む所定範囲内（例えば±２カウント）となると、フィードバック制御から停止制御に切り替え、モータ１０を停止させる。以下、エンコーダカウント値θｅｎが目標カウント値θｃｍｄを含む所定範囲内となることを、「目標に到達した」とする。

異常監視部５５は、シフトバイワイヤシステム１の異常を監視する。報知部５６は、異常状態に応じた警告を図示しないインスツルメントパネル等に表示させることで、運転者に異常状態を報知する。報知手法は、インスツルメントパネルへの表示に限らず、音声での報知等であってもよい。

本実施形態では、モータ１０としてＤＣブラシレスモータを用いている。ＤＣブラシレスモータは、永久磁石を有しており、コギングトルクが発生する。ここで、例えば低電圧や低電流によるトルク不足や異物などによるメカロック等により、ディテントローラ２６がディテントプレート２１の山を乗り越えられない場合、コギングトルクによって中間位置にて停止してしまう虞がある。ディテントローラ２６が中間位置にて停止すると、マニュアルバルブ２８を適切な位置に制御することができない。以下、メカ的な要因による停滞を、「メカロック」という。

そこで本実施形態では、負荷トルクの増大により中間位置にて停滞する停滞異常が発生した場合、ディテントローラ２６を目標位置まで駆動できなくとも、谷部２２１〜２２４のいずれかの谷まで戻すトルクは出せることに着目し、ディテントローラ２６を中間位置からいずれかの谷部２２１〜２２４に戻すように、モータ１０を制御する。本実施形態では、各レンジに対応する制御範囲外を「中間位置」とする。また、低電圧や低電流によるトルク不足での停滞異常を「低電圧低電流異常」、メカロックによる停滞異常を「メカロック異常」とする。

本実施形態の駆動モード選択処理を図４のフローチャートに基づいて説明する。この処理は、ＥＣＵ５０の例えばモード選択部５３にて所定の周期（例えば１［ｍｓ］）で実行される。なお、処理の一部は、ＥＣＵ５０の別の演算部にて実行されてもよい。他の制御処理についても同様である。また、演算周期は処理毎に同じでもよいし、異なっていてもよい。以下、ステップＳ１０１の「ステップ」を省略し、単に記号「Ｓ」と記す。他のステップも同様である。

Ｓ１０１では、ＥＣＵ５０は、駆動モードを判定する。駆動モードがスタンバイモードのときＳ１０２、フィードバック制御モードのときＳ１０４、オープン駆動モードのときＳ１１１、停止モードのときＳ１１６へ移行する。

Ｓ１０２では、ＥＣＵ５０は、目標シフトレンジが切り替わったか否かを判断する。図中等適宜、目標シフトレンジを「目標レンジ」と記載する。目標シフトレンジが切り替わっていないと判断された場合（Ｓ１０２：ＮＯ）、スタンバイモードを継続する。目標シフトレンジが切り替わったと判断された場合（Ｓ１０２：ＹＥＳ）、駆動モードをフィードバック制御モードに切り替え、フィードバック制御によりモータ１０を駆動する。

駆動モードがフィードバック制御モードのときに移行するＳ１０４では、ＥＣＵ５０は、オープン駆動要求フラグＦＬＧ＿ｏｐがオンされているか否か判断する。オープン駆動要求フラグＦＬＧ＿ｏｐがオンされていると判断された場合（Ｓ１０４：ＹＥＳ）、Ｓ１１０へ移行し、駆動モードをオープン駆動モードに切り替える。オープン駆動モードでは、エンコーダカウント値θｅｎを用いず、所定時間ごとに通電相を切り替えるオープン制御によりモータ１０を駆動する。オープン駆動要求フラグＦＬＧ＿ｏｐがオンされていないと判断された場合（Ｓ１０４：ＮＯ）、Ｓ１０５へ移行する。

Ｓ１０５では、ＥＣＵ５０は、エンコーダカウント値θｅｎが目標カウント値θｃｍｄに到達したか否か判断する。エンコーダカウント値θｅｎが目標カウント値θｃｍｄに到達したと判断された場合（Ｓ１０５：ＹＥＳ）、Ｓ１１５へ移行し、駆動モードを停止モードに切り替え、停止制御によりモータ１０を停止させる。本実施形態では、ロータ位置に応じた所定の２相へ通電する固定相通電によりモータ１０を停止させるが、固定相通電以外の手法にて停止させるようにしてもよい。また、停止モード開始からの経過時間である停止モード経過時間Ｔｓｔの計時を開始する。エンコーダカウント値θｅｎが目標カウント値θｃｍｄに到達していないと判断された場合（Ｓ１０５：ＮＯ）、Ｓ１０６へ移行する。

Ｓ１０６では、ＥＣＵ５０は、駆動モード経過時間Ｔｆｂが経過判定値ＴＨ１以上か否か判断する。経過判定値ＴＨ１は、正常時におけるレンジ切り替えに要する時間より長い時間に設定される。駆動モード経過時間Ｔｆｂが経過判定値ＴＨ１以上であると判断された場合（Ｓ１０６：ＹＥＳ）、Ｓ１０８へ移行する。駆動モード経過時間Ｔｆｂが経過判定値ＴＨ１未満であると判断された場合（Ｓ１０６：ＮＯ）、Ｓ１０７へ移行する。

Ｓ１０７では、ＥＣＵ５０は、エンコーダカウント値θｅｎまたは出力軸角度θｓが停滞しているか否か判断する。ここでは、後述するエンコーダ停滞時間Ｔｅｎｃがエンコーダ停滞判定時間Ｔｅｓｔｐ以上の場合、エンコーダカウント値θｅｎが停滞していると判断する。また、フィードバック制御時の出力軸停滞時間Ｔｏｕｔ１が出力軸停滞判定時間Ｔｏｓｔｐ１以上の場合、出力軸角度θｓが停滞していると判定する。エンコーダカウント値θｅｎおよび出力軸角度θｓが停滞していないと判断された場合（Ｓ１０７：ＮＯ）、フィードバック制御を継続する。エンコーダカウント値θｅｎまたは出力軸角度θｓが停滞していると判断された場合（Ｓ１０７：ＹＥＳ）、Ｓ１０８へ移行する。

Ｓ１０８では、ＥＣＵ５０は、低電圧異常フラグＦＬＧ＿ｖｅまたは低電流異常フラグＦＬＧ＿ｉｅがオンされているか否か判断する。低電圧異常フラグＦＬＧ＿ｖｅおよび低電流異常フラグＦＬＧ＿ｉｅがオンされていないと判断された場合（Ｓ１０８：ＮＯ）、Ｓ１０９へ移行し、オープン駆動要求フラグＦＬＧ＿ｏｐをオンする。低電圧異常フラグＦＬＧ＿ｖｅまたは低電流異常フラグＦＬＧ＿ｉｅがオンされていると判断された場合（Ｓ１０８：ＹＥＳ）、低電圧または低電流によるトルク不足による停滞異常を確定し、Ｓ１１４へ移行して目標シフトレンジを再設定する。目標レンジ再設定の詳細については後述する。

駆動モードがオープン駆動モードのときに移行するＳ１１１では、ＥＣＵ５０は、ディテントローラ２６が目標位置に到達したか否か判断する。オープン駆動モードでは、エンコーダカウント値θｅｎを用いていないため、例えば出力軸角度θｓに基づいて目標位置への到達判定を行う。ディテントローラ２６が目標位置に到達したと判断された場合（Ｓ１１１：ＹＥＳ）、Ｓ１１５へ移行し、駆動モードを停止モードに切り替える。ディテントローラ２６が目標位置に到達していないと判断された場合（Ｓ１１１：ＮＯ）、Ｓ１１２へ移行する。

Ｓ１１２では、ＥＣＵ５０は、出力軸１５が停滞しているか否か判断する。ここでは、オープン駆動時の出力軸停滞時間Ｔｏｕｔ２が出力軸停滞判定時間Ｔｏｓｔｐ２以上の場合、出力軸角度θｓが停滞していると判定する。出力軸１５が停滞していないと判断された場合（Ｓ１１２：ＮＯ）、オープン駆動を継続する。出力軸１５が停滞していると判断された場合（Ｓ１１２：ＹＥＳ）、Ｓ１１３へ移行し、メカロック異常フラグＦＬＧ＿ｍｌをオンにする。そして、Ｓ１１４へ移行する。

駆動モードが停止モードのときに移行するＳ１１６では、ＥＣＵ５０は、停止モード経過時間Ｔｓｔが経過判定値ＴＨ２以上か否か判断する。経過判定値ＴＨ２は、モータ１０を確実に停止させるのに要する時間に応じて設定される。停止モード経過時間Ｔｓｔが経過判定値ＴＨ２未満であると判断された場合（Ｓ１１６：ＮＯ）、停止モードを継続する。停止モード経過時間Ｔｓｔが経過判定値ＴＨ２以上であると判断された場合（Ｓ１１６：ＹＥＳ）、Ｓ１１７へ移行し、駆動モードをスタンバイモードに切り替える。

駆動モード経過時間算出処理を図５のフローチャートに基づいて説明する。Ｓ２０１では、ＥＣＵ５０は、駆動モードがフィードバック制御モードか否か判断する。駆動モードがフィードバック制御モードであると判断された場合（Ｓ２０１：ＹＥＳ）、Ｓ２０２へ移行し、駆動モード経過時間Ｔｆｂをインクリメントする。駆動モードがフィードバック制御モードではないと判断された場合（Ｓ２０１：ＮＯ）、Ｓ２０３へ移行し、駆動モード経過時間Ｔｆｂをリセットする。ここでは、駆動モード経過時間Ｔｆｂの計時をカウンタで行うものとしたが、例えばタイマ等を用いてもよい。他の経過時間の計時についても同様である。

エンコーダカウント値θｅｎまたは出力軸角度θｓの停滞を判定する停滞検出処理を図６のフローチャートに基づいて説明する。Ｓ３０１では、ＥＣＵ５０は、出力軸変化量Δθｓを演算する（式（１）参照）。以下、添え字の（ｎ）は今回値、（ｎ−１）は前回値とする。

Δθｓ＝θｓ（ｎ−１）−θｓ（ｎ） ・・・（１）

Ｓ３０２では、ＥＣＵ５０は、出力軸変化量Δθｓが略０か否か判断する。ここでは出力軸変化量Δθｓの絶対値が０とみなせる程度の値に設定される停滞判定値θｓ＿ｔｈ以下の場合、出力軸変化量Δθｓが略０とみなす。出力軸変化量Δθｓが略０ではないと判断された場合（Ｓ３０２：ＮＯ）、すなわち出力軸１５が駆動されている場合、Ｓ３０７へ移行し、出力軸停滞時間Ｔｏｕｔ１、Ｔｏｕｔ２をリセットする。出力軸変化量Δθｓが略０であると判断された場合（Ｓ３０２：ＹＥＳ）、すなわち出力軸１５が停止している場合、Ｓ３０３へ移行する。

Ｓ３０３では、ＥＣＵ５０は、駆動モードがフィードバック制御モードか否か判断する。駆動モードがフィードバック制御モードであると判断された場合（Ｓ３０３：ＹＥＳ）、Ｓ３０５へ移行し、フィードバック制御時の出力軸停滞時間Ｔｏｕｔ１をインクリメントする。駆動モードがフィードバックモードではないと判断された場合（Ｓ３０３：ＮＯ）、Ｓ３０４へ移行する。

Ｓ３０４では、ＥＣＵ５０は、駆動モードがオープン駆動モードか否か判断する。駆動モードがオープン駆動モードであると判断された場合（Ｓ３０４：ＹＥＳ）、Ｓ３０６へ移行し、オープン駆動時の出力軸停滞時間Ｔｏｕｔ２をインクリメントする。駆動モードがフィードバック制御モードまたはオープン駆動モードではないと判断された場合（Ｓ３０３：ＮＯ、かつ、Ｓ３０４：ＮＯ）、Ｓ３０７へ移行し、出力軸停滞時間Ｔｏｕｔ１、Ｔｏｕｔ２をリセットする。

Ｓ３０８では、ＥＣＵ５０は、エンコーダカウント値θｅｎの今回値が前回値と同じか否か判断する。エンコーダカウント値θｅｎの今回値が前回値と異なっていると判断された場合（Ｓ３０８：ＮＯ）、Ｓ３１１へ移行し、エンコーダ停滞時間Ｔｅｎｃをリセットする。エンコーダカウント値θｅｎの今回値が前回値と同じであると判断された場合（Ｓ３０８：ＹＥＳ）、Ｓ３０９へ移行する。

Ｓ３０９では、ＥＣＵ５０は、駆動モードがフィードバック制御モードか否か判断する。駆動モードがフィードバック制御モードであると判断された場合（Ｓ３０９：ＹＥＳ）、Ｓ３１０へ移行し、エンコーダ停滞時間Ｔｅｎｃをインクリメントする。駆動モードがフィードバック制御モードではないと判断された場合（Ｓ３０９：ＮＯ）、Ｓ３１１へ移行し、エンコーダ停滞時間Ｔｅｎｃをリセットする。

低電圧低電流判定処理を図７のフローチャートに基づいて説明する。この処理は、主に異常監視部５５にて実行される。Ｓ４０１では、ＥＣＵ５０は、入力電圧であるバッテリ電圧Ｖｂおよびモータ電流Ｉｍを取得する。Ｓ４０２では、ＥＣＵ５０は、駆動モードがフィードバック制御モードか否か判断する。駆動モードがフィードバック制御モードではないと判断された場合（Ｓ４０２：ＮＯ）、Ｓ４０９へ移行して低電圧異常フラグＦＬＧ＿ｖｅをオフにし、続いてＳ４１３にて低電流異常フラグＦＬＧ＿ｉｅをオフにする。駆動モードがフィードバック制御モードであると判断された場合（Ｓ４０２：ＹＥＳ）、Ｓ４０３へ移行する。

Ｓ４０３では、ＥＣＵ５０は、駆動モード経過時間Ｔｆｂが経過判定値ＴＨ１以上か否か判断する。駆動モード経過時間Ｔｆｂが経過判定値ＴＨ１以上であると判断された場合（Ｓ４０３：ＹＥＳ）、Ｓ４０５へ移行する。駆動モード経過時間Ｔｆｂが経過判定値ＴＨ１未満であると判断された場合（Ｓ４０３：ＮＯ）、Ｓ４０４へ移行する。

Ｓ４０４では、エンコーダカウント値θｅｎまたは出力軸角度θｓが停滞しているか否か判断する。判定詳細は、図４中のＳ１０７と同様である。エンコーダカウント値θｅｎおよび出力軸角度θｓが停滞していないと判断された場合（Ｓ４０４：ＮＯ）、Ｓ４０２にて否定判断された場合と同様、Ｓ４０９およびＳ４１３にて、低電圧異常フラグＦＬＧ＿ｖｅおよび低電流異常フラグＦＬＧ＿ｉｅをオフにする。エンコーダカウント値θｅｎまたは出力軸角度θｓが停滞していると判断された場合（Ｓ４０４：ＹＥＳ）、Ｓ４０５へ移行する。

Ｓ４０５では、ＥＣＵ５０は、バッテリ電圧Ｖｂが低電圧判定値Ｖｍｉｎ以下か否か判断する。低電圧判定値Ｖｍｉｎは、レンジ切り替えに要するトルクを出力可能な電圧に応じて設定される。バッテリ電圧Ｖｂが低電圧判定値Ｖｍｉｎより大きいと判断された場合（Ｓ４０４：ＮＯ）、Ｓ４０８へ移行し、低電圧異常フラグＦＬＧ＿ｖｅをオフにする。バッテリ電圧Ｖｂが低電圧判定値Ｖｍｉｎ以下であると判断された場合（Ｓ４０５：ＹＥＳ）、Ｓ４０６へ移行し、低電圧異常フラグＦＬＧ＿ｖｅをオンし、Ｓ４０７にて図示しないインスツルメントパネルの警告ランプを点灯させる。

Ｓ４０７またはＳ４０８に続いて移行するＳ４１０では、ＥＣＵ５０は、モータ電流Ｉｍが低電流判定値Ｉｍｉｎ以下か否か判断する。低電流判定値Ｉｍｉｎは、レンジ切り替えに要するトルクを出力可能な電流に応じて設定される。モータ電流Ｉｍが低電流判定値Ｉｍｉｎより大きいと判断された場合（Ｓ４１０：ＮＯ）、Ｓ４１３へ移行し、低電流異常フラグＦＬＧ＿ｉｅをオフにする。モータ電流Ｉｍが低電流判定値Ｉｍｉｎ以下であると判断された場合（Ｓ４１０：ＹＥＳ）、Ｓ４１１へ移行し、低電流異常フラグＦＬＧ＿ｉｅをオンし、Ｓ４１２にてインスツルメントパネルの警告ランプを点灯させる。

目標レンジ再設定処理を図８のフローチャートに基づいて説明する。この処理は、図４中のＳ１１５にて実行されるサブフローであり、主に目標設定部５２にて実行される。Ｓ５０１では、ＥＣＵ５０は、切替前レンジ、現在レンジおよび目標レンジを取得する。

Ｓ５０２では、ＥＣＵ５０は、低電圧異常フラグＦＬＧ＿ｖｅまたは低電流異常フラグＦＬＧ＿ｉｅがオンされているか否か判断する。低電圧異常フラグＦＬＧ＿ｖｅまたは低電流異常フラグＦＬＧ＿ｉｅがオンされていると判断された場合（Ｓ５０２：ＹＥＳ）、Ｓ５０６へ移行する。低電圧異常フラグＦＬＧ＿ｖｅおよび低電流異常フラグＦＬＧ＿ｉｅがオンされていないと判断された場合（Ｓ５０２：ＮＯ）、Ｓ５０３へ移行する。

Ｓ５０３では、ＥＣＵ５０は、オープン駆動要求フラグＦＬＧ＿ｏｐがオンされているか否か判断する。オープン駆動要求フラグＦＬＧ＿ｏｐがオンされていないと判断された場合（Ｓ５０３：ＮＯ）、Ｓ５０４の処理を行わず、Ｓ５０５へ移行し、目標シフトレンジを保持する。オープン駆動要求フラグＦＬＧ＿ｏｐがオンされていると判断された場合（Ｓ５０３：ＹＥＳ）、Ｓ５０４へ移行する。

Ｓ５０４では、ＥＣＵ５０は、メカロック異常フラグＦＬＧ＿ｍｌがオンされているか否か判断する。メカロック異常フラグＦＬＧ＿ｍｌがオンされていると判断された場合（Ｓ５０４：ＹＥＳ）、Ｓ５０８へ移行する。メカロック異常フラグＦＬＧ＿ｍｌがオンされていないと判断された場合（Ｓ５０４：ＮＯ）、Ｓ５０５へ移行し、目標レンジを保持する。

低電圧異常フラグＦＬＧ＿ｖｅまたは低電流異常フラグＦＬＧ＿ｉｅがオンされていると判断された場合（Ｓ５０２：ＹＥＳ）に移行するＳ５０６では、ＥＣＵ５０は、ディテントローラ２６がディテントプレート２１の山部２２６〜２２８を越えるのに要する負荷が等しいか否か判断する。ここでの判断は、ディテントプレート２１の形状により、山部２２６〜２２８の高さが等しい場合、肯定判断され、例えばＰＲ間の山部２２６が、他の山部２２７、２２８より高い場合、否定判断される。すなわちＳ５０６の判断は、ディテントプレート２１の形状によって決まるため、ディテントプレート２１の形状に応じ、Ｓ５０７以降の不要な処理は適宜省略可能である。山部２２６〜２２８を越えるのに要する負荷が全て等しいと判断された場合（Ｓ５０６：ＹＥＳ）、Ｓ５１２へ移行する。山部２２６〜２２８を越えるのに要する負荷が異なると判断された場合（Ｓ５０６：ＮＯ）、Ｓ５０７へ移行する。

Ｓ５０７では、ＥＣＵ５０は、ディテントローラ２６の停滞位置が、他の山部よりも越えるのに要する負荷が高い位置（以下、「高負荷位置」とする。）か否か判断する。本実施形態のように、ＰＲ間の山部２２６が他の山部より高い場合、ディテントローラ２６が山部２２６の頂点に向かっている位置が「高負荷位置」に対応する。ディテントローラ２６の停滞位置が高負荷位置ではないと判断された場合（Ｓ５０７：ＮＯ）、Ｓ５１２へ移行する。ディテントローラ２６の停滞位置が高負荷位置であると判断された場合（Ｓ５０７：ＹＥＳ）、Ｓ５０８へ移行する。

Ｓ５０８では、ＥＣＵ５０は、切替前レンジがＰレンジか否か判断する。切替前レンジがＰレンジであると判断された場合（Ｓ５０８：ＹＥＳ）、Ｓ５０９へ移行し、目標シフトレンジをＰレンジに切り替える。切替前レンジがＰレンジではないと判断された場合（Ｓ５０８：ＮＯ）、Ｓ５１０へ移行する。

Ｓ５１０では、ＥＣＵ５０は、切替前レンジがＮレンジ、または、現在位置までにＮレンジを通過したか否か判断する。「Ｎレンジを通過した」とは、レンジ切替開始から停滞するまでに、ディテントローラ２６がＮレンジに対応する谷部２２３を通過したことを意味する。切替前レンジがＮレンジ、または、現在位置までにＮレンジを通過したと判断された場合（Ｓ５１０：ＹＥＳ）、Ｓ５１１へ移行し、目標シフトレンジをＮレンジに切り替える。切替前レンジがＰレンジおよびＮレンジ以外であって、現在位置までにＮレンジを通過していないと判断された場合（Ｓ５１０：ＮＯ）、Ｓ５１２へ移行する。Ｓ５１２では、ＥＣＵ５０は、目標レンジを、ディテントローラ２６を戻す方向における最も近いレンジとする。

レンジ切替処理の具体例を図９〜図２０に基づいて説明する。図９、図１１、図１３、図１５、図１７および図１９は、ディテントプレート２１およびディテントローラ２６等を模式的に示しており、図１０、図１２、図１４、図１６、図１８および図２０は、それぞれ図９、図１１、図１３、図１５、図１７および図１９に対応するタイムチャートである。

実際には、ディテントプレート２１が駆動されることでディテントローラ２６が谷部２２１〜２２４を移動するが、図９、図１１、図１３、図１５、図１７および図１９ではディテントローラ２６がディテントプレート２１を移動する状態を記載した。また、図９等では、切替開始位置をＳＴ１、ディテントローラ２６の停滞位置をＳＴ２、戻し位置をＳＴ３とし、停滞状態のディテントローラ２６等を破線で示した。

本実施形態では、ＰＲ間の山部２２６は、他の山部２２７、２２８よりも高く形成されている。したがって、ディテントローラ２６が山部２２６を乗り越えるのに要するトルクは、山部２２７、２２８を乗り越えるのに要するトルクより大きい。図９、図１１および図１３では、下段にディテントローラ２６にかかるディテントトルクを記載しており、ディテントプレート２１が正方向に回転するときのトルクを正、逆方向に回転するときのトルクを負として記載し、モータ１０が出力可能な実トルクＴｍを一点鎖線で記載した。

図１０では、上段から、目標シフトレンジ、ディテントローラ２６の現在位置、駆動モード経過時間Ｔｆｂ、エンコーダ停滞時間Ｔｅｎｃ、低電圧異常フラグＦＬＧ＿ｖｅ、低電流異常フラグＦＬＧ＿ｉｅ、メカロック異常フラグＦＬＧ＿ｍｌ、モータ位置および出力軸位置、バッテリ電圧Ｖｂ、ならびに、モータ電流Ｉｍを示す。ディテントローラ２６の現在位置は、ディテントローラ２６が山部２２６より谷部２２１側にある場合をＰ、山部２２６、２２７間にある場合をＲ、山部２２７、２２８間にある場合をＮ、山部２２８よりも谷部２２４側にある場合をＤとして記載する。モータ位置および出力軸位置は、エンコーダカウント値θｅｎを実線、出力軸角度θｓを破線、目標カウント値θｃｍｄを二点鎖線とし、出力軸角度θｓは、エンコーダカウント値θｅｎと整合するように、ギア比で換算した値とする。また、目標カウント値θｃｍｄは、フィードバック制御モード時に設定される値であるが、説明のため、オープン駆動時についても目標シフトレンジに対応する値として記載した。

また、各谷部２２１〜２２４の最底部に対応する位置に対応するレンジであるＰ、Ｒ、Ｎ、Ｄと記載した。ここで、「谷部の最底部」とは、出力軸１５の停止許容範囲に応じた範囲とし、ディテントローラ２６が谷部の最底部に位置している状態を、「係合部材が谷部に嵌まり合っている」とする。また、低電圧判定値Ｖｍｉｎと過電圧判定値Ｖｍａｘとの間がバッテリ電圧Ｖｂの正常範囲、低電流判定値Ｉｌｉｍと過電流判定値Ｉｍａｘとの間がモータ電流Ｉｍの正常範囲とする。

図９および図１０は、ＤレンジからＰレンジに切り替える場合を示している。図９に示すように、トルク不足により、ディテントローラ２６が山部２２８を乗り越えられない場合、山部２２８は乗り越えられなくても、谷部２２４に戻すトルクは出せるため、ディテントローラ２６を谷部２２４に戻す。

図１０に示すように、時刻ｘ１０にて目標シフトレンジがＤレンジからＰレンジに切り替わると、フィードバック制御モードにてモータ１０を駆動し、駆動モード経過時間Ｔｆｂの計時を開始する。時刻ｘ１１にて、エンコーダカウント値θｅｎが停滞すると、エンコーダ停滞時間Ｔｅｎｃの計時を開始する。

時刻ｘ１２にて、エンコーダ停滞時間Ｔｅｎｃがエンコーダ停滞判定時間Ｔｅｓｔｐになったとき、バッテリ電圧Ｖｂが低電圧判定値Ｖｍｉｎより低いので、低電圧異常フラグＦＬＧ＿ｖｅをオンにする。また、モータ電流Ｉｍが低電流判定値Ｉｍｉｎより小さいので、低電流異常フラグＦＬＧ＿ｉｅをオンにする。本実施形態では、エンコーダ停滞時間Ｔｅｎｃがエンコーダ停滞判定時間Ｔｅｓｔｐとなったとき、低電圧低電流異常状態であれば、停滞異常を確定する。そして、目標シフトレンジをＰレンジからＤレンジに変更し、戻し制御を開始する。

時刻ｘ１３にて、ディテントローラ２６が谷部２２４の最底部に戻ると、処理を終了する。タイムチャートにおいては、停止制御の記載を省略する。また、フィードバック制御時であれば、停滞判定は、エンコーダ停滞時間Ｔｅｎｃに替えて、フィードバック時の出力軸停滞時間Ｔｏｕｔ１を用いてもよいし、エンコーダ停滞時間Ｔｅｎｃおよび出力軸停滞時間Ｔｏｕｔ１を併用してもよい。

図１１および図１２は、ＰレンジからＤレンジに切り替える場合を示している。図１１に示すように、トルク不足により、ディテントローラ２６が山部２２６を乗り越えられない場合、山部２２６は乗り越えられなくても、谷部２２１に戻すトルクは出せるため、ディテントローラ２６を谷部２２１に戻す。

図１２に示すように、時刻ｘ２０にて目標シフトレンジがＰレンジからＤレンジに切り替わると、フィードバック制御モードにてモータ１０を駆動し、駆動モード経過時間Ｔｆｂの計時を開始する。時刻ｘ２１にて、エンコーダカウント値θｅｎが停滞すると、エンコーダ停滞時間Ｔｅｎｃの計時を開始する。

時刻ｘ２２にて、エンコーダ停滞時間Ｔｅｎｃがエンコーダ停滞判定時間Ｔｅｓｔｐになったとき、バッテリ電圧Ｖｂが低電圧判定値Ｖｍｉｎより低いので、低電圧異常フラグＦＬＧ＿ｖｅをオンにする。また、モータ電流Ｉｍが低電流判定値Ｉｍｉｎより小さいので、低電流異常フラグＦＬＧ＿ｉｅをオンにする。そして、目標シフトレンジをＤレンジからＰレンジに切り替え、戻し制御を開始する。時刻ｘ２３にて、ディテントローラ２６が谷部２２１の最底部に戻ると、処理を終了する。

図１３および図１４は、ＤレンジからＰレンジ切り替える場合を示している。この例では、ディテントローラ２６が山部２２７、２２８を乗り越えるトルクは出せるが、山部２２６を乗り越えられず、高負荷位置である山部２２６のＲレンジ側にてディテントローラ２６が停滞している。この場合、戻し方向に非駆動レンジであるＮレンジに対応する谷部２２３があるので、ディテントローラ２６を谷部２２３に戻す。

図１４に示すように、時刻ｘ３０の処理は、図１２中の時刻ｘ１０の処理と同様である。時刻ｘ３１での処理は、ディテントローラ２６の停止位置が異なっているものの、処理としては図１２中の時刻ｘ１１と同様であって、エンコーダカウント値θｅｎが停滞すると、エンコーダ停滞時間Ｔｅｎｃの計時を開始する。

時刻ｘ３２にて、駆動モード経過時間Ｔｆｂが経過判定値ＴＨ１になったとき、バッテリ電圧Ｖｂが低電圧判定値Ｖｍｉｎより低いので、低電圧異常フラグＦＬＧ＿ｖｅをオンにする。また、モータ電流Ｉｍが低電流判定値Ｉｍｉｎより小さいので、低電流異常フラグＦＬＧ＿ｉｅをオンにする。なお、駆動モード経過時間Ｔｆｂが経過判定値ＴＨ１に到達するのと、エンコーダ停滞時間Ｔｅｎｃがエンコーダ停滞判定時間Ｔｅｓｔｐに到達するのと、どちらが先になるかは、判定値の設定およびディテントローラ２６の停滞位置による。

ここで、戻し方向に非駆動レンジであるＮレンジに対応する谷部２２３があるので、目標シフトレンジをＰレンジからＮレンジに変更し、戻し制御を開始する。すなわち、ここでは戻し制御にて、切替前のレンジとも、本来の目標レンジとも異なるレンジに対応する谷部にディテントローラが嵌まり合うように制御される。時刻ｘ３３にて、ディテントローラ２６が谷部２２３の最底部に戻ると、処理を終了する。

図１５および図１６は、ＰレンジからＤレンジに切り替える場合を示している。この例では、レンジ切り替えに十分なトルクは出せているものの、図１５中のＳＴ２で示す谷部２２３と山部２２８の間にてメカロックによりディテントローラ２６が停止している。なお、メカロックなど、メカ的な要因による停滞は、ディテントローラ２６が谷部から山部へ向かう山上り中に限らず、山部から谷部へ向かう山下り中にも起こりうる。メカロックの場合、それ以上先に進むことはできないが、任意の谷部に戻すことはできる。ここで、切替前のレンジがＰレンジであれば、非駆動レンジであるＰレンジに対応する谷部２２１にディテントローラ２６を戻す。

図１６では、図１０等の各項目に加え、オープン駆動時の出力軸停滞時間Ｔｏｕｔ２、および、オープン駆動要求フラグＦＬＧ＿ｏｐを記載した。図１８および図２０も同様である。時刻ｘ４０にて目標シフトレンジがＰレンジからＤレンジに切り替わると、フィードバック制御モードにてモータ１０を駆動し、駆動モード経過時間Ｔｆｂの計時を開始する。また、時刻ｘ４１にて、エンコーダカウント値θｅｎが停滞すると、エンコーダ停滞時間Ｔｅｎｃの計時を開始する。

時刻ｘ４２にて、駆動モード経過時間Ｔｆｂが経過判定値ＴＨ１になったとき、バッテリ電圧Ｖｂが低電圧判定値Ｖｍｉｎより高く、かつ、モータ電流Ｉｍが低電流判定値Ｉｍｉｎより大きい。すなわち、低電圧低電流異常ではないため、低電圧異常フラグＦＬＧ＿ｖｅおよび低電流異常フラグＦＬＧ＿ｉｅがオンされない。この段階では、例えばエンコーダ信号の異常等、メカロック異常以外の要因にてレンジ切替が完了していない虞があるため、この段階では、停滞異常を確定しない。また、オープン駆動要求フラグＦＬＧ＿ｏｐがオンされ、オープン駆動モードに移行し、オープン駆動時の出力軸停滞時間Ｔｏｕｔ２の計時を開始する。

オープン駆動モードでの駆動制御を行っても、出力軸角度θｓの停滞が解消されない場合、メカロック異常が生じていると判定し、出力軸停滞時間Ｔｏｕｔ２が出力軸停滞判定時間Ｔｏｓｔｐ２となる時刻ｘ４３にて、メカロック異常フラグＦＬＧ＿ｍｌをオンにする。すなわち、駆動モード経過時間Ｔｆｂが経過判定値ＴＨ１に到達したとき、または、エンコーダ停滞時間Ｔｅｎｃがエンコーダ停滞判定時間Ｔｅｓｔｐに到達したとき、低電圧低電流異常状態でなければ、オープン駆動に移行し、オープン駆動でもレンジ切替が完了しない場合、停滞異常を確定する。

そして目標シフトレンジをＤレンジからＰレンジに切り替え、戻し制御を開始する。時刻ｘ４４にて、ディテントローラ２６が谷部２２１の最底部に戻ると、処理を終了する。なお、本実施形態では、メカロック異常時、オープン駆動モードにて戻し制御を行っているが、エンコーダカウント値θｅｎが正常であれば、フィードバック制御モードにて戻し制御を行ってもよい。

図１７および図１８は、ＤレンジからＰレンジに切り替える場合を示している。この例では、レンジ切り替えに十分なトルクは出せているものの、図１７中のＳＴ２で示す山部２２７と谷部２２２との間にてメカロックによりディテントローラ２６が停止している。ここで、ディテントローラ２６がＳＴ２に至るまでに、非駆動レンジであるＮレンジに対応する谷部２２３を通過しているので、谷部２２３にディテントローラ２６を戻す。

図１８に示すように、時刻ｘ５０にて目標シフトレンジがＤレンジからＰレンジに切り替わると、フィードバック制御モードにてモータ１０を駆動し、駆動モード経過時間Ｔｆｂの計時を開始する。時刻ｘ５１にて、エンコーダカウント値θｅｎが停滞すると、エンコーダ停滞時間Ｔｅｎｃの計時を開始する。

時刻ｘ５２の処理は、図１６中の時刻ｘ４２の処理と同様であり、駆動モード経過時間Ｔｆｂが経過判定値ＴＨ１になったとき、低電圧低電流異常ではないので、低電圧異常フラグＦＬＧ＿ｖｅおよび低電流異常フラグＦＬＧ＿ｉｅがオンされず、オープン駆動要求フラグＦＬＧ＿ｏｐがオンされ、オープン駆動モードに移行する。また、オープン駆動時の出力軸停滞時間Ｔｏｕｔ２の計時を開始する。

時刻ｘ５３にて、出力軸停滞時間Ｔｏｕｔ２が出力軸停滞判定時間Ｔｏｓｔｐ２となる時刻ｘ４３にて、メカロック異常が生じていると判定し、メカロック異常フラグＦＬＧ＿ｍｌをオンにする。そして目標シフトレンジをＰレンジからＮレンジに切り替え、戻し制御を開始する。時刻ｘ５４にて、ディテントローラ２６が谷部２２３の最底部に戻ると、処理を終了する。

図１９および図２０は、ＲレンジからＤレンジに切り替える場合を示している。図１９中のＳＴ２で示す谷部２２２と山部２２７との間にてメカロックによりディテントローラ２６が停止している。この場合、ディテントローラ２６が非駆動レンジであるＮレンジに対応する谷部２２３に至る手前にて停止しているので、最も近くの谷部２２２にディテントローラ２６を戻す。

図２０に示すように、時刻ｘ６０にて目標シフトレンジがＲレンジからＤレンジに切り替わると、フィードバック制御モードにてモータ１０を駆動し、駆動モード経過時間Ｔｆｂの計時を開始する。時刻ｘ６１にて、エンコーダカウント値θｅｎが停滞すると、エンコーダ停滞時間Ｔｅｎｃの計時を開始する。

時刻ｘ６２の処理は、図１６中の時刻ｘ４２の処理と同様であり、駆動モード経過時間Ｔｆｂが経過判定値ＴＨ１になったとき、低電圧低電流異常ではないので、低電圧異常フラグＦＬＧ＿ｖｅおよび低電流異常フラグＦＬＧ＿ｉｅがオンされず、オープン駆動要求フラグＦＬＧ＿ｏｐがオンされ、オープン駆動モードに移行する。また、オープン駆動時の出力軸停滞時間Ｔｏｕｔ２の計時を開始する。

時刻ｘ６３では、出力軸停滞時間Ｔｏｕｔ２が出力軸停滞判定時間Ｔｏｓｔｐ２となる時刻ｘ６３にて、メカロック異常が生じていると判定し、メカロック異常フラグＦＬＧ＿ｍｌをオンにする。そして目標シフトレンジをＤレンジからＲレンジに切り替え、戻し制御を開始する。時刻ｘ６４にて、ディテントローラ２６が谷部２２２の最底部に戻ると、処理を終了する。

メカロックの場合、ディテントローラ２６が山部２２７を越えていたとしても、Ｎレンジに対応する谷部２２３の最底部に至る手前にて停止した場合、それ以上先に進むことができないため、戻し制御にて、谷部２２２に戻す。また、山部２２６を乗り越えるトルクが出せるのであれば、ディテントローラ２６を谷部２２１まで戻すことも可能である。また、ディテントローラ２６が谷部２２３を通過し、かつ、谷部２２３と谷部２２４との間にてメカロックにより停止した場合は、ディテントローラ２６をＮレンジに対応する谷部２２３に戻す。

本実施形態では、停滞異常が発生した場合、ドライバ要求シフトレンジとは異なるシフトレンジに制御されている場合がある。そこで、切替前のシフトレンジ、ドライバ要求シフトレンジおよび切替完了後のシフトレンジに応じ、警告内容を異ならせる。

ドライバ要求シフトレンジと切替完了時のシフトレンジが異なっている場合、正常なレンジ切替ができなかった旨の情報をユーザに報知する。切替前のシフトレンジと切替完了後のシフトレンジとが一致している場合、レンジ切替ができなかった旨の情報をユーザに報知する。

さらに、切替完了後のシフトレンジがＰレンジの場合、車両が動かない状態である旨の情報をユーザに報知する。切替完了後のシフトレンジがＰレンジ以外の場合、パーキングブレーキの作動を促す情報をユーザに報知する。

本実施形態では、停滞異常が生じた場合、戻し制御を行うことで、ディテントローラ２６が中間位置にて停止するのを回避し、いずれかの谷部２２１〜２２４に嵌まり合うようにすることで、マニュアルバルブ２８をいずれかのレンジに対応する位置に制御することができる。また、戻し制御にて、ディテントローラ２６を非駆動レンジであるＰレンジまたはＮレンジに戻せる場合、ディテントローラ２６を谷部２２１または谷部２２３に戻すことで、車両をより安全な状態とすることができる。

以上説明したように、本実施形態のシフトレンジ制御装置４０は、シフトバイワイヤシステム１を制御するものである。シフトバイワイヤシステム１は、モータ１０と、モータ１０により駆動される出力軸１５と、シフトレンジ切替機構２０と、を備える。シフトレンジ切替機構２０は、ディテントプレート２１、ディテントローラ２６、および、ディテントスプリング２５を有する。ディテントプレート２１には、複数の谷部２２１〜２２４、および、谷部２２１〜２２４を隔てる山部２２６〜２２８が形成され、出力軸１５とともに回転する。ディテントローラ２６は、モータ１０の駆動により、谷部２２１〜２２４を移動可能である。ディテントスプリング２５は、ディテントローラ２６を谷部２２１〜２２４に嵌まり合う方向に付勢する。

シフトレンジ制御装置４０のＥＣＵ５０は、目標設定部５２と、駆動制御部５４と、異常監視部５５と、を備える。目標設定部５２は、目標シフトレンジを設定する。駆動制御部５４は、目標シフトレンジに応じた谷部２２１〜２２４である目標谷部にディテントローラ２６が嵌まり合うように、モータ１０の駆動を制御する。異常監視部５５は、シフトバイワイヤシステム１の異常を監視する。本実施形態では、異常監視部５５、ディテントローラ２６が目標谷部に到達せずに停滞する停滞異常を検出する。

駆動制御部５４は、ディテントローラ２６が目標谷部に到達せずに停滞する停滞異常が確定した場合、停滞位置から戻す側の谷部にディテントローラ２６が嵌まり合うように、モータ１０の駆動を制御する。これにより、停滞異常が発生した場合であっても、ディテントローラ２６を中間位置で止めず、ディテントローラ２６をいずれかの谷部２２１〜２２４に嵌め込むことができるので、マニュアルバルブ２８が中間位置にて停止するのを回避可能である。

目標設定部５２は、停滞異常が確定した場合、停滞位置およびレンジ切替開始前のシフトレンジの少なくとも一方に応じ、目標シフトレンジを再設定する。これにより、停滞異常の発生状況に応じ、妥当な谷部２２１〜２２４にディテントローラ２６を嵌め込むことができる。

目標設定部５２は、停滞異常が確定した場合、停滞位置から戻す側にて最も近い谷部に対応するレンジを、目標シフトレンジに再設定する。これにより、マニュアルバルブ２８が中間位置にて停止するのを回避可能である。

停滞異常が確定した場合であって、ディテントローラ２６を停滞位置から戻す側に非駆動レンジに対応する谷部がある場合、目標設定部５２は、非駆動レンジを目標シフトレンジに再設定する。

詳細には、停滞異常が確定した場合であって、レンジ切替開始前のシフトレンジがＰレンジである場合、非駆動レンジをＰレンジとし、目標設定部５２は、Ｐレンジを目標シフトレンジに再設定する。これにより、車両を安全に固定することができる。

また、停滞異常が確定した場合であって、レンジ切替開始から停滞位置に至るまでにＮレンジを通過していた場合、非駆動レンジをＮレンジとし、目標設定部５２は、Ｎレンジを目標シフトレンジに再設定する。これにより、意図しない車両の駆動を防ぐことができる。

ＥＣＵ５０は、ドライバ要求シフトレンジと切替完了後のシフトレンジが異なっていた場合、異常が生じていることをユーザに報知する報知部５６をさらに備える。報知部５６は、切替前のシフトレンジおよび切替完了後のシフトレンジに応じ、ユーザに報知する警告内容を異ならせる。これにより、異常発生状況を、ユーザに適切に通知することができる。

本実施形態では、シフトバイワイヤシステム１が「シフトレンジ切替システム」、モータ１０が「アクチュエータ」、ディテントプレート２１が「被駆動部材」、ディテントスプリング２５が「付勢部材」、ディテントローラ２６が「係合部材」に対応する。また、「非駆動レンジ」は、車両が駆動されないレンジであって、本実施形態ではＰレンジおよびＮレンジが「非駆動レンジ」に対応する。

（他の実施形態）
上記実施形態では、モータの回転角を検出するモータ回転角センサは、３相エンコーダである。他の実施形態では、モータ回転角センサは、２相エンコーダであってもよいし、その他、ロータの回転位置を検出可能なものであれば、レゾルバ等であってもよい。上記実施形態では、出力軸センサとしてポテンショメータを例示した。他の実施形態では、出力軸センサとして、ポテンショメータ以外のものを用いてもよいし、出力軸センサを省略してもよい。

上記実施形態では、モータは、永久磁石式の３相ブラシレスモータである。他の実施形態では、モータは、ＳＲモータ等であってもよい。上記実施形態では、ディテントプレートには４つの谷部が設けられる。他の実施形態では、谷部の数は４つに限らず、いくつであってもよい。例えば、ディテントプレートの谷部を２つとし、ＰレンジとｎｏｔＰレンジとを切り替えるものとしてもよい。また、上記実施形態では、ＰＲ間の山部２２６が、他の山部２２７、２２８より高く形成される。他の実施形態では、ＰＲ間の山部２２６は、他の山部２２７、２２８と同じ高さであってもよい。また、シフトレンジ切替機構やパーキングロック機構等は、上記実施形態と異なっていてもよい。

上記実施形態では、モータ軸と出力軸との間に減速機が設けられる。減速機の詳細について、上記実施形態では言及していないが、例えば、サイクロイド歯車、遊星歯車、モータ軸と略同軸の減速機構から駆動軸へトルクを伝達する平歯歯車を用いたものや、これらを組み合わせて用いたもの等、どのような構成であってもよい。また、他の実施形態では、モータ軸と出力軸との間の減速機を省略してもよいし、減速機以外の機構を設けてもよい。

本開示に記載の制御部及びその手法は、コンピュータプログラムにより具体化された一つ乃至は複数の機能を実行するようにプログラムされたプロセッサ及びメモリを構成することによって提供された専用コンピュータにより、実現されてもよい。あるいは、本開示に記載の制御部及びその手法は、一つ以上の専用ハードウェア論理回路によってプロセッサを構成することによって提供された専用コンピュータにより、実現されてもよい。もしくは、本開示に記載の制御部及びその手法は、一つ乃至は複数の機能を実行するようにプログラムされたプロセッサ及びメモリと一つ以上のハードウェア論理回路によって構成されたプロセッサとの組み合わせにより構成された一つ以上の専用コンピュータにより、実現されてもよい。また、コンピュータプログラムは、コンピュータにより実行されるインストラクションとして、コンピュータ読み取り可能な非遷移有形記録媒体に記憶されていてもよい。以上、本発明は、上記実施形態になんら限定されるものではなく、発明の趣旨を逸脱しない範囲において種々の形態で実施可能である。

１・・・シフトバイワイヤシステム（シフトレンジ切替システム）
１０・・・モータ（アクチュエータ） １５・・・出力軸
２０・・・シフトレンジ切替機構
２１・・・ディテントプレート（被駆動部材）
２２１〜２２４・・・谷部 ２２６〜２２８・・・山部
２６・・・ディテントローラ（係合部材）
４０・・・シフトレンジ制御装置
５０・・・ＥＣＵ
５２・・・目標設定部 ５４・・・駆動制御部
５５・・・異常監視部 ５６・・・報知部

Claims (7)

1. アクチュエータ（１０）と、
   前記アクチュエータにより駆動される出力軸（１５）と、
   複数の谷部（２２１〜２２４）および前記谷部を隔てる山部（２２６〜２２８）が形成され前記出力軸とともに回転する被駆動部材（２１）、前記アクチュエータの駆動により前記谷部を移動可能である係合部材（２６）、および、前記係合部材を前記谷部に嵌まり合う方向に付勢する付勢部材（２５）を有するシフトレンジ切替機構（２０）と、
   を備えるシフトレンジ切替システム（１）を制御するシフトレンジ制御装置であって、
   目標シフトレンジを設定する目標設定部（５２）と、
   前記目標シフトレンジに応じた前記谷部である目標谷部に前記係合部材が嵌まり合うように前記アクチュエータの駆動を制御する駆動制御部（５４）と、
   異常を監視する異常監視部（５５）と、
   を備え、
   前記駆動制御部は、前記係合部材が前記目標谷部に到達せずに停滞する停滞異常が確定した場合、前記係合部材を停滞位置から戻す側の前記谷部に前記係合部材が嵌まり合うように、前記アクチュエータの駆動を制御するシフトレンジ制御装置。
2. 前記目標設定部は、前記停滞異常が確定した場合、前記停滞位置およびレンジ切替開始前のシフトレンジの少なくとも一方に応じ、前記目標シフトレンジを再設定する請求項１に記載のシフトレンジ制御装置。
3. 前記目標設定部は、前記停滞異常が確定した場合、前記停滞位置から戻す側にて最も近い前記谷部に対応するレンジを、前記目標シフトレンジに再設定する請求項２に記載のシフトレンジ制御装置。
4. 前記停滞異常が確定した場合であって、前記係合部材を停滞位置から戻す側に非駆動レンジに対応する前記谷部がある場合、
   前記目標設定部は、前記非駆動レンジを、前記目標シフトレンジに再設定する請求項２に記載のシフトレンジ制御装置。
5. 前記停滞異常が確定した場合であって、レンジ切替開始前のシフトレンジがＰレンジである場合、前記非駆動レンジをＰレンジとし、
   前記目標設定部は、Ｐレンジを前記目標シフトレンジに再設定する請求項４に記載のシフトレンジ制御装置。
6. 前記停滞異常が確定した場合であって、レンジ切替開始から前記停滞位置に至るまでにＮレンジを通過していた場合、前記非駆動レンジをＮレンジとし、
   前記目標設定部は、Ｎレンジを前記目標シフトレンジに再設定する請求項４に記載のシフトレンジ制御装置。
7. ドライバ要求シフトレンジと切替完了後のシフトレンジとが異なっている場合、異常が生じていることをユーザに報知する報知部（５６）をさらに備え、
   前記報知部は、切替開始前のシフトレンジおよび切替完了後のシフトレンジに応じ、ユーザに報知する警告内容を異ならせる請求項１〜６のいずれか一項に記載のシフトレンジ制御装置。

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