JP6939461B2 - シフトレンジ切替システム - Google Patents

Description

本発明は、シフトレンジ切替システムに関する。

従来、運転者からのシフトレンジ切替要求に応じて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装置が知られている。例えば特許文献１では、２つの中間ギアの間に設けた所定量のガタを利用することで谷底の位置を学習している。

特開２０１６−７５３６４号公報

特許文献１では、ディテントスプリングの付勢力は、ローラ部が谷部に落ち込むように働く力である。シフトレンジ切替システムでは、レンジを切り替えるとき、ローラ部が山谷を移動していくのに伴い、スプリング荷重がモータトルクをアシストする方向に働く状態と、モータトルクを妨げる方向に働く状態とが繰り返し発生する。

駆動源として、コギングトルクが発生するモータを用いた場合、スプリング荷重による負荷トルクと、コギングトルクおよびモータフリクション等によるトルクとが釣り合うトルク釣り合い点が生じる。ここで、シフトレンジの切り替え中にモータを駆動できなくなるモータオフ故障が生じた場合、モータオフ故障発生時のモータ位置によっては、トルクが釣り合い、中間レンジにて出力軸が停止してしまうという新たな課題が見いだされた。出力軸が中間レンジにて停止すると、自動変速機にて適切な油圧を発生させることができず、自動変速機の故障につながる虞がある。

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、モータ駆動系統に異常が生じた場合であっても、自動変速機を保護可能であ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切替システムは、モータ（１０）と、駆動回路（４１、４２）と、出力軸（１５）と、シフトレンジ切替機構（２０）と、制御部（５０）と、を備える。モータは、モータ巻線（１１、１２）を有し、永久磁石によるコギングトルクが発生する。駆動回路は、モータ巻線への通電を切り替える。出力軸は、モータの回転軸であるモータ軸（１０５）の回転が伝達される。シフトレンジ切替機構（２０）は、谷部形成部材（２１）、係合部材（２６）および付勢部材（２５）を有する。谷部形成部材には、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、出力軸と一体に回転する。係合部材は、シフトレンジに応じた谷部に嵌まり合う。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。制御部は、モータの駆動を制御する。

モータ軸と出力軸との間には遊びが形成されており、遊びを利用して係合部材を谷部に落とすことが可能である。駆動回路、モータ巻線、および、駆動回路とモータ巻線とを接続する接続配線（７１、７２、７１０、７２０、７３、７４、７５１、７５２、７５５、７６１、７６２、７６５、７７１、７７２、７７５、７８、７９）をモータ駆動系統とする。係合部材が谷部から山部への移動中である山上り中にモータ駆動系統に異常が生じたとき、出力軸に伝達されるコギングトルクである出力軸コギングトルクおよび付勢部材の負荷トルクを含むトルクの釣り合いによって出力軸が停止する中間レンジ停止異常の発生確率を低減可能に構成されている。

制御部は、モータ駆動系統の一部が異常となったとき、レンジ切替実施判定を行い、レンジ切り替えの許可または禁止を選択する。制御部は、レンジ切替実施判定として、現在のシフトレンジを判定し、現在のシフトレンジがＰレンジ以外の場合、レンジ切り替えを許可し、現在のシフトレンジがＰレンジの場合、レンジ切り替えを禁止する。
これにより、係合部材の山上り中にモータ駆動系統に異常が生じた場合であっても、中間レンジ停止異常の発生確率が低減されるので、自動変速機を保護可能である。

第１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。 第１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。 第１実施形態によるモータおよびモータドライバを示す回路図である。 第１実施形態によるディテント機構の挙動を説明する説明図である。 第１実施形態によるディテント機構に加わるトルクを説明する説明図である。 第１実施形態による通電時間と出力軸停止位置との関係を示す説明図である。 第１実施形態において、所定時間通電後に通電をオフにした場合の実験結果を示すタイムチャートである。 第１実施形態による中間レンジ停止異常が発生している状態を示す模式図である。 第１実施形態によるモータ駆動系統を示す模式図である。 第１実施形態によるモータ制御処理を説明するフローチャートである。 第２実施形態によるモータ駆動系統を示す模式図である。 第３実施形態によるモータ駆動系統を示す模式図である。 第４実施形態によるモータ駆動系統を示す模式図である。 第５実施形態によるモータ駆動系統を示す模式図である。 第６実施形態によるモータ駆動系統を示す模式図である。 第７実施形態によるモータ駆動系統を示す模式図である。 第８実施形態によるモータ駆動系統を示す模式図である。 第９実施形態によるモータ駆動系統を示す模式図である。 第１０実施形態によるモータ駆動系統を示す模式図である。 第１１実施形態によるモータ駆動系統を示す模式図である。 第１２実施形態によるモータ駆動系統を示す模式図である。 第１３実施形態によるモータ駆動系統を示す模式図である。 第１４実施形態によるモータ制御処理を説明するフローチャートである。 第１５実施形態によるモータ制御処理を説明するフローチャートである。 第１６実施形態によるモータ制御処理を説明するフローチャートである。 第１７実施形態によるディテント機構に加わるトルクを説明する説明図である。

以下、シフトレンジ切替システムを図面に基づいて説明する。以下、複数の実施形態において、実質的に同一の構成には同一の符号を付して説明を省略する。
（第１実施形態）
第１実施形態によるシフトレンジ制御装置を図１〜図１０に示す。図１および図２に示すように、シフトレンジ切替システムとしての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、永久磁石式のＤＣブラシレスモータであって、コギングトルクが発生する。本明細書では、通電オフ時にも生じるコギングトルクおよびモータフリクション等によるトルクを、適宜「モータコギングトルク」と記載する。

図３に示すように、モータ１０は、２組のモータ巻線１１、１２を有する。第１モータ巻線１１は、Ｕ１コイル１１１、Ｖ１コイル１１２、および、Ｗ１コイル１１３を有する。第２モータ巻線１２は、Ｕ２コイル１２１、Ｖ２コイル１２２、および、Ｗ２コイル１２３を有する。

図２に示すように、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であるモータ角度θｍ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、所定角度ごとにＡ相およびＢ相のパルス信号を出力する。

減速機１４は、モータ１０の回転軸であるモータ軸１０５（図４参照）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の角度である出力軸角度θｓ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。実施形態では、モータ軸１０５と出力軸１５との間には、ギアバックラッシュ等の遊びが存在している。以下適宜、モータ軸１０５と出力軸１５との間の遊びの合計を、「ガタ」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、および、ディテントスプリング２５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。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１および図５に示すように、谷部形成部材である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、マニュアルバルブ２８を各レンジに対応する位置に保持するための４つの谷部２２１〜２２４が設けられる。谷部２２１〜２２４は、ディテントスプリング２５の先端側から、Ｐ（パーキング）レンジに対応するＰ谷部２２１、Ｒ（リバース）レンジに対応するＲ谷部２２２、Ｎ（ニュートラル）レンジに対応するＮ谷部２２３、Ｄ（ドライブ）レンジに対応するＤ谷部２２４の順に配列されている。

付勢部材であるディテントスプリング２５は、弾性変形可能な板状部材であり、先端に係合部材であるディテントローラ２６が設けられる。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。例えば、ＰレンジからＤレンジに切り替えるとき、ディテントプレート２１が正回転方向に回転することで、ディテントローラ２６は、Ｐ谷部２２１からＤ谷部２２４に移動し、Ｄ谷部２２４に嵌まり合う。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。

図６に示すように、領域Ｒｐは、Ｐ谷部２２１の中心よりＲ谷部２２２側の所定位置よりも反Ｒ谷部２２２側の領域であって、ディテントローラ２６が領域Ｒｐにある出力軸角度のとき、パーキングロック機構３０によるパーキングロックが保証されるＰロック保証範囲である。領域Ｒｒは、Ｒ谷部２２２の中心を含む所定範囲であって、ディテントローラ２６が領域Ｒｒにある出力軸角度のとき、自動変速機５にてＲレンジの油圧が保証されるＲ油圧発生範囲である。領域Ｒｄは、Ｄ谷部２２４の中心を含む所定範囲であって、ディテントローラ２６が領域Ｒｄにある出力軸角度のとき、自動変速機５にてＤレンジの油圧が保証されるＤ油圧発生範囲である。領域Ｒｎは、Ｎ谷部２２３の中心を含む所定範囲であって、ディテントローラ２６が領域Ｒｎにある出力軸角度のとき、自動変速機５の油路において、図示しない摩擦係合要素が係合されておらず、油圧が発生していないことが保証される範囲である。以下適宜、領域Ｒｐ、Ｒｒ、Ｒｎ、Ｒｄをレンジ保証領域とし、レンジ保証領域以外を中間レンジ領域とする。

図１に示すように、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。ディテントプレート２１が逆回転方向に揺動すると、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が逆回転方向に回転し、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、ディテントプレート２１が正回転方向に回転し、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、駆動回路としてのモータドライバ４１、４２、および、制御部としてのＥＣＵ５０等を有する。モータドライバ４１は、第１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、Ｕ１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、Ｖ１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、Ｗ１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。

モータドライバ４２は、第２モータ巻線１２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４２１〜４２６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４２１、４２４の接続点には、Ｕ２コイル１２１の一端が接続される。対になるＶ相のスイッチング素子４２２、４２５の接続点には、Ｖ２コイル１２２の一端が接続される。対になるＷ相のスイッチング素子４２３、４２６の接続点には、Ｗ２コイル１２３の一端が接続される。コイル１２１〜１２３の他端は、結線部１２５で結線される。本実施形態のスイッチング素子４１１〜４１６、４２１〜４２６は、ＭＯＳＦＥＴであるが、ＩＧＢＴ等の他の素子を用いてもよい。

第１モータドライバ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。第２モータドライバ４２とバッテリ４５との間には、モータリレー４７が設けられる。モータリレー４６、４７は、イグニッションスイッチ等である始動スイッチがオンされているときにオンされ、モータ１０側へ電力が供給される。また、モータリレー４６、４７は、始動スイッチがオフされているときにオフされ、モータ１０側への電力の供給が遮断される。バッテリ４５の高電位側には、バッテリ電圧Ｖｂを検出する電圧センサ４８が設けられる。

ＥＣＵ５０は、スイッチング素子４１１〜４１６、４２１〜４２６のオンオフ作動を制御し、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、マイコン５１（図９参照）等を有し、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、機能ブロックとして、駆動制御部５５、および、異常監視部５６等を備える。駆動制御部５５は、モータ角度θｍおよび出力軸角度θｓ等に基づき、モータ角度θｍが要求シフトレンジに応じて設定されるモータ角度目標値θｃｍｄにて停止するように、フィードバック制御等により、モータ１０の駆動を制御する。モータ１０の駆動制御の詳細は、どのようであってもよい。異常監視部５６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、レンジ切替中にモータ１０が停止するモータオフ故障の発生により、ディテントローラ２６が中間レンジ領域にて停止する中間レンジ停止異常を検出する。

ここで、シフトレンジ切替時におけるディテント機構の挙動を図４に基づいて説明する。図４では、「遊び」の概念を模式的に示しており、出力軸１５と減速機１４とが一体となっており、モータ軸１０５が減速機１４の遊びの範囲で移動可能であるものとして記載している。なお、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」が存在しているように構成しても差し支えない。ここでは、モータ軸１０５と出力軸１５との間の「遊び」は、減速機１４のギアとモータ軸１０５との間に存在するものを中心に説明するが、「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。

以下、Ｐレンジ以外のレンジからＰレンジへシフトレンジを切り替える場合の例を中心に説明する。図４では、モータ１０が回転することで、ディテントローラ２６が、Ｒ谷部２２２からＰ谷部２２１へ移動する状態を模式的に示している。図４においては、モータ１０および出力軸１５の回転方向を紙面左右方向として説明し、モータ１０の回転に伴ってディテントローラ２６が移動していく様子を上段から下段に示す。実際には、ディテントプレート２１が出力軸１５と一体に回転することで、ディテントローラ２６が谷部２２１〜２２４間を移動するが、図４では、説明のため、ディテントローラ２６が出力軸１５とともに移動するものとして図示した。

ディテント機構の挙動の説明に先立ち、ディテント機構に加わるトルクについて、図５を用いて説明する。図５の上段に示すように、ディテントプレート２１を回転させるとき、ディテントスプリング２５のスプリング荷重ＳＬにより生じる負荷トルクＴＬがモータ１０の駆動トルクをアシストする正トルクとして働く状態と、モータ１０の駆動トルクを妨げる負トルクとして働く状態と、が繰り返される。シフトレンジをＰレンジ方向に切り替える場合、ディテントローラ２６に対し、Ｐ方向にかかるトルクを正トルク、Ｄ方向にかかるトルクを負トルクと定義する。正トルクは、主に、モータ１０の駆動トルク、および、ディテントローラ２６の山下り中においてスプリング荷重ＳＬにより生じる。負トルクは、主に、ディテントローラ２６の山上り中においてスプリング荷重ＳＬにより生じる。

図４に示すように、シフトバイワイヤシステム１では、シフトレンジ切替機構２０において、ディテントプレート２１の回転により、ディテントローラ２６が谷部２２１〜２２４間を移動することで、シフトレンジが切り替えられる。本実施形態では、モータ軸１０５と出力軸１５との間に設けられるガタを利用して、スプリング荷重ＳＬにて、ディテントローラ２６を要求シフトレンジに応じた谷部２２１〜２２４に落とす。

ディテントローラ２６をＲ谷部２２２からＰ谷部２２１へ移動させるとき、状態ａに示すように、モータ１０がガタ内にて回転することで、モータ軸１０５と減速機１４とが当接し、ガタが詰まる。ガタ詰まり状態となると、モータ軸１０５と出力軸１５とが一体となって回転し、ディテントローラ２６が山上りを開始する。

状態ｂに示すように、ディテントローラ２６がＲ谷部２２２から山部２２６へ移動する山上り状態のとき、モータ１０が出力軸１５を引っ張る。このとき、スプリング荷重ＳＬが負トルクとして働く。

状態ｃに示すように、ディテントローラ２６が山部２２６の頂点からＰ谷部２２１へ移動する山下り状態のとき、スプリング荷重ＳＬが正トルクとして働き、出力軸１５がモータ１０に先行し、ガタ内にてＰ谷部２２１に吸い込まれる。そして状態ｄに示すように、ディテントローラ２６は、Ｐ谷部２２１に落ちる。

本実施形態では、モータ１０に永久磁石を有するＤＣモータを用いており、図５の下段に示すように、モータコギングトルクＴＣ＿Ｍが周期的に発生する。コギングトルクの発生周期は、モータ１０の磁極数等によって異なる。また、モータコギングトルクＴＣ＿Ｍは、減速機１４のギア比に応じて増幅されて出力軸１５に伝達される。以下、減速機１４にて増幅されたコギングトルクを出力軸コギングトルクＴＣ＿Ｓとする。

図５に「×」で示すように、山上り側において、負荷トルクＴＬと、出力軸コギングトルクＴＣ＿Ｓとが釣り合うトルク釣り合い点が生じる。特に、減速機１４のギア比が大きく、出力軸コギングトルクＴＣ＿Ｓの最大値が、ディテントスプリング２５による負トルクの最大値より大きい場合、出力軸コギングトルクＴＣ＿Ｓの最大値が負トルク最大値より小さい場合と比較し、トルク釣り合い点が多くなる。なお、煩雑になることを避けるため、釣り合い点を示す「×」印は、一部について記載している。

ここで、レンジ切替中において、断線等によりモータ１０を駆動できなくなる異常であるモータオフ故障が発生した場合について説明する。ディテントローラ２６の山下り中にモータオフ故障が生じた場合、スプリング荷重ＳＬが正トルクとして働くため、ガタを大きく設けておけば、スプリング荷重ＳＬにより、ディテントローラ２６を谷に落とすことが可能である。

一方、ディテントローラの山上り中にモータオフ故障が生じた場合、スプリング荷重ＳＬが負トルクとして働く。そのため、トルク釣り合い点にてモータオフ故障が生じると、ディテントローラ２６が山上り途中にて停止してしまい、中間レンジ停止異常となる新たな課題が見出された（図８参照）。なお、トルク釣り合い点にてディテントローラ２６が止まってしまう場合、ガタを大きく設けたとしても、中間レンジ停止異常は解消されない。また、例えばスイッチトリラクタンスモータ等のように、永久磁石を用いていないモータの場合、コギングトルクが発生しないため、トルク釣り合い点が生じず、ディテントローラ２６がディテントスプリング２５のスプリング荷重ＳＬにていずれかの谷部２２１〜２２４に落とし込まれるため、中間レンジ停止異常は発生しない。

図６では、ディテントローラ２６がＤ谷部２２４にある状態から通電を開始し、ディテントローラ２６がＰ谷部２２１に到達するまでの、ある時間が経過したところで通電をオフにした場合の出力軸１５の停止位置を示している。レンジ切替中に通電がオフされたとしても、通電オフタイミングによっては、スプリング荷重ＳＬにて、ディテントローラ２６はいずれかの谷部２２１〜２２４に落とし込まれる。しかしながら、二点鎖線にて囲んで示すように、ディテントローラ２６の山上り中に通電がオフされると、中間レンジ領域にて停止してしまう場合がある。

図７および図８は、モータ１０への通電時間をｘａとしたときの実験結果であり、図６中の点Ａに対応している。図７では、共通時間軸を横軸とし、上段から、駆動モードおよび角度を示している。図中のＰ、Ｒ、Ｎ、Ｄは、ディテントローラ２６が谷部２２１〜２２４の中心にあるときの出力軸角度に対応している。また、モータ角度θｍおよびモータ角度目標値θｃｍｄは、出力軸換算にて記載した。

ディテントローラ２６がＤ谷部２２４にある状態から時間ｘａの間通電した後に通電オフにすると、モータ角度θｍがモータ角度目標値θｃｍｄに到達せず、出力軸角度θｓがＲ谷部２２２とＰ谷部２２１との間の中間レンジ領域にて停止してしまうことがわかる。

中間レンジ領域にて出力軸１５が停止する異常が発生すると、マニュアルバルブ２８が中途半端な位置で停止するため、適切な油圧を発生させることができず、自動変速機５の故障につながる虞がある。

そこで本実施形態では、モータ駆動系統の一部に断線等が生じた場合であっても、中間レンジ停止異常が生じないように、モータ駆動系統の少なくとも一部を複数系統化している。モータ駆動系統には、モータ巻線１１、１２、モータドライバ４１、４２、および、モータドライバ４１、４２とモータ巻線１１、１２とを接続する接続配線７１、７２が含まれる。

本実施形態におけるモータ駆動系統の接続関係を図９に示す。図９等では、モータ巻線１１、１２を記号「Ｍ」で記した。図９に示すように、本実施形態では、モータドライバ４１、４２、および、モータ巻線１１、１２が２つずつ設けられている。すなわち、本実施形態では、モータドライバ４１、４２、および、モータ巻線１１、１２が二重化されている。第１モータドライバ４１は第１接続配線７１にて第１モータ巻線１１と接続され、第２モータドライバ４２は第２接続配線７２にて第２モータ巻線１２と接続される。

マイコン５１は、単極双投形のスイッチ等で構成される切替部６５を介して、モータドライバ４１、４２と接続される。詳細には、切替部６５は、マイコン側配線６５５を経由してマイコン５１と接続され、第１モータドライバ４１と接続される第１ドライバ側配線６５１とマイコン側配線６５５とを接続する状態と、第２モータドライバ４２と接続される第２ドライバ側配線６５２とマイコン側配線６５５とを接続する状態をと切替可能である。切替部６５を制御することで、モータ１０の駆動に用いるモータドライバ４１、４２を選択可能である。これにより、一方のモータドライバ４１、４２に異常が生じた場合であっても、他方のモータドライバ４１、４２を用いてモータ１０の駆動を継続可能である。以下、多重化されている部品群を「系統」とする。本実施形態では、第１モータドライバ４１から第１モータ巻線１１に至る構成を第１系統、第２モータドライバ４２から第２モータ巻線１２に至る構成を第２系統とする。本実施形態では、一方の系統をメイン系統、他方の系統をサブ系統とし、メイン系統が正常であれば、メイン系統を優先して用いる。以下、第１系統をメイン系統、第２系統をサブ系統として説明する。

本実施形態のモータ制御処理を図１０のフローチャートに基づいて説明する。この処理は、ＥＣＵ５０にて所定の周期で実行される。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とする。また、フラグがセットされている状態を「１」、セットされていない状態を「０」とする。この処理は、切替部６５、７５、７６を有する実施形態、および、ソフトウェアスイッチにて、用いるモータドライバ４１、４２を選択可能である実施形態に適用可能である。

Ｓ１０１では、異常監視部５６は、メイン系統が正常か否かを判断する。本実施形態では、第１モータドライバ４１が正常か否かに応じて判断する。メイン系統が正常ではないと判断された場合（Ｓ１０１：ＮＯ）、Ｓ１０２へ移行し、メイン系統異常フラグＦｌｇＭをセットする。また、Ｓ１０３にて、ＥＣＵ５０は、メイン系統が故障している旨の情報を、シフトバイワイヤシステム１の外部、例えば車両全体の制御を司る上位ＥＣＵ等の図示しない他のＥＣＵに通知する。また、シフトバイワイヤシステム１に異常が生じている旨の情報がドライバに通知される。ドライバへの通知方法は、例えばウォーニングランプの点灯や音声での通知等、どのようであってもよい。サブ系統が異常である場合の通知も同様である。メイン系統が正常であると判断された場合（Ｓ１０１：ＹＥＳ）、Ｓ１０４へ移行する。

Ｓ１０４では、異常監視部５６は、サブ系統が正常か否かを判断する。本実施形態では、第２モータドライバ４２が正常か否かに応じて判断する。サブ系統が正常ではないと判断された場合（Ｓ１０４：ＮＯ）、Ｓ１０５へ移行し、サブ系統異常フラグＦｌｇＳをセットする。また、Ｓ１０６にて、ＥＣＵ５０は、サブ系統が故障している旨の情報を、シフトバイワイヤシステム１の外部に通知する。また、シフトバイワイヤシステム１に異常が生じている旨の情報がドライバに通知される。サブ系統が正常であると判断された場合（Ｓ１０４：ＹＥＳ）、Ｓ１０７へ移行する。

Ｓ１０７では、駆動制御部５５は、メイン系統異常フラグＦｌｇＭがセットされているか否かを判断する。メイン系統異常フラグＦｌｇＭがセットされていると判断された場合（Ｓ１０７：ＹＥＳ）、Ｓ１０８へ移行する。メイン系統異常フラグＦｌｇＭがセットされていないと判断された場合（Ｓ１０７：ＮＯ）、Ｓ１０９へ移行し、モータ１０の駆動に用いる系統としてメイン系統を選択し、切替部６５を第１モータドライバ４１側と接続する。

Ｓ１０８では、駆動制御部５５は、サブ系統異常フラグＦｌｇＳがセットされているか否かを判断する。サブ系統異常フラグＦｌｇＳがセットされていないと判断された場合（Ｓ１０８：ＹＥＳ）、Ｓ１１０へ移行し、モータ１０の駆動に用いる系統としてサブ系統を選択し、切替部６５を第２モータドライバ４２側と接続する。サブ系統異常フラグＦｌｇＳがセットされていると判断された場合（Ｓ１０８：ＹＥＳ）、Ｓ１１１へ移行し、駆動系統を選択せず、シフトレンジの切り替えを禁止する。

以上説明したように、本実施形態のシフトバイワイヤシステム１は、モータ１０と、モータドライバ４１、４２と、出力軸１５と、シフトレンジ切替機構２０と、ＥＣＵ５０と、を備える。モータ１０は、モータ巻線１１、１２を有し、永久磁石によるコギングトルクが発生する。モータドライバ４１、４２は、モータ巻線１１、１２への通電を切り替える。出力軸１５は、モータ１０の回転軸であるモータ軸１０５の回転が伝達される。

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と一体に回転する。ディテントローラ２６は、シフトレンジに応じた谷部２２１〜２２４に嵌まり合う。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。ＥＣＵ５０は、モータ１０の駆動を制御する。

モータ軸１０５と出力軸１５との間には遊びが形成されており、遊びを利用してディテントローラ２６を谷部２２１〜２２４に落とすことが可能である。モータドライバ４１、４２、モータ巻線１１、１２、および、モータドライバ４１、４２とモータ巻線１１、１２とを接続する接続配線７１、７２をモータ駆動系統とする。ディテントローラ２６が谷部２２１〜２２４から山部２２６〜２２８への移動中である山上り中にモータ駆動系統に異常が発生したとき、出力軸１５に伝達されるコギングトルクである出力軸コギングトルクおよびディテントスプリング２５の負荷トルクを含むトルクの釣り合いによって出力軸１５が停止する中間レンジ停止異常の発生確率を低減可能に構成されている。ディテントローラ２６の山上り中にモータ駆動系統に異常が生じた場合であっても、中間レンジ停止異常の発生確率が低減されるので、自動変速機５を保護可能である。

具体的には、モータ駆動系統を構成する部品であるモータ駆動系部品の少なくとも一部が複数設けられている。本実施形態では、モータドライバ４１、４２、および、モータ巻線１１、１２がそれぞれ複数設けられている。また、複数設けられているモータ駆動系部品のうち、実際にモータ１０の駆動に用いるものを選択可能な切替部６５が設けられている。本実施形態の切替部６５は、モータの駆動に用いるモータドライバ４１、４２を選択可能である。これにより、多重化されている箇所の一部に異常が生じた場合であっても、モータ１０の駆動を継続することができる。また、切替部６５を設けることで、異常が生じている系統を用いず、正常系統にて、モータ１０の駆動を適切に継続することができる。

複数設けられているモータ駆動系部品のうちの一部をメイン系統、他をサブ系統とすると、メイン系統が正常である場合、メイン系統を用いてモータ１０を駆動し、メイン系統に異常が生じた場合、サブ系統を用いてモータ１０を駆動する。また、サブ系統に異常が生じた場合、メイン系統でのモータ１０の駆動を継続する。これにより、モータ駆動系統の一部に異常が生じた場合であっても、モータ１０の駆動を継続可能である。

また、モータ駆動系統に異常が生じた場合、異常が生じた旨の情報を外部に通知する。これにより、例えばドライバに異常を通知することで、早期の修理を促すことができる。

（第２実施形態）
第２実施形態を図１１に基づいて説明する。本実施形態では、モータドライバ４１、４２が、それぞれ共にモータ巻線１１、１２と接続されている。詳細には、第１モータドライバ４１とモータ巻線１１、１２とは、分岐点７１５にてモータ巻線１１、１２側が分岐している接続配線７１０にて接続される。第２モータドライバ４２とモータ巻線１１、１２とは、分岐点７２５にてモータ巻線１１、１２側が分岐している接続配線７２０にて接続される。すなわち本実施形態では、モータドライバ４１、４２からモータ巻線１１、１２に至る構成が二重化されているとともに、それぞれのモータドライバ４１、４２からモータ巻線１１、１２に至る配線が二重化されている。また、モータ巻線１１、１２は、第１系統および第２系統にて共用されている、ともいえる。

本実施形態では、モータドライバ４１、４２には、それぞれ複数のモータ巻線１１、１２が接続されている。これにより、モータドライバ４１、４２の一方に異常が生じた場合であっても、モータ巻線１１、１２の両方を用いての駆動を継続することができ、トルク低下を防ぐことができる。したがって、本実施形態では、例えばＰ抜き時のように、比較的大きなトルクを要する場合であっても、レンジ切替失敗を防止できる。また、上記実施形態と同様の効果を奏する。

（第３実施形態）
第３実施形態を図１２に示す。本実施形態では、モータドライバ４１、４２が二重化されている。モータドライバ４１、４２とモータ巻線１１とは、分岐点７３５にてモータドライバ４１、４２側が分岐している接続配線７３にて接続される。これにより、モータドライバ４１、４２の一方に異常が生じた場合であっても、モータ１０の駆動を継続することができる。第４実施形態および第５実施形態も同様である。また、上記実施形態と同様の効果を奏する。

（第４実施形態）
第４実施形態を図１３に示す。本実施形態では、モータドライバ４１、４２が二重化されている。マイコン５１とモータドライバ４１、４２とは、分岐点６３５にてモータドライバ４１、４２側が分岐する接続配線６３にて接続される。本実施形態では、マイコン５１とモータドライバ４１、４２との間の切替部６５が省略されている。

また、本実施形態では、１つのモータ巻線１１と、２つのモータドライバ４１、４２とが設けられている。モータ巻線１１は、単極双投形のスイッチ等で構成される切替部７５を介してモータドライバ４１、４２と接続される。詳細には、切替部７５は、モータ側配線７５５を経由してモータ巻線１１と接続され、第１モータドライバ４１と接続される第１ドライバ側配線７５１とモータ側配線７５５とを接続する状態と、第２モータドライバ４２と接続される第２ドライバ側配線７５２とモータ側配線７５５とを接続する状態とを切替可能である。切替部７５を制御することで、モータ巻線１１と接続してモータ１０の駆動制御に用いるモータドライバ４１、４２を選択可能である。これにより、一方のモータドライバ４１、４２に異常が生じた場合であっても、モータ１０の駆動を継続可能である。また、上記実施形態と同様の効果を奏する。

（第５実施形態）
第５実施形態を図１４に示す。本実施形態では、モータドライバ４１、４２が二重化されている。マイコン５１とモータドライバ４１、４２とは、それぞれ独立した接続配線６１、６２にて接続される。詳細には、マイコン５１と第１モータドライバ４１とが接続配線６１にて接続され、マイコン５１と第２モータドライバ４２とが接続配線６２にて接続される。モータドライバ４１、４２は、マイコン５１にて同時制御されるようにしてもよいし、マイコン５１内にてソフトウェアスイッチにて、用いるモータドライバ４１、４２を選択するようにしてもよい。ソフトウェアスイッチにてモータドライバ４１、４２を選択する場合、マイコン５１を「切替部」と捉えることができる。後述の第９実施形態および第１１実施形態についても同様である。このように構成しても上記実施形態と同様の効果を奏する。

（第６実施形態）
第６実施形態を図１５に示す。本実施形態では、モータ巻線１１、１２が二重化されている。マイコン５１とモータドライバ４１とは、接続配線６１にて接続される。モータドライバ４１とモータ巻線１１、１２とは、単極双投形のスイッチ等で構成される切替部７６を介して接続される。詳細には、切替部７６は、ドライバ側配線７６５を経由してモータドライバ４１と接続され、第１モータ巻線１１と接続される第１モータ側配線７６１とドライバ側配線７６５とを接続する状態と、第２モータ巻線１２と接続される第２モータ側配線７６２とドライバ側配線７６５とを接続する状態とを切替可能である。切替部７６を制御することで、モータドライバ４１と接続されるモータ巻線１１、１２を選択可能である。これにより、一方のモータ巻線１１、１２に異常が生じた場合であっても、モータ１０の駆動を継続可能である。また、上記実施形態と同様の効果を奏する。

（第７実施形態）
第７実施形態を図１６に示す。図１６に示すように、本実施形態では、１つのモータドライバ４１と、１つのモータ巻線１１が設けられている。モータドライバ４１とモータ巻線１１とは、単極双投形のスイッチ等で構成される切替部７７を介して接続される。詳細には、切替部７７は、ドライバ側配線７７５を経由してモータドライバ４１と接続され、第１モータ側配線７７１とドライバ側配線７７５とを接続する状態と、モータ側配線７７２とドライバ側配線７７５とを接続する状態とを切替可能である。モータ側配線７７１、７７２は、いずれもモータ巻線１１と接続される。すなわち本実施形態では、切替部７７とモータ巻線１１とを接続するモータ側配線７７１、７７２が二重化されている。このように構成しても、上記実施形態と同様の効果を奏する。

（第８実施形態）
第８実施形態を図１７に示す。図１７に示すように、本実施形態では、モータドライバ４１、４２およびモータ巻線１１、１２が二重化されている。マイコン５１とモータドライバ４１、４２とは第４実施形態と同様の接続配線６３にて接続され、モータドライバ４１、４２とモータ巻線１１、１２とは第１実施形態と同様の接続配線７１、７２にて接続される。

本実施形態では、マイコン５１は、接続配線６３を経由して、同一の制御信号を複数のモータドライバ４１、４２に出力可能である。換言すると、本実施形態では、複数系統を同時に駆動する構成となっている。これにより、一方の系統に異常が生じたとして、全系統が正常である場合と同様の制御を継続可能であって、例えば系統の切り替え等に要する時間を短縮することができる。また、上記実施形態と同様の効果を奏する。

（第９実施形態）
第９実施形態を図１８に示す。図１８に示すように、本実施形態では、モータドライバ４１、４２およびモータ巻線１１、１２が二重化されている。マイコン５１とモータドライバ４１、４２とは第５実施形態と同様の接続配線６１、６２にて接続され、モータドライバ４１、４２とモータ巻線１１、１２とは第１実施形態と同様の接続配線７１、７２にて接続される。このように構成しても、上記実施形態と同様の効果を奏する。

（第１０実施形態）
第１０実施形態を図１９に示す。図１９に示すように、本実施形態では、モータドライバ４１、４２が二重化されている。マイコン５１とモータドライバ４１、４２とは第４実施形態と同様の接続配線６３にて接続され、モータドライバ４１、４２とモータ巻線１１とは第３実施形態と同様の接続配線７３にて接続される。このように構成しても、上記実施形態と同様の効果を奏する。

（第１１実施形態）
第１１実施形態を図２０に示す。図２０に示すように、本実施形態では、モータドライバ４１、４２が二重化されている。マイコン５１とモータドライバ４１、４２とは第５実施形態と同様の接続配線６１、６２にて接続され、モータドライバ４１、４２とモータ巻線１１とは第３実施形態と同様の接続配線７３にて接続される。このように構成しても、上記実施形態と同様の効果を奏する。

（第１２実施形態）
第１２実施形態を図２１に示す。図２１に示すように、本実施形態では、モータ巻線１１、１２が二重化されている。マイコン５１とモータドライバ４１とは第６実施形態と同様の接続配線６３にて接続される。モータドライバ４１とモータ巻線１１、１２とは、分岐点７４５にてモータ巻線１１、１２側が分岐している接続配線７４にて接続される。このように構成しても上記実施形態と同様の効果を奏する。

（第１３実施形態）
第１３実施形態を図２２に示す。図２２に示すように、本実施形態では、マイコン５１とモータドライバ４１とは接続配線６１にて接続される。モータドライバ４１とモータ巻線１１とは接続配線７８、７９にて接続される。すなわち本実施形態では、モータドライバ４１とモータ巻線１１とを接続する接続配線７８、７９が二重化されている。このように構成しても上記実施形態と同様の効果を奏する。

（第１４実施形態）
第１４実施形態を図２３に基づいて説明する。第１４実施形態〜第１６実施形態は、モータ制御処理が第１実施形態と異なっているので、この点を中心に説明する。本実施形態のモータ制御処理を図２３のフローチャートに基づいて説明する。

Ｓ１０１〜Ｓ１０６の処理は第１実施形態と同様であって、Ｓ１０４にて肯定判断された場合、および、Ｓ１０６に続き、Ｓ１２１へ移行する。Ｓ１２１では、駆動制御部５５は、メイン系統異常フラグＦｌｇＭまたはサブ系統異常フラグＦｌｇＳがセットされているか否かを判断する。メイン系統異常フラグＦｌｇＭおよびサブ系統異常フラグＦｌｇＳが共にセットされていないと判断された場合（Ｓ１２１：ＮＯ）、Ｓ１２３へ移行し、モータ１０の駆動に用いる系統としてメイン系統を選択する。メイン系統異常フラグＦｌｇＭまたはサブ系統異常フラグＦｌｇＳがセットされていると判断された場合（Ｓ１２１：ＹＥＳ）、Ｓ１２２へ移行する。

Ｓ１２２では、駆動制御部５５は、メイン系統異常フラグＦｌｇＭおよびサブ系統異常フラグＦｌｇＳがセットされているか否かを判断する。メイン系統異常フラグＦｌｇＭまたはサブ系統異常フラグＦｌｇＳがセットされてないと判断された場合（Ｓ１２２：ＮＯ）、Ｓ１２４へ移行し、モータ１０の駆動に用いる系統として正常系統を選択する。すなわち、メイン系統異常フラグＦｌｇＭがセットされておらず、サブ系統異常フラグＦｌｇＳがセットされている場合、メイン系統を選択し、メイン系統異常フラグＦｌｇＭがセットされており、サブ系統異常フラグＦｌｇＳがセットされていない場合、サブ系統を選択する。メイン系統異常フラグＦｌｇＭおよびサブ系統異常フラグＦｌｇＳがセットされていると判断された場合（Ｓ１２２：ＹＥＳ）、Ｓ１２５へ移行し、駆動系統を選択しない。

Ｓ１２４に続いて移行するＳ１２６では、駆動制御部５５は、バッテリ電圧Ｖｂが電圧判定閾値Ｖｔｈ以上か否かを判断する。本実施形態では、バッテリ電圧Ｖｂが「駆動回路に入力される入力電圧」に対応する。電圧判定閾値Ｖｔｈは、モータ１０の駆動により、シフトレンジを切り替え可能な程度の値に設定される。電圧判定閾値Ｖｔｈは、レンジによらず同一の値としてもよいし、例えば、現在のシフトレンジがＰレンジのとき、他のレンジのときよりも電圧判定閾値Ｖｔｈを大きい値にする、といった具合に、現在のシフトレンジに応じて異なる値としてもよい。バッテリ電圧Ｖｂが電圧判定閾値Ｖｔｈ以上であると判断された場合（Ｓ１２６：ＹＥＳ）、Ｓ１２７へ移行する。バッテリ電圧Ｖｂが電圧判定閾値Ｖｔｈ未満であると判断された場合（Ｓ１２６：ＮＯ）、Ｓ１２８へ移行する。

Ｓ１２６にて肯定判断された場合およびＳ１２３に続いて移行するＳ１２７では、駆動制御部５５は、シフトレンジの切り替えを許可する。Ｓ１２６にて否定判断された場合およびＳ１２５に続いて移行するＳ１２８では、駆動制御部５５は、シフトレンジの切り替えを禁止する。

モータ駆動系に異常が生じた場合、異常の状況によっては、正常時と比較して、出力可能なトルクが低下する虞がある。その上で、バッテリ電圧が低下していると、出力可能なトルクがさらに低下し、レンジ切り替えに失敗する虞がある。そこで本実施形態では、一方の系統に異常が生じており、かつ、バッテリ電圧Ｖｂが低下している場合、シフトレンジの切り替えを禁止している。これにより、トルク低下によるレンジ切替失敗を防止できる。

本実施形態では、ＥＣＵ５０は、モータ駆動系統の一部が異常となったとき、レンジ切替実施判定を行い、レンジ切り替えの許可または禁止を選択する。具体的には、ＥＣＵ５０は、レンジ切替実施判定として、モータドライバ４１、４２に入力される入力電圧としてバッテリ電圧Ｖｂの判定を行い、バッテリ電圧Ｖｂが電圧判定閾値Ｖｔｈ以上の場合、レンジ切り替えを許可し、バッテリ電圧Ｖｂが電圧判定閾値Ｖｔｈ未満の場合、レンジ切り替えを禁止する。これにより、トルク不足によるレンジ切替失敗を防止可能であって、中間レンジ停止異常の発生を回避することができる。また上記実施形態と同様の効果を奏する。

（第１５実施形態）
第１５実施形態を図２４に基づいて説明する。本実施形態のモータ制御処理は、図２３中のＳ１２６に替えてＳ１３１の処理を行う点を除き、第１４実施形態と同様である。Ｓ１２４に続いて移行するＳ１３１では、駆動制御部５５は、エンジン駆動中か否かを判断する。エンジン駆動中であると判断された場合（Ｓ１３１：ＹＥＳ）、Ｓ１２７へ移行し、シフトレンジの切り替えを許可する。エンジン駆動中ではないと判断された場合（Ｓ１３１：ＮＯ）、Ｓ１２８へ移行し、シフトレンジの切り替えを禁止する。

例えばアイドルストップ等でエンジンが停止しているとき、バッテリ電圧Ｖｂが低下する虞がある。そこで本実施形態では、一方の系統に異常が生じており、かつ、エンジンが停止している場合、シフトレンジの切り替えを禁止している。これにより、トルク低下によるレンジ切替失敗を防止できる。

ＥＣＵ５０は、レンジ切替実施判定として、エンジンの駆動状態を判定する。エンジンが駆動中の場合、レンジ切り替えを許可し、エンジンが停止中の場合、レンジ切り替えを禁止する。これにより、トルク不足によるレンジ切替失敗を防止可能であって、中間レンジ停止異常の発生を回避することができる。また上記実施形態と同様の効果を奏する。

（第１６実施形態）
第１６実施形態を図２５に基づいて説明する。本実施形態のモータ制御処理は、図２３中のＳ１２６に替えて、Ｓ１３６、１３７の処理を行う点を除き、第１４実施形態と同様である。Ｓ１２４に続いて移行するＳ１３６では、駆動制御部５５は、現在のシフトレンジがＰレンジ以外か否かを判断する。現在のシフトレンジがＰレンジ以外であると判断された場合（Ｓ１３６：ＹＥＳ）、Ｓ１２７へ移行し、シフトレンジの切り替えを許可する。現在のシフトレンジがＰレンジであると判断された場合（Ｓ１３６：ＮＯ）、Ｓ１３７へ移行する。

Ｓ１３７では、駆動制御部５５は、車両の傾斜角度θｉが角度判定閾値θｔｈ以下か否かを判断する。車両の傾斜角度θｉは、例えば傾斜角センサの検出値に基づいて演算される。傾斜角度θｉが角度判定閾値θｔｈ以下であると判断された場合（Ｓ１３７：ＹＥＳ）、Ｓ１２７へ移行し、シフトレンジの切り替えを許可する。傾斜角度θｉが角度判定閾値θｔｈより大きいと判断された場合（Ｓ１３７：ＮＯ）、Ｓ１２８へ移行し、シフトレンジの切り替えを禁止する。

シフトレンジをＰレンジからＰレンジ以外のレンジへ切り替える、いわゆる「Ｐ抜き」において、他のレンジ切替時よりも大きなトルクが必要になる。また、車両が傾斜している場合、パーキングロックポール３３とパーキングギア３５との噛み合い箇所に傾斜角度θｉおよび車重に応じた摩擦が発生するため、Ｐ抜き時により大きなトルクが必要になる。そこで本実施形態では、一方の系統に異常が生じており、かつ、車両傾斜状態でのＰ抜き時、シフトレンジの切り替えを禁止している。これにより、トルク低下によるレンジ切替失敗を防止できる。

モータ制御処理において、Ｓ１３７の処理を省略し、一方の系統に異常が生じている場合、車両の傾斜角度θｉによらず、Ｐレンジから他のレンジへの切り替えを禁止するようにしてもよい。また、モータ制御処理において、図２３中のＳ１２６、図２４中のＳ１３１、および、図２５中のＳ１３６、Ｓ１３７の複数を組み合わせてもよい。

また、第１４実施形態〜第１６実施形態のモータ制御処理は、切替部６５、７５、７６を有していないシステムにも適用可能である。第１４実施形態を例に説明すると、Ｓ１０１〜Ｓ１０６、Ｓ１２３〜Ｓ１２５の処理を省略する。また、Ｓ１２１にて、異常系統の有無を判定し、異常系統がなければＳ１２７へ移行し、異常系統があればＳ１２２へ移行する。Ｓ１２２では、少なくとも１つの系統が正常であればＳ１２６へ移行し、全系統が異常であればＳ１２８へ移行するようにすればよい。第１５実施形態のように、Ｓ１２６に替えてＳ１３１とする、或いは第１６実施形態のようにＳ１２６に替えてＳ１３６、Ｓ１３７としてもよい。

本実施形態では、ＥＣＵ５０は、レンジ切替実施判定として、現在のシフトレンジを判定する。現在のシフトレンジがＰレンジ以外の場合、レンジ切替を許可し、現在のシフトレンジがＰレンジのとき、レンジ切り替えを禁止する。また、ＥＣＵ５０は、レンジ切替実施判定として、現在のシフトレンジおよび車両の傾斜角度θｉを判定する。現在のシフトレンジがＰレンジ以外の場合、および、現在のシフトレンジがＰレンジであって、傾斜角度θｉが角度判定閾値θｔｈ以下の場合、レンジ切り替えを許可する。また、現在のシフトレンジがＰレンジであって、かつ、傾斜角度θｉが角度判定閾値θｔｈより大きい場合、レンジ切り替えを禁止する。これにより、比較的大きなトルクが必要であるＰ抜きにおいて、トルク不足によるレンジ切り替え失敗を防止可能であって、中間レンジ停止異常の発生を回避することができる。また上記実施形態と同様の効果を奏する。

（第１７実施形態）
第１７実施形態を図２６に示す。第１実施形態にて説明したように、モータコギングトルクＴＣ＿Ｍは、減速機１４により増幅される。図５にて説明したように、減速機１４のギア比が大きく、出力軸コギングトルクＴＣ＿Ｓが、ディテントスプリング２５のスプリング荷重ＳＬにより生じる負荷トルクより大きいと、トルク釣り合い点が多くなる。

そこで本実施形態では、減速機１４のギア比を、出力軸コギングトルクＴＣ＿Ｓの最大値が負荷トルクＴＬの最大値より大きくならないようにする。これにより、出力軸コギングトルクＴＣ＿Ｓの最大値が負荷トルクＴＬの最大値より大きい場合と比較し、トルク釣り合い点を減らすことができるので、モータオフ故障が発生したとしても、中間レンジ停止異常の発生確率を大幅に低減可能であり、ディテントスプリング２５の負荷トルクＴＬによりディテントローラ２６を谷部２２１〜２２４のいずれかに落とすことができる。

シフトバイワイヤシステム１は、モータ軸１０５と出力軸１５との間に設けられる減速機１４をさらに備える。減速機１４により増幅されたコギングトルクである出力軸コギングトルクＴＣ＿Ｓが、ディテントスプリング２５による負荷トルクＴＬより小さくなるように、減速機１４のギア比が設定される。これにより、中間レンジ停止異常の発生確率を低減することができる。

（他の実施形態）
上記実施形態では、モータは、ＤＣブラシレスモータである。他の実施形態では、モータは、コギングトルクが発生するＤＣブラシレスモータ以外のものでもよい。上記実施形態では、駆動回路であるモータドライバは、３相インバータである。他の実施形態では、駆動回路を、モータ巻線の通電を切替可能などのような回路構成としてもよい。上記実施形態では、モータ駆動系統の少なくとも一部が二重化されている。他の実施形態では、モータ駆動系統の少なくとも一部の構成を３つ以上設けることで、多重化するようにしてもよい。

上記実施形態では、モータ回転角センサは、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、エンコーダに限らず、レゾルバ等、どのようなものを用いてもよい。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、出力軸センサは、どのようなものであってもよく、例えば、各レンジ保証領域にてオンされるスイッチにより構成されてもよいし、非接触の磁気センサを用いてもよい。また、出力軸センサを省略してもよい。

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、Ｐレンジと、Ｐレンジ以外のレンジであるｎｏｔＰレンジに対応する２つの谷部が設けられていてもよい。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。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 １０５・・・モータ軸 １１、１２・・・モータ巻線
１４・・・減速機 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（谷部形成部材）
２２１〜２２４・・・谷部 ２２６〜２２８・・・山部
２５・・・ディテントスプリング（付勢部材）
２６・・・ディテントローラ（係合部材）
４１、４２・・・モータドライバ（駆動回路） ５０・・・ＥＣＵ（制御部）
７１、７２・・・接続配線

Claims (11)

1. モータ巻線（１１、１２）を有し、永久磁石によるコギングトルクが発生するモータ（１０）と、
   前記モータ巻線への通電を切り替える駆動回路（４１、４２）と、
   前記モータの回転軸であるモータ軸（１０５）の回転が伝達される出力軸（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一体に回転する谷部形成部材（２１）、シフトレンジに応じた前記谷部に嵌まり合う係合部材（２６）、ならびに、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、
   前記モータの駆動を制御する制御部（５０）と、
   を備え、
   前記モータ軸と前記出力軸との間には遊びが形成されており、前記遊びを利用して前記係合部材を前記谷部に落とすことが可能であって、
   前記駆動回路、前記モータ巻線、および、前記駆動回路と前記モータ巻線とを接続する接続配線（７１、７２、７１０、７２０、７３、７４、７５１、７５２、７５５、７６１、７６２、７６５、７７１、７７２、７７５、７８、７９）をモータ駆動系統とすると、前記係合部材が前記谷部から前記山部への移動中である山上り中に前記モータ駆動系統に異常が発生したとき、前記出力軸に伝達されるコギングトルクである出力軸コギングトルクおよび前記付勢部材の負荷トルクを含むトルクの釣り合いによって前記出力軸が停止する中間レンジ停止異常の発生確率を低減可能に構成されており、
   前記制御部は、
   前記モータ駆動系統の一部が異常となったとき、レンジ切替実施判定を行い、レンジ切り替えの許可または禁止を選択し、
   前記レンジ切替実施判定として、現在のシフトレンジを判定し、現在のシフトレンジがＰレンジ以外の場合、レンジ切り替えを許可し、現在のシフトレンジがＰレンジの場合、レンジ切り替えを禁止するシフトレンジ切替システム。
2. 前記モータ軸と前記出力軸との間に設けられる減速機（１４）をさらに備え、
   前記減速機により増幅されたコギングトルクが前記付勢部材による負荷トルクより小さくなるように、前記減速機のギア比が設定されている請求項１に記載のシフトレンジ切替システム。
3. 前記モータ駆動系統を構成する部品であるモータ駆動系部品の少なくとも一部が複数設けられており、
   複数設けられている前記モータ駆動系部品のうち、前記モータの駆動に用いるものを選択可能な切替部（６５、７５、７６）が設けられる請求項１または２に記載のシフトレンジ切替システム。
4. 前記駆動回路および前記モータ巻線が、それぞれ複数設けられており、
   前記駆動回路には、それぞれ複数の前記モータ巻線が接続されている請求項３に記載のシフトレンジ切替システム。
5. 複数設けられている前記モータ駆動系部品のうちの一部をメイン系統、他をサブ系統とすると、
   前記メイン系統が正常である場合、前記メイン系統を用いて前記モータを駆動し、
   前記メイン系統に異常が生じた場合、前記サブ系統を用いて前記モータを駆動する請求項３または４に記載のシフトレンジ切替システム。
6. 前記サブ系統に異常が生じた場合、前記メイン系統での前記モータの駆動を継続する請求項５に記載のシフトレンジ切替システム。
7. 前記制御部は、同一の制御信号を複数の前記駆動回路に出力可能である請求項１または２に記載のシフトレンジ切替システム。
8. 前記制御部は、前記レンジ切替実施判定として、前記駆動回路に入力される入力電圧の判定を行い、
   前記入力電圧が電圧判定閾値以上の場合、レンジ切り替えを許可し、
   前記入力電圧が前記電圧判定閾値未満の場合、レンジ切り替えを禁止する請求項１〜７のいずれか一項に記載のシフトレンジ切替システム。
9. 前記制御部は、前記レンジ切替実施判定として、エンジンの駆動状態を判定し、
   前記エンジンが駆動中の場合、レンジ切り替えを許可し、
   前記エンジンが停止中の場合、レンジ切り替えを禁止する請求項１〜８のいずれか一項に記載のシフトレンジ切替システム。
10. 前記制御部は、前記レンジ切替実施判定として、現在のシフトレンジおよび車両の傾斜角度を判定し、
    現在のシフトレンジがＰレンジ以外の場合、および、現在のシフトレンジがＰレンジであって前記傾斜角度が角度判定閾値以下の場合、レンジ切り替えを許可し、
    現在のシフトレンジがＰレンジであって、かつ、前記傾斜角度が前記角度判定閾値より大きい場合、レンジ切り替えを禁止する請求項１〜９のいずれか一項に記載のシフトレンジ切替システム。
11. 前記モータ駆動系統に異常が生じた場合、異常が生じた旨の情報を外部に通知する請求項１〜１０のいずれか一項に記載のシフトレンジ切替システム。

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