JP2022040691A - シフトバイワイヤ装置 - Google Patents

Abstract

【課題】アクチュエータに供給される電圧が小さくなることに起因して、アクチュエータの駆動能力（効率）が低下するのを抑制することが可能なシフトバイワイヤ装置を提供する。【解決手段】このシフトバイワイヤ装置１００は、シフト位置に応じてシフト切り替えを行うシフト切替部材２０と、シフト切替部材２０を駆動するモータ１（アクチュエータ）と、を備える。また、シフトバイワイヤ装置１００は、モータ１を電気的に制御する制御基板１１と、制御基板１１に電力を供給する外部電源１０１とは別個に内部に設けられ、制御基板１１を介してモータ１に電力を供給する蓄電素子１２（内部電源）と、を備える。【選択図】図１

Description

本発明は、シフトバイワイヤ装置に関し、特に、シフト切替部材を駆動するアクチュエータを備えるシフトバイワイヤ装置に関する。

従来、シフト切替部材を駆動するアクチュエータを備えるシフトバイワイヤ装置が知られている（たとえば、特許文献１参照）。

上記特許文献１には、パーキングロック機構（シフト切替部材）を駆動するアクチュエータを制御するＳＢＷ－ＥＣＵが開示されている。ＳＢＷ－ＥＣＵは、主電源である第１電源または予備電源である第２電源から供給される電力によって作動する。ＳＢＷ－ＥＣＵは、電源切替部と、電源異常判定部とを含む。電源切替部は、第１電源からの第１電力の供給が失陥したことを電源異常判定部が判定した場合、電力を供給する電源を第２電源に切り替えるように構成されている。第１電源および第２電源の各々は、車両に備えられている。

特開２０１８－１１２２３８号公報

しかしながら、上記特許文献１のシフトバイワイヤ装置では、車両に備えられている（すなわちＳＢＷ－ＥＣＵの外部に設けられている）第２電源から、ＳＢＷ－ＥＣＵに電力が供給されている。このため、第２電源とＳＢＷ－ＥＣＵとを接続する配線（ワイヤハーネス）が比較的長くなることに起因して、第２電源の各々とＳＢＷ－ＥＣＵとの間の抵抗が大きくなる。さらに、ワイヤハーネスを接続するための端子が必要な分、抵抗がさらに大きくなる。このため、配線間の比較的大きい抵抗成分により、第２電源からアクチュエータに供給される（有効）電圧が小さくなる（電圧の低下が大きくなる）という不都合がある。この場合、アクチュエータの駆動能力（効率）が低下するという問題点がある。

この発明は、上記のような課題を解決するためになされたものであり、この発明の１つの目的は、アクチュエータに供給される電圧が小さくなることに起因して、アクチュエータの駆動能力（効率）が低下するのを抑制することが可能なシフトバイワイヤ装置を提供することである。

上記目的を達成するために、この発明の一の局面におけるシフトバイワイヤ装置は、シフト位置に応じてシフト切り替えを行うシフト切替部材と、シフト切替部材を駆動するアクチュエータと、アクチュエータを電気的に制御する制御基板と、制御基板に電力を供給する外部電源とは別個に内部に設けられ、制御基板を介してアクチュエータに電力を供給する内部電源と、を備える。

この発明の一の局面によるシフトバイワイヤ装置では、上記のように、外部電源とは別個の内部電源を、シフトバイワイヤ装置の内部に設ける。これにより、外部電源とは別個の電源がシフトバイワイヤ装置の外部に設けられる場合に比べて、外部電源とは別個の電源（内部電源）とシフトバイワイヤ装置（制御基板）との間の配線長を短くすることができる。これにより、内部電源と制御基板との間の抵抗を小さくすることができる。その結果、内部電源から（制御基板を介して）アクチュエータに供給される電圧が小さくなる（電圧の低下が大きくなる）のを抑制することができる。これにより、アクチュエータに供給される電圧が小さくなることに起因して、アクチュエータの駆動能力（効率）が低下するのを抑制することができる。

上記一の局面によるシフトバイワイヤ装置において、好ましくは、内部電源は、外部電源から出力される電力により充電される蓄電素子を含み、蓄電素子は、外部電源により充電された電力を制御基板を介してアクチュエータに供給するように構成されている。

このように構成すれば、内部電源の電力を外部電源の電力を用いて容易に生成することができる。

上記内部電源が蓄電素子を含むシフトバイワイヤ装置において、好ましくは、制御基板は、ワイヤハーネスを介して外部電源と電気的に接続されているとともに、ワイヤハーネスを介して外部電源から供給される電力をアクチュエータに供給するための配線経路である駆動系経路を含み、駆動系経路と蓄電素子とを電気的に接続するバスバーをさらに備え、蓄電素子は、ワイヤハーネスを介して外部電源から駆動系経路に供給される電力がバスバーを介して供給されることにより充電されるように構成されている。

このように構成すれば、駆動系経路と蓄電素子とがバスバーにより電気的に接続されるので、駆動系経路と蓄電素子とがワイヤハーネスにより電気的に接続される場合に比べて、使用されるワイヤハーネスの量を低減することができる。その結果、蓄電素子をワイヤハーネスに接続するための端子が不要となり、蓄電素子と制御基板との間の抵抗をさらに小さくすることができる。

上記内部電源が蓄電素子を含むシフトバイワイヤ装置において、好ましくは、制御基板は、外部電源と蓄電素子との間に設けられ、外部電源から出力される電力による蓄電素子の充電状態を制御する充電制御回路を含む。

このように構成すれば、蓄電素子の充電状態をシフトバイワイヤ装置（充電制御回路）により自立的に制御することができる。その結果、外部電源が設けられる車両側において蓄電素子の充電を制御する場合に比べて、車両側の制御を簡略化することができる。

上記内部電源が蓄電素子を含むシフトバイワイヤ装置において、好ましくは、蓄電素子は、アクチュエータに電力を供給する第１蓄電素子と、第１蓄電素子とは独立して設けられ、第１蓄電素子が異常である場合にアクチュエータに電力を供給する第２蓄電素子と、を含む。

このように構成すれば、第１蓄電素子が異常になった場合でも、第２蓄電素子によりアクチュエータに電力を供給することができる。

上記一の局面によるシフト装置において、好ましくは、制御基板を収容する筐体部をさらに備え、筐体部は、内部電源をさらに収容するように構成されている。

このように構成すれば、制御基板と内部電源とが筐体部の外部に露出されていないので、制御基板と内部電源との間の配線を、絶縁被覆されていないバスバーにより容易に構成することができる。また、内部電源が筐体部の外部に配置されている場合に比べて、制御基板と内部電源との間の配線をより短くすることができる。

なお、上記一の局面によるシフトバイワイヤ装置において、以下のような構成も考えられる。

（付記項１）
すなわち、上記筐体部を備えるシフトバイワイヤ装置において、好ましくは、アクチュエータは、筐体部に収容されているとともに、アクチュエータ用バスバーにより制御基板と電気的に接続されている。

このように構成すれば、制御基板とアクチュエータとが筐体部の外部に露出されていないので、制御基板とアクチュエータとの間の配線を、絶縁被覆されていないバスバーにより容易に構成することができる。また、アクチュエータが筐体部の外部に配置されている場合に比べて、制御基板とアクチュエータとの間の配線をより短くすることができる。

（付記項２）
上記内部電源が蓄電素子を含むシフトバイワイヤ装置において、好ましくは、アクチュエータは、外部電源からは電力が供給されずに、外部電源から出力される電力により充電された内部電源から電力が供給されるように構成されている。

このように構成すれば、外部電源において電圧変動が生じた場合でも、アクチュエータに供給される電圧が変動するのを抑制することができる。

（付記項３）
上記制御基板が充電制御回路を含むシフトバイワイヤ装置において、好ましくは、充電制御回路は、前記内部電源の出力電圧を、所定の電圧値に維持するように構成されている。

このように構成すれば、内部電源からアクチュエータに電力が供給される場合に、アクチュエータに供給される電圧を所定の電圧値に維持することができる。

（付記項４）
上記制御基板が充電制御回路を含むシフトバイワイヤ装置において、好ましくは、制御基板は、アクチュエータを駆動するアクチュエータ駆動回路と、アクチュエータ駆動回路と充電制御回路との間に設けられ、蓄電素子からアクチュエータへの電力の供給を制御する駆動制御回路と、をさらに含む。

このように構成すれば、充電制御回路を制御することにより蓄電素子に充電された電力を、駆動制御回路により適切に制御してアクチュエータに供給することができる。

第１実施形態によるシフトバイワイヤ装置の構成を示すブロック図である。 第１実施形態によるシフトバイワイヤ装置の構成を示す断面図である。 第２実施形態によるシフトバイワイヤ装置の構成を示すブロック図である。

以下、本発明の実施形態を図面に基づいて説明する。

［第１実施形態］
図１および図２を参照して、第１実施形態におけるシフトバイワイヤ装置１００の構成について説明する。シフトバイワイヤ装置１００は、電気自動車などの車両に搭載される。

図１および図２に示すように、車両では、乗員（運転者）がシフトレバー（またはシフトスイッチ）などの操作部を介してシフトの切替操作を行った場合に、変速機構部に対する電気的なシフト切替制御が行われる。すなわち、操作部に設けられたシフトセンサを介してシフトレバーの位置がシフトバイワイヤ装置１００に入力される。そして、シフトバイワイヤ装置１００に設けられた専用の制御基板１１から送信される制御信号に基づいて、乗員のシフト操作に対応したＰ（パーキング）位置、Ｒ（リバース）位置、Ｎ（ニュートラル）位置およびＤ（ドライブ）位置のいずれかのシフト位置に変速機構部が切り替えらえる。このようなシフト切替制御は、シフトバイワイヤと呼ばれる。なお、Ｐ、Ｒ、ＮおよびＤ位置の各々は、特許請求の範囲の「シフト位置」の一例である。

シフトバイワイヤ装置１００は、モータ１と、シフト位置（Ｐ、Ｒ、ＮおよびＤ）に応じてシフト切り替えを行うシフト切替部材２０と、を備える。モータ１は、シフト切替部材２０を駆動するように構成されている。また、モータ１は、ＩＰＭ（Ｉｎｔｅｒｉｏｒ Ｐｅｒｍａｎｅｎｔ Ｍａｇｎｅｔ）式のブラシレス三相モータである。なお、モータ１は、特許請求の範囲の「アクチュエータ」の一例である。

シフトバイワイヤ装置１００は、ＥＣＵ（Ｅｌｅｃｔｒｏｎｉｃ Ｃｏｎｔｒｏｌ Ｕｎｉｔ）１０を備える。ＥＣＵ１０は、モータ１を電気的に制御する制御基板１１を含む。制御基板１１は、基板に電子部品が実装された基板部品である。

図２に示すように、シフトバイワイヤ装置１００は、制御基板１１を収容する筐体部３０を備える。

ここで、本実施形態では、モータ１は、筐体部３０に収容されている。また、モータ１は、バスバー１ａ（図１参照）により制御基板１１と電気的に接続されている。具体的には、モータ１は、３相のバスバー１ａにより、後述するアクチュエータ駆動回路１５と電気的に接続されている。

制御基板１１とモータ１とが筐体部３０の外部に露出されていないので、制御基板１１とモータ１との間の配線を、絶縁被覆されていないバスバー１ａにより容易に構成することが可能である。また、モータ１が筐体部３０の外部に配置されている場合に比べて、制御基板１１とモータ１との間の配線をより短くすることが可能である。

図１に示すように、制御基板１１は、ワイヤハーネス１０１ａを介して外部電源１０１と電気的に接続されている。外部電源１０１は、制御基板１１に電力を供給するように構成されている。なお、ワイヤハーネス１０１ａと制御基板１１とは、図示しない接続端子を介して接続されている。なお、外部電源１０１は、たとえばリチウムイオンバッテリにより構成される。

また、制御基板１１は、ワイヤハーネス１０１ａを介して外部電源１０１から供給される電力をモータ１に供給するための配線経路である駆動系経路１０ａを含む。なお、駆動系経路１０ａとは、外部電源１０１からモータ１までの経路全体を意味する。

また、シフトバイワイヤ装置１００（ＥＣＵ１０）には、制御系電源１１ａが設けられている。制御系電源１１ａは、ＥＣＵ１０（制御基板１１）および後述するＭＣＵ１７等の制御系ＩＣ部品に電流（電力）を供給するように構成されている。なお、制御系電源１１ａは、制御基板１１に実装されている。

制御系電源１１ａは、外部電源１０１から電力が供給されている。また、制御基板１１には、制御系電源１１ａから外部電源１０１に電流が逆流するのを防止するダイオード１１ｂが設けられている。なお、図示は省略するが、制御系電源１１ａには、後述する蓄電素子１２からも図示しないダイオードを介して電力が供給されるように構成されている。これにより、外部電源１０１の異常時にも、蓄電素子１２の電力が制御系電源１１ａに供給されるので、制御系回路（後述するＭＣＵ１７等）が停止するのを防止することが可能である。なお、制御系電源１１ａは、外部電源１０１（蓄電素子１２）から供給される１２Ｖの電圧を５Ｖの電圧に変換するように構成されている。

ここで、本実施形態では、制御基板１１を介してモータ１に電力を供給する蓄電素子１２を備える。蓄電素子１２は、外部電源１０１とは別個に内部に設けられている。すなわち、蓄電素子１２は、ＥＣＵ１０の内部に設けられている。言い換えると、蓄電素子１２は、ＥＣＵ１０の構成部品である。なお、蓄電素子１２は、特許請求の範囲の「内部電源」の一例である。

蓄電素子１２は、外部電源１０１から出力される電力により充電されるように構成されている。蓄電素子１２は、第１蓄電素子１２ａと、第１蓄電素子１２ａとは独立して設けられる第２蓄電素子１２ｂとを含む。

また、蓄電素子１２（第１蓄電素子１２ａおよび第２蓄電素子１２ｂ）は、たとえば、長寿命の蓄電素子であるリチウムイオンキャパシタまたはリチウムイオンバッテリなどにより構成されている。また、蓄電素子１２の容量は、少なくとも２回のＰ操作（パーキング操作）を行うことが可能な大きさであることが望ましい。たとえば、蓄電素子１２の容量は、数Ｆである。ここで、蓄電素子１２は、通常時には小電流通電するとともに、作動時には大電流通電（放電）する。したがって、蓄電素子１２が少なくとも２回のＰ操作（パーキング操作）を行うことが可能な容量を有することにより、車両の走行時に外部電源１０１からの電力供給が途絶えた場合でも、蓄電素子１２に充電されている電力を用いて少なくとも１回のＰ操作を行うことが可能となる。

ここで、本実施形態では、蓄電素子１２は、外部電源１０１により充電された電力を制御基板１１を介してモータ１に供給するように構成されている。具体的には、第１蓄電素子１２ａは、モータ１に電力を供給するように構成されている。一方、第２蓄電素子１２ｂは、第１蓄電素子１２ａが異常である場合にモータ１に電力を供給するように構成されている。すなわち、第２蓄電素子１２ｂは、蓄電素子１２によるモータ１への電力供給の信頼性を保つために設けられた冗長的な素子である。

また、モータ１は、外部電源１０１からは電力が供給されずに、外部電源１０１から出力される電力により充電された蓄電素子１２から電力が供給されるように構成されている。すなわち、外部電源１０１は、直接的にモータ１を駆動するために設けられておらず、蓄電素子１２を充電する（および制御系電源１１ａに電力を供給する）ために設けられている。また、モータ１は、常時、蓄電素子１２に充電された電力により駆動されるように構成されている。これにより、外部電源１０１が異常になった場合等に、モータ１に電力を供給する電源を外部電源１０１から蓄電素子１２に切り替えるといった複雑な制御ロジックが不要となる。その結果、外部電源１０１が異常になった場合等におけるＥＣＵ１０の処理を簡易にすることが可能である。また、蓄電素子１２を外部電源１０１の異常時のみに使用する場合に比べて、蓄電素子１２の利用効率（利用頻度）を向上させることが可能である。また、外部電源１０１において電圧変動が生じた場合でも、モータ１に供給される電圧が変動するのを抑制することが可能である。

また、制御基板１１は、充電制御回路１３と、駆動制御回路１４と、アクチュエータ駆動回路１５と、を含む。充電制御回路１３は、外部電源１０１と蓄電素子１２との間に設けられている。また、駆動制御回路１４は、アクチュエータ駆動回路１５と充電制御回路１３との間に設けられている。充電制御回路１３と駆動制御回路１４とアクチュエータ駆動回路１５とは直列に接続されている。

ここで、本実施形態では、充電制御回路１３は、外部電源１０１から出力される電力による蓄電素子１２の充電状態を制御するように構成されている。具体的には、充電制御回路１３は、蓄電素子１２の出力電圧を、所定の電圧値（たとえば１２Ｖ）に維持するように構成されている。すなわち、外部電源１０１の出力電圧が変動した場合でも、充電制御回路１３により蓄電素子１２からの出力電圧が所定の電圧値に維持される。その結果、モータ１に供給される電圧を所定の電圧値に維持することが可能である。

また、蓄電素子１２からモータ１に流れる電流は、モータ１を駆動するために比較的大きくする（たとえば３０Ａ程度）必要がある。一方、外部電源１０１から蓄電素子１２に流れる電流は、蓄電素子１２を充電するためにのみ使用されるので、比較的小さくする（たとえば３Ａ）ことが可能である。これにより、充電制御回路１３に用いられる素子として、小電流対応の素子を選定することが可能である。その結果、充電制御回路１３に用いられる素子を小型化することが可能である。

また、外部電源１０１から蓄電素子１２に流れる電流が比較的小さくなるので、外部電源１０１から瞬間的に大電流が流れる場合に比べて、車両に備えられる他のＥＣＵとの協調制御を容易に行うことが可能である。

また、蓄電素子１２をＥＣＵ１０（筐体部３０）に内蔵させることにより、蓄電素子１２と制御基板１１とを電気的に接続するのにワイヤハーネスを用いる必要がなくなる。その結果、蓄電素子１２からモータ１までの抵抗を比較的小さくすることが可能となる。これにより、蓄電素子１２からモータ１までの抵抗が小さくなる分、蓄電素子１２からモータ１までに配置されている素子（たとえば駆動制御回路１４およびアクチュエータ駆動回路１５に用いられる素子）として高抵抗の素子を用いても、蓄電素子１２からモータ１までの全体的な抵抗が大きくなるのを容易に抑制することが可能である。

また、駆動制御回路１４は、蓄電素子１２からモータ１への電力の供給を制御するように構成されている。具体的には、駆動制御回路１４は、モータ１の駆動要求（トルク・電流・回転数など）に合わせて、内部のスイッチング素子のオンオフがタイミングよく制御される。これにより、充電制御回路１３を制御することにより蓄電素子１２に充電された電力を、駆動制御回路１４により適切に制御してモータ１に供給することが可能である。

また、モータ１からの回生電流が発生した場合、駆動制御回路１４の制御機能により、蓄電素子１２への回生が可能である。具体的には、モータ１の制御および蓄電素子１２の管理（制御）は全てＥＣＵ１０により行われるので、蓄電素子１２にエネルギーを回収する目的の回生制御を容易に行うことが可能である。その結果、車両側において回生が行われるのを抑制することが可能である。これにより、回生エネルギーが車両側において消費されるのを抑制することが可能である。

また、蓄電素子１２と駆動系経路１０ａとは後述するバスバー１８を介して接続されているので、ワイヤハーネスを介して蓄電素子１２と駆動系経路１０ａとが接続されている場合に比べて、回路インピーダンスが低い。その結果、回生時の逆起電圧によって駆動系経路１０ａに生じる回生電圧（リップル）を低減することが可能である。なお、回生電圧（リップル）は、回生電流と回路インピーダンスとの積により算出されるので、同じ大きさの回生電流であれば回路インピーダンスが低い方が回生電圧（リップル）を低減することが可能である。

また、アクチュエータ駆動回路１５は、蓄電素子１２から供給される直流電力（電圧）を、アクチュエータ（モータ１）に適する駆動電力（電圧）に変換する。たとえば、アクチュエータ駆動回路１５は、アクチュエータ（モータ１）が３相ブラシレスモータの場合は、蓄電素子１２から供給される直流電力（電圧）を、３相の交流電力（電圧）に変換するように構成されている。すなわち、アクチュエータ駆動回路１５は、３相のインバータ回路である。

また、シフトバイワイヤ装置１００（ＥＣＵ１０）には、平滑用のキャパシタ１６が設けられている。キャパシタ１６は、駆動制御回路１４とアクチュエータ駆動回路１５との間の駆動系経路１０ａと電気的に接続されている。キャパシタ１６は、充電制御回路１３によって、蓄電素子１２と共に充電される。したがって、キャパシタ１６には、充電制御回路１３からの比較的小さい充電電流が流れる。これにより、キャパシタ１６にインラッシュ電流（初期充電時等に発生する定格電流よりも大きなキャパシタ充電電流）が流れ込むのを抑制することが可能である。その結果、インラッシュ電流を抑制するために予め駆動系経路１０ａとは別ルートでキャパシタ１６を充電するためのプリチャージ回路を設ける必要がない。

シフトバイワイヤ装置１００（ＥＣＵ１０）には、ＭＣＵ（Ｍｉｃｒｏ Ｃｏｎｔｒｏｌｌｅｒ Ｕｎｉｔ）１７が設けられている。ＭＣＵ１７は、ＥＣＵ１０に設けられる全ての部品を制御するように構成されている。たとえば、ＭＣＵ１７は、充電制御回路１３、駆動制御回路１４、およびアクチュエータ駆動回路１５の各々を構成するスイッチング素子のオンオフを制御する。

また、ＭＣＵ１７は、ＥＣＵ１０の外部に設けられる電源管理ＰＣＵ（Ｐｏｗｅｒ Ｃｏｎｔｒｏｌｌｅｒ Ｕｎｉｔ）１０２と通信している。電源管理ＰＣＵ１０２は、外部電源１０１による電力供給の制御を行っている。電源管理ＰＣＵ１０２により外部電源１０１による電力供給および蓄電素子１２による電力供給の両方を制御する場合と異なり、蓄電素子１２による電力供給はＥＣＵ１０（ＭＣＵ１７）により自立的に制御されるので、電源管理ＰＣＵ１０２の制御負荷を軽減することが可能である。

また、図２に示すように、筐体部３０は、蓄電素子１２を収容するように構成されている。具体的には、蓄電素子１２、制御基板１１およびモータ１は、筐体部３０内において一体的に構成されている。なお、図２における蓄電素子１２は概略的に図示したものであり、蓄電素子１２の配置位置および大きさ等はこれに限られない。

具体的には、シフトバイワイヤ装置１００（ＥＣＵ１０）は、駆動系経路１０ａと蓄電素子１２（第１蓄電素子１２ａおよび第２蓄電素子１２ｂ）とを電気的に接続するバスバー１８を備える。詳細には、蓄電素子１２は、バスバー１８により、充電制御回路１３と駆動制御回路１４との間の駆動系経路１０ａと電気的に接続されている。

ここで、本実施形態では、蓄電素子１２は、ワイヤハーネス１０１ａを介して外部電源１０１から駆動系経路１０ａに供給される電力がバスバー１８を介して供給されることにより充電されるように構成されている。また、蓄電素子１２に充電された電力は、バスバー１８を介してモータ１（駆動系経路１０ａ）に供給（出力）される。

また、蓄電素子１２は、駆動系経路１０ａの大容量キャパシタとして機能するので、駆動系経路１０ａに生じる電圧リップルを低減することが可能である。

（第１実施形態の効果）
第１実施形態では、以下のような効果を得ることができる。

第１実施形態では、上記のように、制御基板１１に電力を供給する外部電源１０１とは別個に内部に設けられ、制御基板１１を介してモータ１（アクチュエータ）に電力を供給する蓄電素子１２（内部電源）を備えるように、シフトバイワイヤ装置１００を構成する。これにより、外部電源１０１とは別個の電源がシフトバイワイヤ装置１００の外部に設けられる場合に比べて、外部電源１０１とは別個の電源（蓄電素子１２）とシフトバイワイヤ装置１００（制御基板１１）との間の配線長を短くすることができる。これにより、蓄電素子１２と制御基板１１との間の抵抗を小さくすることができる。その結果、蓄電素子１２から（制御基板１１を介して）モータ１に供給される電圧が小さくなる（電圧の低下が大きくなる）のを抑制することができる。これにより、モータ１に供給される電圧が小さくなることに起因して、モータ１の駆動能力（効率）が低下するのを抑制することができる。

また、第１実施形態では、上記のように、蓄電素子１２が、外部電源１０１により充電された電力を制御基板１１を介してモータ１（アクチュエータ）に供給するように、シフトバイワイヤ装置１００を構成する。これにより、蓄電素子１２の電力を外部電源１０１の電力を用いて容易に生成することができる。

また、第１実施形態では、上記のように、蓄電素子１２を、ワイヤハーネス１０１ａを介して外部電源１０１から駆動系経路１０ａに供給される電力がバスバー１８を介して供給されることにより充電されるように構成する。これにより、駆動系経路１０ａと蓄電素子１２とがバスバー１８により電気的に接続されるので、駆動系経路１０ａと蓄電素子１２とがワイヤハーネスにより電気的に接続される場合に比べて、使用されるワイヤハーネスの量を低減することができる。その結果、蓄電素子１２をワイヤハーネスに接続するための端子が不要となり、蓄電素子１２と制御基板１１との間の抵抗をさらに小さくすることができる。

また、第１実施形態では、上記のように、制御基板１１が、外部電源１０１と蓄電素子１２との間に設けられ、外部電源１０１から出力される電力による蓄電素子１２の充電状態を制御する充電制御回路１３を含むように、シフトバイワイヤ装置１００を構成する。これにより、蓄電素子１２の充電状態をシフトバイワイヤ装置１００（充電制御回路１３）により自立的に制御することができる。その結果、外部電源１０１が設けられる車両側において蓄電素子１２の充電を制御する場合に比べて、車両側の制御を簡略化することができる。

また、第１実施形態では、上記のように、蓄電素子１２は、モータ１（アクチュエータ）に電力を供給する第１蓄電素子１２ａと、第１蓄電素子１２ａとは独立して設けられ、第１蓄電素子１２ａが異常である場合にモータ１に電力を供給する第２蓄電素子１２ｂと、を含むように、シフトバイワイヤ装置１００を構成する。これにより、第１蓄電素子１２ａが異常になった場合でも、第２蓄電素子１２ｂによりモータ１に電力を供給することができる。

また、第１実施形態では、上記のように、筐体部３０が、蓄電素子１２（内部電源）を収容するように、シフトバイワイヤ装置１００を構成する。これにより、制御基板１１と蓄電素子１２とが筐体部３０の外部に露出されていないので、制御基板１１と蓄電素子１２との間の配線を、絶縁被覆されていないバスバー１８により容易に構成することができる。また、蓄電素子１２が筐体部３０の外部に配置されている場合に比べて、制御基板１１と蓄電素子１２との間の配線をより短くすることができる。

［第２実施形態］
図３を参照して、第２実施形態について説明する。この第２実施形態では、蓄電素子１２に充電された電力を常時モータ１に供給する上記第１実施形態とは異なり、外部電源１０１の異常時に蓄電素子２２からの電力の供給が行われる。なお、上記第１実施形態と同様の構成については、図中において同じ符号を付して図示し、その説明を省略する。

図３を参照して、シフトバイワイヤ装置２００の構成について説明する。

図３に示すように、シフトバイワイヤ装置２００は、ＥＣＵ１１０を備える。ＥＣＵ１１０は、モータ１を電気的に制御する制御基板１１１を含む。制御基板１１１は、基板に電子部品が実装された基板部品である。

制御基板１１１は、ワイヤハーネス１０１ａを介して外部電源１０１から供給される電力をモータ１に供給するための配線経路である駆動系経路１１０ａを含む。なお、駆動系経路１１０ａとは、外部電源１０１からモータ１までの経路全体を意味する。すなわち、駆動系経路１１０ａには、充電制御回路１３と駆動制御回路１４とが設けられる経路も含まれる。

ここで、第２実施形態では、制御基板１１１を介してモータ１に電力を供給する蓄電素子２２を備える。蓄電素子２２は、外部電源１０１とは別個に内部に設けられている。すなわち、蓄電素子２２は、ＥＣＵ１１０の内部に設けられている。言い換えると、蓄電素子２２は、ＥＣＵ１１０の構成部品である。なお、蓄電素子２２は、特許請求の範囲の「内部電源」の一例である。

蓄電素子２２は、外部電源１０１から出力される電力により充電されるように構成されている。第２実施形態では、蓄電素子２２は単一のセルにより構成されている例を示すが、上記第１実施形態と同様に互いに独立した複数のセルを含んでいてもよい。

また、制御基板１１１は、充電制御回路１３と、駆動制御回路１４と、外部電源駆動制御回路２５と、アクチュエータ駆動回路１５と、を含む。外部電源駆動制御回路２５は、外部電源１０１とアクチュエータ駆動回路１５との間に設けられている。また、外部電源駆動制御回路２５は、充電制御回路１３と駆動制御回路１４との直列回路と並列に接続されている。

シフトバイワイヤ装置２００（ＥＣＵ１１０）には、ＭＣＵ２７が設けられている。ＭＣＵ２７は、ＥＣＵ１１０に設けられる全ての部品を制御するように構成されている。たとえば、ＭＣＵ２７は、外部電源駆動制御回路２５、充電制御回路１３、駆動制御回路１４、およびアクチュエータ駆動回路１５の各々を構成するスイッチング素子のオンオフを制御する。また、ＭＣＵ２７は、電源管理ＰＣＵ１０２と通信している。

ここで、第２実施形態では、外部電源駆動制御回路２５が制御されることにより、外部電源１０１の電力の一部がモータ１（アクチュエータ駆動回路１５）に供給されている。また、充電制御回路１３が制御されることにより、外部電源１０１の電力の一部が蓄電素子２２に供給されている。すなわち、蓄電素子２２は、外部電源１０１の電力により充電されている。

第２実施形態では、通常時は、外部電源１０１の電力が直接的にモータ１に供給される。そして、ＥＣＵ１１０は、外部電源１０１の異常時に、外部電源１０１の故障を検知する。その結果、ＥＣＵ１１０は、蓄電素子２２に充電された電力によってモータ１に電力を供給する制御に切り替える。具体的には、ＥＣＵ１１０（ＭＣＵ２７）は、外部電源１０１の異常時に、外部電源駆動制御回路２５を制御する（閉状態にする）ことにより外部電源１０１からの電力を遮断するとともに、駆動制御回路１４を制御する（開状態にする）ことにより蓄電素子２２からの電力をモータ１（アクチュエータ駆動回路１５）に供給する制御を行う。

蓄電素子２２は、上記第１実施形態と異なり通常時にモータ１に電力を供給しない一方で、上記第１実施形態と同様に、通常時においても、キャパシタ１６へのインラッシュ電流の低減、駆動系経路１１０ａの電圧リップルの低減、車両側における回生の抑制等の機能を有する。

また、シフトバイワイヤ装置２００（ＥＣＵ１１０）は、駆動系経路１１０ａと蓄電素子２２とを電気的に接続するバスバー２８を備える。詳細には、蓄電素子２２は、バスバー２８により、充電制御回路１３と駆動制御回路１４との間の駆動系経路１１０ａと電気的に接続されている。

なお、第２実施形態のその他の構成は、上記第１実施形態と同様である。

（第２実施形態の効果）
第２実施形態では、以下のような効果を得ることができる。

第２実施形態では、上記のように、制御基板１１１に電力を供給する外部電源１０１とは別個に内部に設けられ、制御基板１１１を介してモータ１（アクチュエータ）に電力を供給する蓄電素子２２（内部電源）を備えるように、シフトバイワイヤ装置２００を構成する。これにより、外部電源１０１とは別個の電源がシフトバイワイヤ装置２００の外部に設けられる場合と異なり、ワイヤハーネスを介して蓄電素子２２とシフトバイワイヤ装置２００（制御基板１１１）とを接続する必要がない。その結果、蓄電素子２２と制御基板１１１との間の配線長を短くすることができる。これにより、蓄電素子２２と制御基板１１１との間の抵抗を小さくすることができる。また、蓄電素子２２の接続にワイヤハーネスが用いられないので、蓄電素子２２をワイヤハーネスに接続するための端子が不要となり、蓄電素子２２と制御基板１１との間の抵抗をさらに小さくすることができる。これにより、蓄電素子２２から（制御基板１１１を介して）モータ１に供給される電圧が小さくなる（電圧の低下が大きくなる）のを抑制することができる。その結果、モータ１に供給される電圧が小さくなることに起因して、モータ１の駆動能力（効率）が低下するのを抑制することができる。

なお、第２実施形態のその他の効果は、上記第１実施形態と同様である。

［変形例］
今回開示された実施形態は、全ての点で例示であり制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は上記実施形態の説明ではなく特許請求の範囲によって示され、さらに特許請求の範囲と均等の意味および範囲内での全ての変更（変形例）が含まれる。

たとえば、上記第１および第２実施形態では、外部電源１０１により充電される蓄電素子１２（２２）（内部電源）が備えられる例を示したが、本発明はこれに限られない。充電式ではない直流電源がシフトバイワイヤ装置の内部に備えられていてもよい。

たとえば、上記第１および第２実施形態では、蓄電素子１２（２２）（内部電源）は、バスバー１８（２８）を介して制御基板１１（１１１）に接続される例を示したが、本発明はこれに限られない。蓄電素子１２（２２）が制御基板１１（１１１）に実装されていてもよい。

また、上記第１実施形態では、蓄電素子１２が第１蓄電素子１２ａと第２蓄電素子１２ｂとの２つの蓄電素子を含む例を示したが、本発明はこれに限られない。蓄電素子１２が１つ、または、３つ以上の蓄電素子により構成されていてもよい。

また、上記第１および第２実施形態では、アクチュエータとしてモータ１がシフトバイワイヤ装置１００（２００）に備えられる例を示したが、本発明はこれに限られない。アクチュエータとしてソレノイドが備えられていてもよい。

また、上記第１および第２実施形態では、モータ１（アクチュエータ）が筐体部３０の内部に設けられる例を示したが、本発明はこれに限られない。モータ１が筐体部３０の外部に設けられていてもよい。

また、上記第１および第２実施形態では、モータ１（アクチュエータ）が３相モータである例を示したが、本発明はこれに限られない。モータ１が単相モータであってもよい。

また、上記第１および第２実施形態では、車両が電気自動車である例を示したが、本発明はこれに限られない。車両が、エンジンのみの自動車、または、ハイブリッド車であってもよい。エンジンのみの自動車である場合、外部電源および蓄電素子（内部電源）として、それぞれ、エンジンオルタネータおよび鉛電池が用いられる。また、ハイブリッド車である場合、外部電源としてエンジンオルタネータが用いられるとともに、蓄電素子（内部電源）として鉛電池、リチウムイオンバッテリ、またはリチウムイオンキャパシタが用いられる。

１ モータ（アクチュエータ）
１０ａ、１１０ａ 駆動系経路
１１、１１１ 制御基板
１２、２２ 蓄電素子（内部電源）
１２ａ 第１蓄電素子
１２ｂ 第２蓄電素子
１３ 充電制御回路
１８、２８ バスバー
２０ シフト切替部材
３０ 筐体部
１００、２００ シフトバイワイヤ装置
１０１ 外部電源
１０１ａ ワイヤハーネス

Claims (6)

1. シフト位置に応じてシフト切り替えを行うシフト切替部材と、
   前記シフト切替部材を駆動するアクチュエータと、
   前記アクチュエータを電気的に制御する制御基板と、
   前記制御基板に電力を供給する外部電源とは別個に内部に設けられ、前記制御基板を介して前記アクチュエータに電力を供給する内部電源と、を備える、シフトバイワイヤ装置。
2. 前記内部電源は、前記外部電源から出力される電力により充電される蓄電素子を含み、
   前記蓄電素子は、前記外部電源により充電された電力を前記制御基板を介して前記アクチュエータに供給するように構成されている、請求項１に記載のシフトバイワイヤ装置。
3. 前記制御基板は、ワイヤハーネスを介して前記外部電源と電気的に接続されているとともに、前記ワイヤハーネスを介して前記外部電源から供給される電力を前記アクチュエータに供給するための配線経路である駆動系経路を含み、
   前記駆動系経路と前記蓄電素子とを電気的に接続するバスバーをさらに備え、
   前記蓄電素子は、前記ワイヤハーネスを介して前記外部電源から前記駆動系経路に供給される電力が前記バスバーを介して供給されることにより充電されるように構成されている、請求項２に記載のシフトバイワイヤ装置。
4. 前記制御基板は、前記外部電源と前記蓄電素子との間に設けられ、前記外部電源から出力される電力による前記蓄電素子の充電状態を制御する充電制御回路を含む、請求項２または３に記載のシフトバイワイヤ装置。
5. 前記蓄電素子は、前記アクチュエータに電力を供給する第１蓄電素子と、前記第１蓄電素子とは独立して設けられ、前記第１蓄電素子が異常である場合に前記アクチュエータに電力を供給する第２蓄電素子と、を含む、請求項２～４のいずれか１項に記載のシフトバイワイヤ装置。
6. 前記制御基板を収容する筐体部をさらに備え、
   前記筐体部は、前記内部電源をさらに収容するように構成されている、請求項１～５のいずれか１項に記載のシフトバイワイヤ装置。

Images