JP6668801B2 - レンジ切替制御装置 - Google Patents

Description

本発明は、自動変速機の複数レンジを切替制御するレンジ切替制御装置に、関する。

従来、回転伝達機構を介して電動モータの回転を出力軸へ伝達することにより、前記出力軸の駆動された絶対位置に従って自動変速機の複数レンジを切替制御するレンジ切替制御装置は、広く知られている。

こうしたレンジ切替制御装置の一種として特許文献１の開示装置では、電動モータの回転位置を、エンコーダによる検出位置に基づき、目標回転位置へと向かって制御している。このとき目標回転位置は、出力軸センサにより検出された出力軸の絶対位置と、エンコーダにより検出された電動モータの回転位置とに基づくことにより、レンジ切替指令に応じて設定されている。これにより、回転伝達機構に発生するガタに起因したレンジ切替制御精度の低下を、抑制することが可能となっている。

特許第４３８５７６８号公報

しかし、特許文献１の開示装置において出力軸センサにより検出される出力軸の絶対位置は、同センサの装着位置ズレや温度特性変動等に起因した誤差を含み易い。故に、かかる絶対位置に基づいた目標回転位置へと向かって制御される電動モータの回転位置についても、誤差を含み易くなる。その結果、電動モータの回転位置が目標回転位置よりもオーバーシュート又はアンダーシュートしてしまい、レンジ切替制御精度は悪化するおそれがあった。

これに対して電動モータの回転位置については、自動変速機の複数レンジのうち特定の基準レンジにおいて基準回転位置を学習し、当該基準回転位置を起点とした回転位置を検出することにより、出力軸の絶対位置のような誤差を含み難くなる。しかし、基準レンジにおいて基準回転位置の学習位置が初期化されるか、学習位置の初期化後に入力されるレンジ切替指令の切替先が基準レンジとなるまでは、基準回転位置を学習することができない。その結果として電動モータの回転位置は、学習前の基準回転位置を起点とした検出位置に基づく目標回転位置へ向かって制御されると、当該目標回転位置よりもオーバーシュート又はアンダーシュートしてしまい、レンジ切替制御精度は悪化するおそれがあった。ここで、特に特許文献１の開示装置では、上述の如く目標回転位置が出力軸の絶対位置に基づく影響も受けるため、レンジ切替制御精度の悪化度合いが増大してしまうのである。

本発明は、以上説明した問題に鑑みてなされたものであって、その目的は、レンジ切替制御精度を確保するレンジ切替制御装置を、提供することにある。

以下、課題を達成するための発明の技術的手段について、説明する。尚、発明の技術的手段を開示する特許請求の範囲及び本欄に記載された括弧内の符号は、後に詳述する実施形態に記載された具体的手段との対応関係を示すものであり、発明の技術的範囲を限定するものではない。

上述の課題を解決するための開示は、
回転伝達機構（２４）を介して電動モータ（２２）の回転を出力軸（２６）へ伝達することにより、出力軸の駆動された絶対位置（θｓ）に従って自動変速機（３）の複数レンジ（Ｐ，Ｒ，Ｎ，Ｄ）を切替制御するレンジ切替制御装置（１）であって、
電動モータの回転位置（θｍ）を検出する回転位置検出部（４０）と、
出力軸の絶対位置を検出する絶対位置検出部（５０，２５０）と、
複数レンジのうち特定の基準レンジ（Ｐ）において電動モータの基準回転位置（θｍ０）を学習する基準学習部（Ｓ１０５ｃ）と、
基準学習部により学習された基準回転位置が基準レンジにおいて初期化されることを、第一条件（Ｃ１）と定義し、基準学習部により学習された基準回転位置の初期化後に入力されたレンジ切替指令の切替先が基準レンジであることを、第二条件（Ｃ２）と定義すると、第一条件又は第二条件が成立するまでの間は、絶対位置検出部により検出された絶対位置に基づき、レンジ切替指令に応じた電動モータの目標回転位置（θｍｔ）を設定する一方、第一条件又は第二条件が成立してからは、基準回転位置を起点として回転位置検出部により検出された回転位置に基づき、レンジ切替指令に応じた目標回転位置を設定する目標設定部（Ｓ１０５ａ，Ｓ１０５ｅ，Ｓ１０８ａ，Ｓ１０９ａ，Ｓ１０９ｄ）と、
回転位置検出部により検出された回転位置に基づき、電動モータの回転位置を、目標設定部により設定された目標回転位置へ向かって制御する回転制御部（Ｓ１０５ｂ，Ｓ１０５ｆ，Ｓ１０８ｂ，Ｓ１０９ｃ，Ｓ１０９ｆ）とを、備える。

この開示によると、基準学習部により学習された基準回転位置が基準レンジにおいて初期化されるという第一条件が成立するまでは、絶対位置検出部により検出された出力軸の絶対位置に基づき、電動モータの目標回転位置が設定される。また、基準学習部により学習された基準回転位置の初期化後に入力されたレンジ切替指令の切替先が基準レンジであるという第二条件が成立するまでの間も、絶対位置検出部により検出された絶対位置に基づき、目標回転位置が設定される。これらによれば、検出される回転位置の起点として基準回転位置が正確に学習可能となるまでは、電動モータでは、検出された絶対位置に基づいた目標回転位置へ向かって回転位置が制御される。故に、電動モータの回転位置が目標回転位置よりもオーバーシュート又はアンダーシュートするのを、最小限に食い留めることができる。

さらに開示によると、第一条件又は第二条件が成立してからは、基準回転位置を起点として回転位置検出部により検出された回転位置に基づき、電動モータの目標回転位置が設定される。これによれば、検出される回転位置の起点として基準回転位置が正確に学習可能となってからは、電動モータでは、当該検出位置に基づいた目標回転位置へ向かって回転位置が制御される。故に、電動モータの回転位置が目標回転位置よりもオーバーシュート又はアンダーシュートするのを、確実に回避することができる。

以上のことから、電動モータの回転位置を目標回転位置に正確に制御して、レンジ切替制御精度を確保することが可能である。

また、開示された回転制御部は、第一条件又は第二条件が成立するまでの間は、第一条件又は第二条件が成立してからよりも低い規制速度（Ｖｍｌ）に、電動モータの回転速度を規制する。

この開示において第一条件又は第二条件が成立するまでの間は、第一条件又は第二条件が成立してからよりも低い規制速度に回転速度の規制される電動モータでは、目標回転位置への回転位置制御が容易となる。これによれば、電動モータの回転位置が目標回転位置よりもオーバーシュート又はアンダーシュートするのを最小限に食い留め易くして、レンジ切替制御精度の確保に貢献することが可能である。

第一実施形態によるレンジ切替制御装置を適用したシフトバイワイヤシステムを示す構成図である。 第一実施形態による変換機構を示す斜視図である。 第一実施形態による変換機構の作動状態（ａ），（ｂ）を示す作動図である。 第一実施形態による絶対位置センサの特性を示す模式図である。 第一実施形態によるレンジ切替制御フローを示すフローチャートである。 第一実施形態によるレンジ切替制御フローにて成立有無が判断される第一条件及び第二条件を示す模式図である。 第一実施形態による学習制御を示すフローチャートである。 第一実施形態によるメイン切替制御を示すフローチャートである。 第一実施形態によるサブ切替制御を示すフローチャートである。 第一実施形態によるサブ切替制御を説明するための模式図である。 第二実施形態によるレンジ切替制御装置を適用したシフトバイワイヤシステムを示す構成図である。 第二実施形態による絶対位置センサの特性を示す模式図である。

以下、本発明の複数の実施形態を図面に基づいて説明する。尚、各実施形態において対応する構成要素には同一の符号を付すことにより、重複する説明を省略する場合がある。各実施形態において構成の一部分のみを説明している場合、当該構成の他の部分については、先行して説明した他の実施形態の構成を適用することができる。また、各実施形態の説明において明示している構成の組み合わせばかりではなく、特に組み合わせに支障が生じなければ、明示していなくても複数の実施形態の構成同士を部分的に組み合せることができる。

（第一実施形態）
図１に示すように、本発明の第一実施形態によるレンジ切替制御装置１は、車両のシフトバイワイヤシステム２に適用されて自動変速機３を制御する。シフトバイワイヤシステム２は、レンジ切替制御装置１と共に、変速機制御装置４を備えている。

変速機制御装置４は、油圧回路５を含んで構成されている。図２に示すように油圧回路５のマニュアル弁５ｍは、直線運動するスプールを備えたスプール弁である。マニュアル弁５ｍは、スプールの移動位置に応じた出力油圧により自動変速機３を駆動することにより、同機３のレンジ及び変速段を切替える。ここで自動変速機３には、車両において図１に示すエンジン６の回転出力を駆動輪側へと伝達するレンジとして、ドライブレンジＤ及びリバースレンジＲの二種類の走行レンジが用意されている。それと共に自動変速機３には、エンジン６の回転出力を駆動輪側へは伝達しないレンジとして、パーキングレンジＰ及びニュートラルレンジＮの二種類の非走行レンジが用意されている。

レンジ切替制御装置１は、レンジセレクタ１０、シフトアクチュエータ２０、変換機構３０、回転位置センサ４０、絶対位置センサ５０及び制御回路６０を備えている。

レンジセレクタ１０は、シフトレバー１２及びシフトセンサ１４を含んで構成されている。レンジセレクタ１０のシフトレバー１２は、車両において運転席に着座した乗員により操作される。シフトレバー１２には、レンジ切替指令を入力するための操作位置として、複数レンジのうち同指令の切替先レンジＰ，Ｒ，Ｎ，Ｄをそれぞれ表す位置が、設定されている。シフトセンサ１４は、例えば接触センサ等であり、シフトレバー１２の操作位置を検出する。シフトセンサ１４は、検出した操作位置を表す信号、即ちシフトレバー１２の操作により乗員から入力されたレンジ切替指令の切替先レンジＰ，Ｒ，Ｎ，Ｄをそれぞれ表す検出信号を、出力する。

シフトアクチュエータ２０は、電動モータ２２、回転伝達機構２４及び出力軸２６を含んで構成されている。電動モータ２２は、例えばスイッチトリラクタンスモータ等の同期モータである。電動モータ２２は、制御に従う速度にてモータ軸２２ｍを、制御に従う位置へと回転させる。回転伝達機構２４は、減速機構を主体に構成され、モータ軸２２ｍ及び出力軸２６の間を接続している。回転伝達機構２４は、モータ軸２２ｍの回転を減速して、出力軸２６へと伝達する。その結果として出力軸２６は、図４に白抜き矢印にて示す如くモータ軸２２ｍの回転位置θｍと対応した絶対位置θｓまで、回転駆動される。

図１に示すように変換機構３０は、出力軸２６及びマニュアル弁５ｍの間に設けられている。図２に示すように変換機構３０は、ディテントプレート３２及びディテントスプリング３４を含んで構成されている。ディテントプレート３２は、出力軸２６に対して一体回転可能に固定されている。ディテントプレート３２には、マニュアル弁５ｍのスプールが連繋している。ディテントプレート３２は、出力軸２６の回転運動をスプールの直線運動へと変換する。その結果として、スプールの移動位置が出力軸２６の絶対位置θｓに従って変化することにより、自動変速機３ではレンジが切替わることとなる。

具体的に、図３に示すようにディテントプレート３２の外周縁部には、その回転方向に所定間隔ずつをあけて複数の溝３２ｐ，３２ｒ，３２ｎ，３２ｄが形成されている。これらの溝３２ｐ，３２ｒ，３２ｎ，３２ｄは、レンジ切替指令の切替先となる複数レンジＰ，Ｒ，Ｎ，Ｄに、それぞれ対応して設けられている。ディテントスプリング３４は、ディテントプレート３２の回転位置と一致する出力軸２６の絶対位置θｓに応じていずれかの溝３２ｐ，３２ｒ，３２ｎ，３２ｄと係合可能に、設けられている。

こうした変換機構３０の構成下、図３（ａ），（ｂ）に示すようにディテントスプリング３４が溝３２ｐと係合する出力軸２６の絶対位置θｓの範囲にて、図４に示すようにＰレンジが実現される。ここで、ディテントスプリング３４が溝３２ｐと係合する絶対位置θｓの範囲のうち、図３（ｂ）の最端位置θｓ０では、溝３２ｐの内壁部からなるストッパ部３２ｓをディテントスプリング３４が係止する。このとき電動モータ２２では、最端位置θｓ０に対応する回転位置θｍを越えて逆転側（即ち、奥側）まで回転するのを、モータ軸２２ｍは機械的に止められる。そこで、図４に白抜き矢印にて示す如く最端位置θｓ０と対応する回転位置θｍに、基準回転位置θｍ０が定義される。また、最端位置θｓ０を含む絶対位置θｓの範囲にて実現されるパーキングレンジＰに、基準レンジが定義される。さらに、パーキングレンジＰを実現する絶対位置θｓの範囲と対応した回転位置θｍの範囲では、基準回転位置θｍ０から正転側へずれることで、溝３２ｐとディテントスプリング３４との係合状態が安定する図３（ａ）の中間位置に、制御安定位置が定義される。尚、図３に示すように変換機構３０では、パーキングレンジＰにて車両の駆動輪に対するロックが、パーキングロック機構３６により実現されるようになっている。

一方、ディテントスプリング３４が溝３２ｒ，３２ｎ，３２ｄとそれぞれ係合する絶対位置θｓの範囲では、図４に示すようにＲ，Ｎ，Ｄの各レンジが実現される。そこで、各レンジＲ，Ｎ，Ｄを実現する絶対位置θｓの範囲と対応した回転位置θｍの範囲では、それぞれ対応する溝３２ｒ，３２ｎ，３２ｄとディテントスプリング３４との係合状態が安定する中間位置に、制御安定位置が定義される。

図１に示すように、「回転位置検出部」としての回転位置センサ４０は、本実施形態ではインクリメンタル式のロータリーエンコーダーであり、電動モータ２２に内蔵されている。電動モータ２２においてモータ軸２２ｍの回転位置θｍが設定角度ずつ変化する毎に、回転位置センサ４０は、Ａ相信号及びＢ相信号のうち少なくとも一方をオン電圧にして出力する。その結果として、Ａ相信号及びＢ相信号のうち一方に現れる立ち上がりエッジ又は立ち下がりエッジをピックアップすることにより、回転位置θｍを小さな設定角度毎に検出することが可能となる。

「絶対位置検出部」としての絶対位置センサ５０は、本実施形態ではロータリーポジションセンサであり、出力軸２６の周囲に付設されている。絶対位置センサ５０は、複数の感知部５０ｐ，５０ｒ，５０ｎ，５０ｄを含んで構成されている。各感知部５０ｐ，５０ｒ，５０ｎ，５０ｄは、レンジ切替指令の切替先となる複数レンジＰ，Ｒ，Ｎ，Ｄに、それぞれ対応して設けられている。

図４に示すように感知部５０ｐは、パーキングレンジＰを実現する出力軸２６の絶対位置θｓの範囲では、検出信号Ｓｐをオン電圧して出力する一方、それ以外の範囲では、検出信号Ｓｐをオフ電圧にして出力する。感知部５０ｒは、リバースレンジＲを実現する絶対位置θｓの範囲では、検出信号Ｓｒをオン電圧して出力する一方、それ以外の範囲では、検出信号Ｓｒをオフ電圧にして出力する。感知部５０ｎは、ニュートラルレンジＮを実現する絶対位置θｓの範囲では、検出信号Ｓｎをオン電圧して出力する一方、それ以外の範囲では、検出信号Ｓｎをオフ電圧にして出力する。感知部５０ｄは、ドライブレンジＤを実現する絶対位置θｓの範囲では、検出信号Ｓｄをオン電圧して出力する一方、それ以外の範囲では、検出信号Ｓｄをオフ電圧にして出力する。これらの結果として、各感知部５０ｐ，５０ｒ，５０ｎ，５０ｄからの出力信号のうちいずれかに現れる立ち上がりエッジ又は立ち下がりエッジをピックアップすることにより、絶対位置θｓを大きな離散角度毎に検出することが可能となる。

図１に示すように制御回路６０は、プロセッサ６０ｐ及びメモリ６０ｍを有したマイクロコンピュータを主体に、構成されている。制御回路６０は、シフトセンサ１４、電動モータ２２、回転位置センサ４０及び絶対位置センサ５０と電気的に接続されている。制御回路６０は、センサ１４，４０，５０からの出力信号に基づき、電動モータ２２におけるモータ軸２２ｍの回転位置θｍ及び回転速度Ｖｍ（例えば図１０参照）を制御する。その結果、回転位置θｍに対応した出力軸２６の絶対位置θｓに従って、自動変速機３では複数レンジＰ，Ｒ，Ｎ，Ｄが切替制御されることになる。尚、回転速度Ｖｍとは、単位時間あたりの回転数を意味する。

このような切替制御中において制御回路６０は、電動モータ２２の基準回転位置θｍ０と、回転位置センサ４０の出力するＡ相信号及びＢ相信号とに基づくことにより、同位置θｍ０を起点とした電動モータ２２の回転位置θｍを検出する。具体的に制御回路６０は、ストッパ部３２ｓをディテントスプリング３４に係止させるまでモータ軸２２ｍを回転させることにより、当該係止状態での回転位置θｍを基準レンジでの基準回転位置θｍ０として学習する。このとき制御回路６０は、回転位置θｍを表す値として、メモリ６０ｍに記憶させる回転カウント値を零値に設定する。

こうした学習後に制御回路６０は、回転位置センサ４０の出力するＡ相信号及びＢ相信号のエッジをピックアップする毎に、基準回転位置θｍ０（即ち、零値）からの回転カウント値をメモリ６０ｍにてインクリメント又はデクリメントする。ここで制御回路６０は、基準回転位置θｍ０からの回転角度が増加する正転側へモータ軸２２ｍを回転させる際には、回転カウント値をインクリメントする。一方で制御回路６０は、基準回転位置θｍ０からの回転角度が減少する逆転側へモータ軸２２ｍを回転させる際には、回転カウント値をデクリメントする。以上の処理の結果、基準回転位置θｍ０起点の回転位置θｍとして、同位置θｍ０からの回転カウント値が検出されることとなる。

但し、制御回路６０は、予め決められたリセット条件が成立すると、メモリ６０ｍの記憶内容をリセットする。これにより制御回路６０では、学習した基準回転位置θｍ０からの回転カウント値が一旦零値に強制されることから、当該基準回転位置θｍ０は実質的に初期化された状態となる。そこで、かかる初期化後に基準回転位置θｍ０が再学習されるまでは、後に詳述の如く、基準回転位置θｍ０に代わる代替位置からの回転カウント値が、当該代替位置起点の回転位置θｍとして検出される。尚、基準回転位置θｍ０の初期化条件である制御回路６０のリセット条件には、例えば車両においてパワースイッチが乗員によりオフ操作されること、並びに車両においてバッテリの電源電圧が設定値よりも低下すること等が、含まれる。

また、本実施形態の制御回路６０は、絶対位置センサ５０の出力する検出信号Ｓｐ，Ｓｒ，Ｓｎ，Ｓｄに基づくことにより、出力軸２６の絶対位置θｓを図４の如く検出する。具体的に制御回路６０は、検出信号Ｓｒ，Ｓｎ，Ｓｄの立ち上がりエッジを、ピックアップする。これにより制御回路６０は、立ち上がりエッジをピックアップした検出信号の出力感知部の対応レンジを実現する絶対位置θｓの範囲のうち、逆転側の限界位置θｓｒを検出する。一方で制御回路６０は、検出信号Ｓｐ，Ｓｒ，Ｓｎの立ち下がりエッジを、ピックアップする。これにより制御回路６０は、立ち下がりエッジをピックアップした検出信号の出力感知部の対応レンジを実現する絶対位置θｓの範囲のうち、正転側の限界位置θｓｎを検出する。さらに制御回路６０は、検出信号Ｓｐ，Ｓｒ，Ｓｎ，Ｓｄのオン電圧を、ピックアップする。これにより制御回路６０は、オン電圧をピックアップした検出信号の出力感知部の対応レンジを実現する範囲内に絶対位置θｓが存在することを、検出する。

（レンジ切替制御フロー）
次に、制御回路６０がメモリ６０ｍに記憶の制御プログラムをプロセッサ６０ｐで実行することにより、実現されるレンジ切替制御フローについて、図５に基づき説明する。尚、レンジ切替制御フローは、リセット条件の成立により基準回転位置θｍ０が初期化されると開始される。また、レンジ切替制御フロー中の「Ｓ」とは、各ステップを意味する。さらに、レンジ切替制御フローを実現するための制御プログラム等を記憶するメモリ６０ｍは、半導体メモリ、磁気媒体若しくは光学媒体等といった記憶媒体を、一つ又は複数使用して構成される。

レンジ切替制御フローのＳ１０１では、複数レンジＰ，Ｒ，Ｎ，Ｄのうち、同フローの開始時点における現在レンジがパーキングレンジＰであるか否かを、判定する。このときには、絶対位置センサ５０からの出力信号Ｓｐ，Ｓｒ，Ｓｎ，Ｓｄに基づき、現在レンジを判定する。その結果、肯定判定が下された場合には、第一条件Ｃ１が成立したと判断する。即ち、図６に示すように本実施形態では、基準レンジとしてのパーキングレンジＰにおいて基準回転位置θｍ０が初期化されることに、第一条件Ｃ１が定義される。

図５に示すように、Ｓ１０１にて否定判定が下された場合には、Ｓ１０２へ移行する。Ｓ１０２では、レンジ切替指令が入力されたか否かを、判定する。このときには、シフトセンサ１４からの出力信号に基づき、レンジ切替指令の入力有無を判定する。

Ｓ１０２にて否定判定が下された場合には、Ｓ１０３へ移行して、リセット条件の成立により基準回転位置θｍ０が初期化されたか否かを、判定する。その結果、肯定判定が下された場合には、今回のレンジ切替制御フローが終了することにより、次回のレンジ切替制御フローが開始される。一方で否定判定が下された場合には、Ｓ１０２へ戻る。

Ｓ１０２にて肯定判定が下された場合には、Ｓ１０４へ移行して、レンジ切替指令の切替先レンジがパーキングレンジＰであるか否かを、判定する。このときには、シフトセンサ１４からの出力信号に基づき、切替先レンジを判定する。その結果、肯定判定が下された場合には、第二条件Ｃ２が成立したと判断する。即ち、図６に示すように本実施形態では、基準回転位置θｍ０の初期化後に、基準レンジ以外のレンジＲ，Ｎ，Ｄのいずれかにて入力されたレンジ切替指令の切替先が、基準レンジとしてのパーキングレンジＰであることに、第二条件Ｃ２が定義される。

さて、図５に示すように、Ｓ１０１にて肯定判定が下された場合には、Ｓ１０５へ移行する。また、Ｓ１０４にて肯定判定が下された場合にも、Ｓ１０５へ移行する。したがって、このようなレンジ切替制御フローでは、第一条件Ｃ１又は第二条件Ｃ２が成立してから、Ｓ１０５が実行されることになる。

Ｓ１０５では、電動モータ２２に対する回転位置θｍの学習制御を、遂行する。具体的に学習制御では、図７に示すＳ１０５ａにて、基準回転位置θｍ０よりも現在位置から遠い逆転側（即ち、奥側）に仮定される回転位置θｍに、レンジ切替指令に応じた目標回転位置θｍｔを設定する。このときには、基準回転位置θｍ０から最も離れてドライブレンジＤを実現する現在位置が、代表的に想定される。そこで、想定された現在位置から回転位置θｍを基準回転位置θｍ０よりも逆転側まで変化させると仮定した場合の回転カウント値に、目標回転位置θｍｔが設定される。尚、以上のＳ１０５ａは、基準回転位置θｍ０を起点に検出された回転位置θｍに基づく目標回転位置θｍの設定ステップとして後に詳述するＳ１０５ｅ及びＳ１０８ａに先立ち、実行されるようになっている。

次に学習制御のＳ１０５ｂでは、回転位置センサ４０からの出力信号に基づいた回転カウント値のデクリメントが止まるまで、目標回転位置θｍｔへ向かって電動モータ２２の回転位置θｍ及び回転速度Ｖｍを制御する。このとき回転速度Ｖｍは、例えばディテントスプリング３４によるストッパ部３２ｓの係止を低衝撃にて実現可能な速度等に、制御される。

こうした制御の結果として学習制御のＳ１０５ｃでは、デクリメントが止まったときの回転位置θｍを、基準回転位置θｍ０として学習する。これにより、メモリ６０ｍに記憶の回転カウント値は、零値に更新される。続く学習制御のＳ１０５ｄでは、基準回転位置θｍ０からの回転カウント値を、同位置θｍ０を起点とする回転位置θｍとして、その検出を開始する。

さらに学習制御のＳ１０５ｅでは、パーキングレンジＰを実現する回転位置θｍの範囲のうち制御安定位置に、レンジ切替指令に応じた目標回転位置θｍｔを、検出された回転位置θｍに基づき再設定する。このときには、回転位置センサ４０からの出力信号に基づいた回転カウント値である零値が、基準回転位置θｍ０を起点とする現在の回転位置θｍとして検出される。そこで、検出された現在位置となる基準回転位置θｍ０から制御安定位置へ回転位置θｍを到達させる回転カウント値に、目標回転位置θｍｔが設定される。

以上により学習制御のＳ１０５ｆでは、目標回転位置θｍｔとしての制御安定位置へ向かって、電動モータ２２の回転位置θｍ及び回転速度Ｖｍを、検出された回転位置θｍに基づき制御する。このときには、回転位置センサ４０からの出力信号に基づきインクリメントされる回転カウント値が、基準回転位置θｍ０を起点とする現在の回転位置θｍとして、随時検出される。そこで、随時検出される現在位置を目標回転位置θｍｔに一致させるように、回転位置θｍに関するフィードバック制御が遂行される。またこのときには、予め決められた通常速度Ｖｍｎ（例えば図１０参照）に、回転速度Ｖｍが制御される。

こうして学習制御が完了すると、図５に示すようにレンジ切替制御フローでは、Ｓ１０６へ移行する。Ｓ１０６では、レンジ切替指令が入力されたか否かを、Ｓ１０２と同様に判定する。

Ｓ１０６にて否定判定が下された場合には、Ｓ１０７へ移行して、リセット条件の成立により基準回転位置θｍ０が初期化されたか否かを、判定する。その結果、肯定判定が下された場合には、今回のレンジ切替制御フローが終了することにより、次回のレンジ切替制御フローが開始される。一方で否定判定が下された場合には、Ｓ１０６へ戻る。

Ｓ１０６にて肯定判定が下された場合には、Ｓ１０８へ移行して、電動モータ２２に対する回転位置θｍのメイン切替制御を、遂行する。具体的にメイン切替制御では、図８に示すＳ１０８ａにて、レンジ切替指令の切替先レンジを実現する回転位置θｍの範囲のうち制御安定位置に、レンジ切替指令に応じた目標回転位置θｍｔを、検出された回転位置θｍに基づき設定する。このときには、回転位置センサ４０からの出力信号に基づく回転カウント値が、基準回転位置θｍ０を起点とする現在の回転位置θｍとして検出される。そこで、検出された現在位置から制御安定位置へ回転位置θｍを到達させる回転カウント値に、目標回転位置θｍｔが設定される。

次にメイン切替制御のＳ１０８ｂでは、目標回転位置θｍｔとしての制御安定位置へ向かって、電動モータ２２の回転位置θｍ及び回転速度Ｖｍを、検出された回転位置θｍに基づき制御する。このときには、回転位置センサ４０からの出力信号に基づく回転カウント値が、基準回転位置θｍ０を起点とする現在の回転位置θｍとして、随時検出される。そこで、随時検出される現在位置を目標回転位置θｍｔに一致させるように、回転位置θｍに関するフィードバック制御が遂行される。またこのときには、学習制御のＳ１０５ｆと同じ通常速度Ｖｍｎに、回転速度Ｖｍが制御される。

こうしてメイン切替制御が完了すると、図５に示すようにレンジ切替制御フローでは、Ｓ１０６へ戻る。

ここまでは、Ｓ１０４にて肯定判定が下された場合を説明したが、以下では、Ｓ１０４にて否定判定が下された場合を説明する。Ｓ１０４にて否定判定が下されると、Ｓ１０９へ移行する。したがって、このようなレンジ切替制御フローでは、第一条件Ｃ１又は第二条件Ｃ２が成立するまでは、Ｓ１０９が実行されることになる。

Ｓ１０９では、電動モータ２２に対する回転位置θｍのサブ切替制御を、遂行する。具体的にサブ切替制御では、図９に示すＳ１０９ａにて、検出された絶対位置θｓの存在範囲に基づき、レンジ切替指令に応じた目標回転位置θｍｔを設定する。このときには、絶対位置センサ５０からの出力信号Ｓｐ，Ｓｒ，Ｓｎ，Ｓｄに基づき、オン電圧がピックアップされる検出信号の出力感知部に対応したレンジの実現範囲が、現在における出力軸２６の絶対位置θｓの存在範囲として検出される。そこで、検出された存在範囲内に絶対位置θｓの現在位置を仮設定し、図１０に例示の如く絶対位置θｓが当該仮設定位置から変化しても切替先レンジの実現範囲内に収まる回転カウント値に、目標回転位置θｍｔが設定される。これにより、切替先レンジの実現範囲に対してオーバーシュートもアンダーシュートも抑制するように、目標回転位置θｍｔが設定される。尚、図１０では、Ｓ１０９ａにより設定される目標回転位置θｍｔが、特に目標回転位置θｍｔ１として例示されている。

次に、図９に示すようにサブ切替制御のＳ１０９ｂでは、Ｓ１０９ａにて仮設定された絶対位置θｓからの回転カウント値を、当該仮設定位置θｓを起点とする回転位置θｍとして、その検出を開始する。

続くＳ１０９ｃでは、目標回転位置θｍｔとしての切替先レンジの実現範囲内へ向かって、電動モータ２２の回転位置θｍ及び回転速度Ｖｍを、検出された回転位置θｍに基づき制御する。このときには、回転位置センサ４０からの出力信号に基づいた回転カウント値が、Ｓ１０９ａにて仮設定された絶対位置θｓを起点とする現在の回転位置θｍとして、随時検出される。そこで、随時検出される現在位置を目標回転位置θｍｔに一致させるように、回転位置θｍに関するフィードバック制御が遂行される。またこのとき、図１０に例示の如く電動モータ２２の回転速度Ｖｍは、学習制御のＳ１０５ｆ及びメイン切替制御のＳ１０８ｂにおける通常速度Ｖｍｎよりも低い規制速度Ｖｍｌに、規制される。

さらに、図９に示すようにサブ切替制御のＳ１０９ｄでは、レンジ切替指令の切替先レンジを実現する回転位置θｍの範囲のうち制御安定位置に、レンジ切替指令に応じた目標回転位置θｍｔを、検出された回転位置θｍに基づき再設定する。このときには、Ｓ１０９ｃの制御が進行することにより、絶対位置センサ５０からの出力信号Ｓｐ，Ｓｒ，Ｓｎ，Ｓｄに基づいた限界位置θｓｎ，θｓｒのうちいずれかが、出力軸２６の現在の絶対位置θｓとして検出される。そこで、検出された現在位置から絶対位置θｓを、回転位置θｍの制御安定位置に対応した位置へと図１０に例示の如く到達させる回転カウント値に、目標回転位置θｍｔが設定される。尚、図１０では、Ｓ１０９ｄにより設定される目標回転位置θｍｔが、特に目標回転位置θｍｔ２として例示されている。また、図１０では、レンジ切替指令の切替元レンジであるリバースレンジＲに対応した感知部５０ｒからの出力信号Ｓｒに基づき、絶対位置θｓとしての限界位置θｓｎを検出するのに応じて、目標回転位置θｍｔ２を設定する処理が、例示されている。

またさらに、図９に示すようにサブ切替制御のＳ１０９ｅでは、Ｓ１０９ｄにて検出された絶対位置θｓからの回転カウント値を、当該検出位置θｓを起点とする回転位置θｍとして、その検出を開始する。

以上によりサブ切替制御のＳ１０９ｆでは、目標回転位置θｍｔとしての制御安定位置へ向かって、電動モータ２２の回転位置θｍ及び回転速度Ｖｍを、検出された回転位置θｍに基づき制御する。このときには、回転位置センサ４０からの出力信号に基づいた回転カウント値が、Ｓ１０９ｄにて検出された絶対位置θｓを起点とする現在の回転位置θｍとして、随時検出される。そこで、随時検出される現在位置を目標回転位置θｍｔに一致させるように、回転位置θｍに関するフィードバック制御が遂行される。またこのとき、図１０に例示の如く電動モータ２２の回転速度Ｖｍは、Ｓ１０９ｃと同じ規制速度Ｖｍｌに一旦規制された後、当該規制速度Ｖｍｌよりもさらに低く制御される。ここで特に本実施形態では、レンジ切替指令の切替先レンジに対応した絶対位置θｓが検出されてから、設定角度δθ分は回転速度Ｖｍが規制速度Ｖｍｌに規制された後、回転速度Ｖｍが同速度Ｖｍｌから徐々に離れるように低下させられる。尚、図１０では、切替先レンジであるニュートラルレンジＮに対応した感知部５０ｎからの出力信号Ｓｎに基づき、絶対位置θｓとしての限界位置θｓｒを検出してから、設定角度δθ分の規制速度Ｖｍｌよりも回転速度Ｖｍを低下させる処理が、例示されている。

こうしてサブ切替制御が完了すると、図５に示すようにレンジ切替制御フローでは、Ｓ１０６へ移行するのである。尚、ここまで説明したことから、制御回路６０のうちＳ１０５ａ，Ｓ１０５ｅ，Ｓ１０８ａ，Ｓ１０９ａ，Ｓ１０９ｄを実行する機能ブロック部分が、「基準学習部」に相当し、制御回路６０のうちＳを実行する機能ブロック部分が、「目標設定部」に相当する。また、制御回路６０のうちＳ１０５ｂ，Ｓ１０５ｆ，Ｓ１０８ｂ，Ｓ１０９ｃ，Ｓ１０９ｆを実行する機能ブロック部分が、「回転制御部」に相当する。

（作用効果）
以上説明した第一実施形態の作用効果を、以下に説明する。

第一実施形態によると、学習された基準回転位置θｍ０が基準レンジのパーキングレンジＰにおいて初期化されるという第一条件Ｃ１が成立するまでは、絶対位置センサ５０により検出された出力軸２６の絶対位置θｓに基づき、電動モータ２２の目標回転位置θｍｔが設定される。また、学習された基準回転位置θｍ０の初期化後に入力されたレンジ切替指令の切替先が基準レンジのパーキングレンジＰであるという第二条件Ｃ２が成立するまでの間も、絶対位置センサ５０により検出された絶対位置θｓに基づき、目標回転位置θｍｔが設定される。これらによれば、検出される回転位置θｍの起点として基準回転位置θｍ０が正確に学習可能となるまでは、電動モータ２２では、検出された絶対位置θｓに基づいた目標回転位置θｍｔへ向かって回転位置θｍが制御される。故に、電動モータ２２の回転位置θｍが目標回転位置θｍｔよりもオーバーシュート又はアンダーシュートするのを、最小限に食い留めることができる。

さらに第一実施形態によると、第一条件Ｃ１又は第二条件Ｃ２が成立してからは、基準回転位置θｍ０を起点として回転位置センサ４０により検出された回転位置θｍに基づき、電動モータ２２の目標回転位置θｍｔが設定される。これによれば、検出される回転位置θｍの起点として基準回転位置θｍ０が正確に学習可能となってからは、電動モータ２２では、当該検出位置に基づいた目標回転位置θｍｔへ向かって回転位置θｍが制御される。故に、電動モータ２２の回転位置θｍが目標回転位置θｍｔよりもオーバーシュート又はアンダーシュートするのを、確実に回避することができる。

以上のことから第一実施形態では、電動モータ２２の回転位置θｍを目標回転位置θｍｔに正確に制御して、レンジ切替制御精度を確保することが可能である。

また、第一実施形態において第一条件Ｃ１又は第二条件Ｃ２が成立するまでの間は、第一条件Ｃ１又は第二条件Ｃ２が成立してからよりも低い規制速度Ｖｍｌに回転速度の規制される電動モータ２２では、目標回転位置θｍｔへの回転位置制御が容易となる。これによれば、電動モータ２２の回転位置θｍが目標回転位置θｍｔよりもオーバーシュート又はアンダーシュートするのを最小限に食い留め易くして、レンジ切替制御精度の確保に貢献することが可能である。

さらにまた、第一実施形態において第一条件Ｃ１又は第二条件Ｃ２が成立するまでの間は、レンジ切替指令の切替先レンジに対応した絶対位置θｓが検出されてから、電動モータ２２の回転速度Ｖｍが規制速度Ｖｍｌよりもさらに低く制御される。これによれば、切替先に対応した絶対位置θｓの検出までは、目標回転位置θｍｔへの回転位置制御に要する時間の短縮を図りつつ、当該検出の後には、目標回転位置θｍｔへの回転位置制御の容易性を高めることができる。これによれば、電動モータ２２の回転位置θｍが目標回転位置θｍｔよりもオーバーシュート又はアンダーシュートするのを確実に食い留めて、レンジ切替制御精度を確保する効果の信頼性を高めることが可能である。

加えて、第一実施形態において第一条件Ｃ１又は第二条件Ｃ２が成立すると、基準回転位置θｍ０を起点に検出された回転位置θｍに基づき、目標回転位置θｍｔが設定されるのに先立ち、当該検出位置とは異なる位置に目標回転位置θｍｔが設定される。具体的には、基準回転位置θｍ０よりも現在位置から遠い側に仮定の回転位置θｍに、目標回転位置θｍｔが設定される。これにより電動モータ２２の回転位置θｍは、現在位置から基準回転位置θｍ０よりも遠い側の目標回転位置θｍｔへと向かう過程で、基準回転位置θｍ０へ到達し得ることから、当該到達に伴って基準回転位置θｍ０を正確に学習することができる。故に、こうして学習された基準回転位置θｍ０を起点に検出される回転位置θｍに基づき目標回転位置θｍｔを設定することによれば、電動モータ２２に対する正確な回転位置制御を実現して、レンジ切替制御精度を確保することが可能である。

さらに加えて、第一実施形態のストッパ部３２ｓによると、電動モータ２２は、基準回転位置θｍ０を越えて回転するのを機械的に止められる。これにより電動モータ２２の回転位置θｍは、現在位置から基準回転位置θｍ０よりも遠い側の目標回転位置θｍｔへと向かう過程で、基準回転位置θｍ０へ到達すると、ストッパ部３２ｓに止められるため、当該到達の基準回転位置θｍ０での学習が容易となる。故に、学習され易くなった基準回転位置θｍ０を起点に検出される回転位置θｍに基づき目標回転位置θｍｔを設定することによれば、電動モータ２２に対する正確な回転位置制御を実現して、レンジ切替制御精度を確保する効果の信頼性を高めることが可能となる。

（第二実施形態）
本発明の第二実施形態は、第一実施形態の変形例である。図１１に示すように第二実施形態の絶対位置センサ２５０は、ポテンショメータであり、出力軸２６の周囲に付設されている。図１２に示すように、基準回転位置θｍ０に対応する最端位置θｓ０から出力軸２６の回転角度が正転側へ増加するのに比例して、絶対位置センサ２５０から出力される検出信号Ｓａの電圧も最小値Ｖ０から増加する。そこで第二実施形態の制御回路２６０は、絶対位置センサ２５０からの出力信号Ｓａの電圧をピックアップすることにより、出力軸２６の絶対位置θｓを実質連続的に検出する。

こうした第二実施形態のレンジ切替制御フローのＳ１０１，Ｓ１０９ａ，Ｓ１０９ｄでは、絶対位置センサ５０からの出力信号Ｓｐ，Ｓｒ，Ｓｎ，Ｓｄに基づく処理に代えて、絶対位置センサ２５０からの出力信号Ｓａに基づく処理が遂行される。ここで特に、Ｓ１０９ａにて現在の絶対位置θｓは、絶対位置センサ２５０からの出力信号Ｓａの電圧に基づき、直接的に検出される。そこでＳ１０９ａでは、検出された現在の絶対位置θｓから絶対位置θｓが変化しても切替先レンジの実現範囲内に収まる回転カウント値に、目標回転位置θｍｔが設定される。即ちＳ１０９ａでは、検出された絶対位置θｓに基づき、目標回転位置θｍｔが設定されることになる。また特に、Ｓ１０９ｄにて現在の絶対位置θｓは、絶対位置センサ２５０からの出力信号Ｓａの電圧に基づき、連続的に検出される。そこでＳ１０９ｄでは、Ｓ１０９ｃの制御開始直後に検出される現在の絶対位置θｓから、制御安定位置に対応した絶対位置θｓまでの回転カウント値に、目標回転位置θｍｔが設定される。

このような第二実施形態によっても、第一実施形態と同様の作用効果を発揮可能である。しかも第二実施形態では、出力軸２６の絶対位置θｓを実質連続的に検出可能な絶対位置センサ２５０の採用により、サブ切替制御の初期段階（即ち、Ｓ１０９ａ）から、絶対位置θｓを正確に検出して目標回転位置θｍｔの設定に利用することができる。故に、電動モータ２２に対する正確な回転位置制御を実現して、レンジ切替制御精度を確保する効果の信頼性を高めることが可能である。

（他の実施形態）
以上、本発明の複数の実施形態について説明したが、本発明は、それらの実施形態に限定して解釈されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲内において種々の実施形態及び組み合わせに適用することができる。

具体的に変形例１では、Ｓ１０９ｃ，Ｓ１０９ｆの双方にて電動モータ２２の回転速度Ｖｍを、規制速度Ｖｍｌに規制する代わりに、通常速度Ｖｍｎに制御してもよい。変形例２では、レンジ切替指令の切替先レンジに対応した絶対位置θｓが検出されるまでのＳ１０９ｃでは、電動モータ２２の回転速度Ｖｍを通常速度Ｖｍｎに制御し、当該検出後のＳ１０９ｆでは、電動モータ２２の回転速度Ｖｍを規制速度Ｖｍｌに規制してもよい。変形例３では、Ｓ１０９ｆにて電動モータ２２の回転速度Ｖｍを、規制速度Ｖｍｌよりも低下させることなく、規制速度Ｖｍｌのまま保持してもよい。

変形例４では、基準レンジとしてパーキングレンジＰを実現する回転位置θｍの範囲のうち制御安定位置に、基準回転位置θｍ０を定義してもよい。この場合には、ストッパ部３２ｓを設けなくてもよい。またこの場合には、レンジ切替制御フローのうちＳ１０５の学習制御では、Ｓ１０５ａ，Ｓ１０５ｂ，Ｓ１０５ｅ，Ｓ１０５ｆが不要となると共に、Ｓ１０５ｃの実行時における回転位置θｍが基準回転位置θｍ０として学習される。

変形例５では、レンジセレクタ１０としてレバー式以外の構造、例えばパドル式やボタン式等の構造を採用してもよい。変形例６では、パーキングレンジＰ以外のレンジ、例えばドライブレンジＤ等を基準レンジとして採用してもよい。変形例７では、Ｐ，Ｒ，Ｎ，Ｄの四つのレンジ以外にも、例えばセカンドレンジやローレンジ等の追加された自動変速機３に、本発明を適用してもよい。

１ レンジ切替制御装置、２ シフトバイワイヤシステム、３ 自動変速機、１０ レンジセレクタ、２０ シフトアクチュエータ、２２ 電動モータ、２２ｍ モータ軸、２４ 回転伝達機構、２６ 出力軸、３２ｓ ストッパ部、４０ 回転位置センサ、５０，２５０ 絶対位置センサ、５０ｄ，５０ｎ，５０ｐ，５０ｒ 感知部、６０，２６０ 制御回路、６０ｍ メモリ、６０ｐ プロセッサ、Ｃ１ 第一条件、Ｃ２ 第二条件、Ｄ ドライブレンジ、Ｎ ニュートラルレンジ、Ｐ パーキングレンジ、Ｒ リバースレンジ、Ｖｍ 回転速度、Ｖｍｌ 規制速度、Ｖｍｎ 通常速度、θｍ 回転位置、θｍ０ 基準回転位置、θｍｔ 目標回転位置、θｓ 絶対位置

Claims (4)

1. 回転伝達機構（２４）を介して電動モータ（２２）の回転を出力軸（２６）へ伝達することにより、前記出力軸の駆動された絶対位置（θｓ）に従って自動変速機（３）の複数レンジ（Ｐ，Ｒ，Ｎ，Ｄ）を切替制御するレンジ切替制御装置（１）であって、
   前記電動モータの回転位置（θｍ）を検出する回転位置検出部（４０）と、
   前記出力軸の前記絶対位置を検出する絶対位置検出部（５０，２５０）と、
   前記複数レンジのうち特定の基準レンジ（Ｐ）において前記電動モータの基準回転位置（θｍ０）を学習する基準学習部（Ｓ１０５ｃ）と、
   前記基準学習部により学習された前記基準回転位置が前記基準レンジにおいて初期化されることを、第一条件（Ｃ１）と定義し、前記基準学習部により学習された前記基準回転位置の初期化後に入力されたレンジ切替指令の切替先が前記基準レンジであることを、第二条件（Ｃ２）と定義すると、前記第一条件又は前記第二条件が成立するまでの間は、前記絶対位置検出部により検出された前記絶対位置に基づき、前記レンジ切替指令に応じた前記電動モータの目標回転位置（θｍｔ）を設定する一方、前記第一条件又は前記第二条件が成立してからは、前記基準回転位置を起点として前記回転位置検出部により検出された前記回転位置に基づき、前記レンジ切替指令に応じた前記目標回転位置を設定する目標設定部（Ｓ１０５ａ，Ｓ１０５ｅ，Ｓ１０８ａ，Ｓ１０９ａ，Ｓ１０９ｄ）と、
   前記回転位置検出部により検出された前記回転位置に基づき、前記電動モータの前記回転位置を、前記目標設定部により設定された前記目標回転位置へ向かって制御する回転制御部（Ｓ１０５ｂ，Ｓ１０５ｆ，Ｓ１０８ｂ，Ｓ１０９ｃ，Ｓ１０９ｆ）とを、備え、
   前記回転制御部は、前記第一条件又は前記第二条件が成立するまでの間は、前記第一条件又は前記第二条件が成立してからよりも低い規制速度（Ｖｍｌ）に、前記電動モータの回転速度を規制するレンジ切替制御装置。
2. 前記回転制御部は、前記第一条件又は前記第二条件が成立するまでの間は、前記複数レンジのうち前記レンジ切替指令の切替先に対応した前記絶対位置が前記絶対位置検出部により検出されてから、前記電動モータの回転速度を前記規制速度よりもさらに低く制御する請求項１に記載のレンジ切替制御装置。
3. 前記目標設定部は、前記第一条件又は前記第二条件が成立すると、前記回転位置検出部により前記基準回転位置を起点として検出された前記回転位置に基づき、前記目標回転位置を設定するのに先立ち、前記基準回転位置よりも現在位置から遠い側に仮定した前記回転位置に、前記目標回転位置を設定する請求項１又は２に記載のレンジ切替制御装置。
4. 前記電動モータが前記基準回転位置を越えて回転するのを機械的に止めるストッパ部（３２ｓ）を、さらに備える請求項３に記載のレンジ切替制御装置。

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