シフトバイワイヤシステム
【課題】エンコーダに異常が生じても、目標レンジと切り替え後のシフトレンジとがずれるのを抑制可能なシフトバイワイヤシステムを提供する。
【解決手段】ＳＢＷ−ＥＣＵ１３は、エンコーダ３４の異常を検出した場合、レンジセレクタ４５のセレクタセンサ４６から信号の出力があると、オープン駆動制御手段によりロータ３７を回転駆動する。そして、ＳＢＷ−ＥＣＵ１３は、当該回転駆動により自動変速機２０のシフトレンジが目標レンジに切り替わった後、所定の期間である切替禁止時間を設定し、当該切替禁止時間が設定されている期間中、自動変速機２０のシフトレンジの新たな切り替えを禁止する。
【解決手段】ＳＢＷ−ＥＣＵ１３は、エンコーダ３４の異常を検出した場合、レンジセレクタ４５のセレクタセンサ４６から信号の出力があると、オープン駆動制御手段によりロータ３７を回転駆動する。そして、ＳＢＷ−ＥＣＵ１３は、当該回転駆動により自動変速機２０のシフトレンジが目標レンジに切り替わった後、所定の期間である切替禁止時間を設定し、当該切替禁止時間が設定されている期間中、自動変速機２０のシフトレンジの新たな切り替えを禁止する。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は自動変速機のシフトレンジを切り替えるシフトバイワイヤシステムに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、車両制御の分野において、車両状態を変化させるアクチュエータを車両の運転者の指令によってバイワイヤ制御回路により電気制御するバイワイヤシステムが実用化されている。例えば、運転者の指令によって車両の自動変速機のシフトレンジを切り替えるシフトバイワイヤシステムが知られている。シフトバイワイヤシステムでは、例えば電動のアクチュエータを回転させて自動変速機の変速機構部を駆動することによりシフトレンジを切り替える。変速機構部は、アクチュエータにより回転駆動されるディテントプレート、および、当該ディテントプレートに形成された凹部に嵌り込むことでディテントプレートの回転を規制することにより自動変速機のシフトレンジを固定可能な規制部を有するディテントスプリング等を備えている。ここで用いられるアクチュエータは、高速で回転するモータ部、および、当該モータ部の回転を減速して出力する減速部を有している。また、モータ部としてＳＲモータ等のブラシレスモータを採用する場合、アクチュエータには、モータ部の回転角の変化分に応じたパルス信号を出力するインクリメンタル型のエンコーダが設けられることが一般的である。このエンコーダからのパルス信号に基づきモータ部の回転状態を検出し、検出した回転状態をフィードバックすることにより、モータ部の最適な回転駆動制御が可能となる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特許第３８４９９３０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
特許文献１には、通常、エンコーダからのパルス信号に基づくモータ部の回転状態をフィードバックしつつモータ部を駆動するフィードバック駆動制御を行い、エンコーダの異常時にはモータ部の回転状態をフィードバックすることなくモータ部を駆動するオープン駆動制御を行うシフトバイワイヤシステムが開示されている。このシフトバイワイヤシステムでは、弾性を有するディテントスプリングによりディテントプレートの回転を規制する構成のため、モータ部によりディテントプレートが回転駆動されることでシフトレンジが目標レンジに切り替わった直後、ディテントプレートが暫く回転方向に揺動する。ディテントプレートが揺動する時間の長さは、変速機構部の部品公差、モータ部の制御精度、および、環境温度等の環境条件等により変動する。
【０００５】
特許文献１のシフトバイワイヤシステムでは、エンコーダの異常時にオープン駆動制御によりモータ部を回転駆動する場合、シフトレンジが目標レンジに切り替わった直後においても、シフトレンジの切り替えに関し新たな切替指示を受け付け可能である。そのため、ディテントプレートが揺動しているにもかかわらず、新たな切替指示を受け付けるおそれがある。ディテントプレートが揺動している状態で新たな切替指示を受け付けると、ディテントスプリングの規制部がディテントプレートの凹部の中心からずれた位置にあるときにモータ部の回転が開始されるおそれがある。例えば頻繁にシフトレンジの切り替えが行われるガレージシフト時等、上述したようなモータ部の回転作動が短時間のうちに繰り返されると、凹部と規制部との位置ずれが徐々に大きくなり、シフトレンジが目標レンジとは異なるレンジに切り替わるフェイタルモードに陥るおそれがある。
【０００６】
本発明は、上述の問題に鑑みてなされたものであり、その目的は、エンコーダに異常が生じても、目標レンジと切り替え後のシフトレンジとがずれるのを抑制可能なシフトバイワイヤシステムを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
請求項１に記載の発明は、車両の運転者により操作されるシフト選択手段からの信号に応じて自動変速機のシフトレンジを切り替えるシフトバイワイヤシステムであって、モータ部と減速部とエンコーダとディテントプレートとディテントスプリングと目標レンジ決定手段とフィードバック駆動制御手段とオープン駆動制御手段と制御部と異常検出手段とを備えている。モータ部は、ステータ、および、当該ステータに対し相対回転可能に設けられるロータを有している。減速部は、モータ部のロータの回転を減速して出力する出力軸を有している。エンコーダは、モータ部のロータの回転に応じてパルス信号を出力する。ディテントプレートは、複数の凹部を有し、減速部の出力軸に接続するよう設けられることでモータ部により回転駆動される。ディテントスプリングは、規制部を有し、当該規制部がディテントプレートの複数の凹部のいずれかに嵌り込むことでディテントプレートの回転を規制することにより、自動変速機のシフトレンジを固定可能である。目標レンジ決定手段は、シフト選択手段からの信号に基づき目標レンジを決定する。フィードバック駆動制御手段は、エンコーダからのパルス信号のカウント値であるパルス信号カウント値に基づきステータに対するロータの回転位置を検出しつつモータ部の通電相を順次切り替えることでロータを目標回転位置まで回転駆動する。オープン駆動制御手段は、エンコーダからのパルス信号にかかわらずモータ部の通電相を順次切り替え、当該通電相の切り替え回数のカウント値である切替回数カウント値に基づきロータを目標回転位置まで回転駆動する。制御部は、フィードバック駆動制御手段またはオープン駆動制御手段によりロータを回転駆動することで、目標レンジ決定手段により決定した目標レンジとなるよう自動変速機のシフトレンジを切り替える。異常検出手段は、エンコーダの異常を検出する。
【０００８】
そして、本発明では、制御部は、異常検出手段によりエンコーダの異常を検出した場合、シフト選択手段から信号の出力があると、オープン駆動制御手段によりロータを回転駆動し、当該回転駆動により自動変速機のシフトレンジが目標レンジに切り替わった後、所定の期間である切替禁止時間を設定し、当該切替禁止時間が設定されている期間中、自動変速機のシフトレンジの切り替えを禁止する。そのため、ディテントプレートが揺動している状態で、新たなシフトレンジの切り替え指示に伴うモータ部の回転が開始されるのを抑制することができる。これにより、短時間のうちにオープン駆動制御手段によりモータ部の回転作動が繰り返されることで凹部と規制部との位置ずれが徐々に大きくなるといった事態を抑制することができる。したがって、本発明では、エンコーダに異常が生じても、目標レンジと切り替え後のシフトレンジとがずれるのを抑制することができる。
なお、制御部による自動変速機のシフトレンジの切り替えを禁止する手段としては、例えば、「切替禁止時間が設定されている期間中、目標レンジ決定手段は、シフト選択手段からの信号を受け付けない（無視する）」、あるいは、「切替禁止時間が設定されている期間中、制御部は、目標レンジ決定手段により目標レンジが決定されてもモータ部のロータを回転駆動しない」といった手段が考えられる。
【０００９】
請求項２に記載の発明では、切替禁止時間は、自動変速機のシフトレンジが目標レンジに切り替わった後、ディテントプレートの揺動が収束すると想定される最大時間以上の長さである。これにより、ディテントプレートが揺動している状態で、新たなシフトレンジの切り替え指示に伴いモータ部が回転し始める事態を確実に回避することができる。すなわち、本発明では、シフトレンジが目標レンジに切り替わった後、ディテントプレートの揺動が確実に停止した（規制部が凹部の中心に位置した）状態で、新たなシフトレンジの切り替えが可能となる。これにより、凹部と規制部との位置ずれが徐々に大きくなることで、シフトレンジが目標レンジとは異なるレンジに切り替わるフェイタルモードに陥るのを防止することができる。したがって、本発明では、エンコーダに異常が生じても、目標レンジと切り替え後のシフトレンジとがずれるのを確実に防止することができる。
【００１０】
請求項３に記載の発明は、モータ部の温度を検出可能な温度検出手段をさらに備えている。そして、本発明では、制御部は、温度検出手段により検出した温度に基づき切替禁止時間の長さを設定する。シフトレンジが目標レンジに切り替わった後、ディテントプレートが揺動する時間の長さは、ディテントプレートに関連する部品の部品公差、モータ部の制御精度、および、環境温度等の環境条件等により変動する。例えば、モータ部の温度が低い場合、モータ部の出力するトルクは大きくなり、モータ部によってディテントプレートの回転を停止させ易くなるため、ディテントプレートが揺動する時間は短くなる。一方、モータ部の温度が高い場合、モータ部の出力するトルクは小さくなり、モータ部によってディテントプレートの回転を停止させ難くなるため、ディテントプレートが揺動する時間は長くなる。本発明では、温度検出手段により検出したモータ部の温度に基づき切替禁止時間の長さを設定することで、切替禁止時間が必要以上に長く設定されるのを回避することができる。したがって、シフトバイワイヤシステムの商品性を維持することができる。
【００１１】
請求項４に記載の発明は、モータ部に印加される電圧を検出可能な電圧検出手段をさらに備えている。そして、本発明では、制御部は、電圧検出手段により検出した電圧に基づき切替禁止時間の長さを設定する。上述のように、シフトレンジが目標レンジに切り替わった後、ディテントプレートが揺動する時間の長さは、ディテントプレートに関連する部品の部品公差、モータ部の制御精度、および、環境温度等の環境条件等により変動する。例えば、モータ部に印加される電圧が高い場合、モータ部の出力するトルクは大きくなり、モータ部によってディテントプレートの回転を停止させ易くなるため、ディテントプレートが揺動する時間は短くなる。一方、モータ部に印加される電圧が低い場合、モータ部の出力するトルクは小さくなり、モータ部によってディテントプレートの回転を停止させ難くなるため、ディテントプレートが揺動する時間は長くなる。本発明では、電圧検出手段により検出したモータ部に印加される電圧に基づき切替禁止時間の長さを設定することで、切替禁止時間が必要以上に長く設定されるのを回避することができる。したがって、シフトバイワイヤシステムの商品性を維持することができる。
【００１２】
ところで、オープン駆動制御手段によるモータ部の回転中に、新たなシフトレンジの切り替え指示に伴うモータ部の急激な逆回転が生じると、切替回数カウント値と実回転角とのずれが発生することがある。その結果、凹部と規制部とが位置ずれするおそれがある。
そこで、請求項５に記載の発明では、制御部は、異常検出手段により前記エンコーダの異常を検出した場合、シフト選択手段から信号の出力があるとオープン駆動制御手段によりロータを回転駆動し、当該回転駆動の開始から、自動変速機のシフトレンジが目標レンジに切り替わるまでの期間中、自動変速機のシフトレンジの切り替えを禁止する。これにより、本発明では、オープン駆動制御手段によるモータ部の回転中に、新たなシフトレンジの切り替え指示に伴うモータ部の急激な逆回転が生じることはない。その結果、凹部と規制部とが位置ずれするのを防止することができる。
【００１３】
請求項６に記載の発明は、制御部により自動変速機のシフトレンジの切り替えが禁止されている期間中、シフト選択手段から信号の出力があった場合、「自動変速機のシフトレンジの切り替えは禁止されていること」を運転者に通知可能な通知手段をさらに備えている。これにより、制御部により自動変速機のシフトレンジの切り替えが禁止されている期間中にシフト選択手段の操作を行った運転者に対し、「自動変速機のシフトレンジの切り替えは禁止されていること」を認識させることができ、運転者の混乱を抑制することができる。
【００１４】
請求項７に記載の発明は、制御部により自動変速機のシフトレンジの切り替えが禁止されている期間中、「自動変速機のシフトレンジの切り替えは禁止されていること」を表示する表示手段をさらに備えている。これにより、制御部により自動変速機のシフトレンジの切り替えが禁止されている期間中、「自動変速機のシフトレンジの切り替えは禁止されていること」を運転者に予め認識させることができ、運転者の混乱を抑制することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】本発明の一実施形態によるシフトバイワイヤシステムを含む車両制御システムを示す概略図。
【図２】本発明の一実施形態によるシフトバイワイヤシステムのアクチュエータを示す断面図。
【図３】本発明の一実施形態によるシフトバイワイヤシステムの変速機構部およびその近傍を示す図。
【図４】本発明の一実施形態によるシフトバイワイヤシステムのディテントプレートを示す図であって、（Ａ）はシフトレンジが「Ｐレンジ」のときの状態を示す図、（Ｂ）はシフトレンジが「Ｄレンジ」のときの状態を示す図。
【図５】本発明の一実施形態によるシフトバイワイヤシステムによる、エンコーダが異常なときに実行する処理の処理フローを示す図。
【発明を実施するための形態】
【００１６】
以下、本発明の実施形態によるシフトバイワイヤシステムを図面に基づいて説明する。なお、以下の説明では、電子制御ユニットを「ＥＣＵ」と略記する。
（一実施形態）
【００１７】
図１は、本発明の一実施形態によるシフトバイワイヤシステム３を含む車両制御システム１を示している。例えば四輪の車両に搭載される車両制御システム１は、自動変速機制御システム２、シフトバイワイヤシステム３、エンジン制御システム４および統合ＥＣＵ１０などから構成されている。
【００１８】
自動変速機制御システム２、シフトバイワイヤシステム３およびエンジン制御システム４は、それぞれＡＴ−ＥＣＵ１２、ＳＢＷ−ＥＣＵ１３およびＥＣ−ＥＣＵ１４を有している。ＡＴ−ＥＣＵ１２、ＳＢＷ−ＥＣＵ１３およびＥＣ−ＥＣＵ１４は、いずれも演算手段としてのＣＰＵ、記憶手段としてのＲＯＭおよびＲＡＭ、ならびに、入出力手段等を有する小型のコンピュータである。ＡＴ−ＥＣＵ１２、ＳＢＷ−ＥＣＵ１３およびＥＣ−ＥＣＵ１４は、それぞれ車内のＬＡＮ回線１７を経由して電気的または光学的に相互に接続されている。また、ＡＴ−ＥＣＵ１２、ＳＢＷ−ＥＣＵ１３、ＥＣ−ＥＣＵ１４および統合ＥＣＵ１０は、車両の電源であるバッテリ１８に電気的に接続されており、このバッテリ１８から供給された電力によって作動する。統合ＥＣＵ１０は、上述のＡＴ−ＥＣＵ１２、ＳＢＷ−ＥＣＵ１３およびＥＣ−ＥＣＵ１４と共同して車両制御システム１全体を制御する。本実施形態において、ＳＢＷ−ＥＣＵ１３は、特許請求の範囲の「制御部」に対応する。
【００１９】
自動変速機制御システム２は、車両の自動変速機２０を油圧により駆動する。自動変速機制御システム２は、自動変速機２０のシフトレンジおよび変速段を切り替える油圧回路２１を備えている。本実施形態では、自動変速機２０には、走行レンジとして前進用のレンジであるＤレンジおよび後進用のレンジであるＲレンジと、非走行レンジとして駐車用のレンジであるＰレンジおよび中立のレンジであるＮレンジとが設定されている。油圧回路２１は、レンジ位置選択機構としてのスプールバルブであるマニュアルバルブ２２を有している。マニュアルバルブ２２は、軸方向へ移動することにより、油圧回路２１を切り替える。マニュアルバルブ２２が油圧回路２１を切り替えることにより、自動変速機２０は上記のシフトレンジのいずれかに設定される。自動変速機２０は、いずれかのシフトレンジで締結する複数の摩擦係合要素を備えている。油圧回路２１に設置されている複数の電磁弁２３は、対応する摩擦係合要素を油圧により駆動する。これにより、各摩擦係合要素は、電磁弁２３から供給される油圧によって締結または解放される。
【００２０】
ＡＴ−ＥＣＵ１２は、油圧回路２１の電磁弁２３などの電気要素に電気的に接続されている。これにより、ＡＴ−ＥＣＵ１２は、各電磁弁２３からの出力油圧を電気的に制御する。ＡＴ−ＥＣＵ１２によって電磁弁２３からの出力油圧を制御することにより、自動変速機２０の各摩擦係合要素は締結または解放される。また、本実施形態の場合、ＡＴ−ＥＣＵ１２は、例えば自動変速機２０の出力軸の回転数などから車両の速度を検出する車速センサ２４と電気的に接続している。ＡＴ−ＥＣＵ１２は、車速センサ２４から出力された検出信号を受信して車速を検出し、各電磁弁２３を制御する。
【００２１】
シフトバイワイヤシステム３は、自動変速機制御システム２のマニュアルバルブ２２、および、パーキングロック機構７０（図３）を駆動するアクチュエータ３０、および、変速機構部５０等を備えている。なお、ＳＢＷ−ＥＣＵ１３は、シフトバイワイヤシステム３を構成する要素の１つである。電磁駆動式のアクチュエータ３０は、モータ部３２、エンコーダ３４および減速部３３などを有している。
【００２２】
ここで、アクチュエータ３０について説明する。本実施形態では、モータ部３２は、スイッチトリラクタンス（ＳＲ）モータであり、永久磁石を用いることなく駆動力を発生するブラシレスモータである。図２に示すように、モータ部３２は、回転方向に配列された複数のコイル３６が嵌合されているステータ３５を有している。また、モータ部３２は、ステータ３５の内側にロータ３７を有している。ロータ３７は、中心部に軸部材３８を有し、アクチュエータ３０のハウジング３１に回転可能に支持されている。
ＳＢＷ−ＥＣＵ１３は、モータ部３２の複数のコイル３６に所定のタイミングで順次通電し、ロータ３７および軸部材３８を回転させる。
【００２３】
本実施形態では、エンコーダ３４は、アクチュエータ３０のハウジング３１内に設けられている。エンコーダ３４は、ロータ３７と一体に回転する磁石と、ハウジング３１に固定された基板に実装され、磁石と対向配置されて磁石における磁束発生部の通過を検出する、磁気検出用のホールＩＣ等により構成されている。エンコーダ３４は、モータ部３２（ロータ３７）の回転角の変化分に応じてパルス信号を出力する。
【００２４】
上述のように、本実施形態でのエンコーダ３４は、モータ部３２の回転に応じてパルス信号を出力するインクリメンタル型のエンコーダである。ＳＢＷ−ＥＣＵ１３は、エンコーダ３４から出力されたパルス信号に応じてカウント用の値（パルス信号カウント値）を減少（カウントダウン）または増大（カウントアップ）させる。これにより、ＳＢＷ−ＥＣＵ１３は、モータ部３２（ロータ３７）の回転状態を検出可能である。ＳＢＷ−ＥＣＵ１３は、エンコーダ３４によってモータ部３２の回転状態を検出することにより、モータ部３２を脱調させることなく高速回転させることができる。なお、車両電源のオン毎（シフトバイワイヤシステム３の起動毎）に、モータ部３２の励磁通電相学習（エンコーダ３４から出力されたパルス信号に応じたカウント値と通電相の同期）のための初期駆動制御が行われる。この初期駆動制御により、アクチュエータ３０の回転を適切に制御できるようになる。
減速部３３は、モータ部３２（軸部材３８）の回転運動を減速して出力軸３９から出力し、変速機構部５０に伝達する。変速機構部５０は、減速部３３から出力された回転駆動力をマニュアルバルブ２２、および、パーキングロック機構７０へ伝達する。
【００２５】
変速機構部５０は、図３に示すようにマニュアルシャフト５１、ディテントプレート５２およびディテントスプリング５５などを有している。マニュアルシャフト５１は、アクチュエータ３０の減速部３３の出力軸３９に接続し、モータ部３２の回転駆動力によって回転駆動される。ディテントプレート５２は、マニュアルシャフト５１から径方向外側に伸びてマニュアルシャフト５１と一体に構成されている。これにより、ディテントプレート５２は、マニュアルシャフト５１と一体にアクチュエータ３０によって回転駆動される。ディテントプレート５２には、マニュアルシャフト５１と平行に突出するピン５４が設置されている。ピン５４は、マニュアルバルブ２２と接続している。その結果、ディテントプレート５２がマニュアルシャフト５１とともに回転することにより、マニュアルバルブ２２は軸方向へ往復移動する。すなわち、変速機構部５０は、アクチュエータ３０の回転駆動力を直線運動に変換してマニュアルバルブ２２に伝達する。
【００２６】
ディテントプレート５２は、図４に示すように、マニュアルシャフト５１の径方向外側に凹部６１、凹部６２、凹部６３、凹部６４を有している。凹部６１は、ディテントプレート５２の回転方向の一方側に形成されている。凹部６４は、ディテントプレート５２の回転方向の他方側に形成されている。凹部６２および凹部６３は、凹部６１と凹部６４との間に形成されている。ここで、凹部６１、凹部６２、凹部６３、凹部６４は、それぞれ、特許請求の範囲における「凹部」に対応している。
本実施形態では、凹部６１は、自動変速機２０のシフトレンジである「Ｐレンジ」に対応して形成されている。凹部６２は、「Ｒレンジ」に対応して形成されている。凹部６３は、「Ｎレンジ」に対応して形成されている。凹部６４は、「Ｄレンジ」に対応して形成されている。
【００２７】
ディテントスプリング５５は、弾性変形可能に形成されており、先端に規制部としてのディテントローラ５３を有している。ディテントスプリング５５は、ディテントローラ５３をディテントプレート５２の中心（マニュアルシャフト５１）方向に付勢している。マニュアルシャフト５１を経由してディテントプレート５２に回転方向の所定の力が加わると、ディテントローラ５３は図４（Ａ）、（Ｂ）に示すように各凹部６１〜６４間に形成される凸部を乗り越えて隣接する他の凹部６１〜６４へ移動する。その結果、アクチュエータ３０によってマニュアルシャフト５１を回転させることにより、マニュアルバルブ２２の軸方向の位置、および、パーキングロック機構７０の状態が変化し、自動変速機２０のシフトレンジが変更される。なお、ディテントローラ５３が各凹部６１〜６４間の凸部を乗り越えるとき、ディテントスプリング５５は撓むようにして弾性変形する。また、このとき、ディテントローラ５３は、回転しながら各凹部６１〜６４および凸部を移動する。
【００２８】
ディテントローラ５３が凹部６１、凹部６２、凹部６３、凹部６４のいずれかに嵌り込むことでディテントプレート５２の回転を規制することにより、マニュアルバルブ２２の軸方向の位置、および、パーキングロック機構７０の状態が決定される。これにより、自動変速機２０のシフトレンジが固定される。
本実施形態では、図４に示すようにシフトレンジが「Ｐレンジ」側から「Ｒレンジ」、「Ｎレンジ」および「Ｄレンジ」側へ切り替わるときにアクチュエータ３０の減速部３３が回転する方向を、正回転方向と定義している。一方、シフトレンジが「Ｄレンジ」側から「Ｎレンジ」、「Ｒレンジ」および「Ｐレンジ」側へ切り替わるときにアクチュエータ３０の減速部３３が回転する方向を、逆回転方向と定義している。
【００２９】
図３は、シフトレンジが「Ｄレンジ」であるとき、すなわち、「Ｐレンジ」以外のレンジであるときのパーキングロック機構７０の状態を示している。この状態では、パーキングギア７４は、パーキングロックポール７３によってロックされていない。そのため、車両の車輪の回転は妨げられない。この状態から、アクチュエータ３０の減速部３３が逆回転方向に回転すると、ディテントプレート５２を介してロッド７１が図３に示す矢印Ｘの方向に押され、ロッド７１の先端に設けられたテーパ部７２がパーキングロックポール７３を図３に示す矢印Ｙの方向に押し上げる。その結果、パーキングロックポール７３がパーキングギア７４に噛み合い、パーキングギア７４がロックされる。その結果、車輪の回転が規制された状態となる。このとき、ディテントスプリング５５のディテントローラ５３はディテントプレート５２の凹部６１に嵌り込んだ状態（ディテントローラ５３が凹部６１の中心に位置する状態。図４（Ａ）参照）であり、自動変速機２０の実際のレンジ（以下、「実レンジ」という。）は「Ｐレンジ」である。
【００３０】
シフトバイワイヤシステム３では、弾性を有するディテントスプリング５５によりディテントプレート５２の回転を規制する構成のため、モータ部３２によりディテントプレート５２が回転駆動されることでシフトレンジが目標レンジに切り替わった直後、ディテントプレート５２が暫く回転方向（正回転方向および逆回転方向）に揺動する。図４（Ａ）では、シフトレンジが「Ｐレンジ」に切り替わった直後のディテントプレート５２、ディテントスプリング５５およびディテントローラ５３の状態を実線で示しており、ディテントプレート５２が揺動しているときの各部材の状態を破線で示している。また、図４（Ｂ）では、シフトレンジが「Ｄレンジ」に切り替わった直後のディテントプレート５２、ディテントスプリング５５およびディテントローラ５３の状態を実線で示しており、ディテントプレート５２が揺動しているときの各部材の状態を破線で示している。ディテントプレート５２が揺動する時間（シフトレンジが目標レンジに切り替わった直後、ディテントプレート５２が揺動し始めてから揺動が停止するまでの時間）の長さは、変速機構部５０の部品公差、モータ部３２の制御精度、および、環境温度等の環境条件等により変動する。
【００３１】
ＳＢＷ−ＥＣＵ１３は、アクチュエータ３０のモータ部３２およびエンコーダ３４、シフト選択手段としてのレンジセレクタ４５のセレクタセンサ４６、温度検出手段としての温度センサ８１、ならびに、電圧検出手段としての電圧センサ８２等に電気的に接続している。
セレクタセンサ４６は、車両の運転者がレンジセレクタ４５を操作することにより指令したレンジ（以下、「指令レンジ」という。）を検出する。セレクタセンサ４６は、検出した信号をＳＢＷ−ＥＣＵ１３へ出力する。
【００３２】
ＳＢＷ−ＥＣＵ１３は、セレクタセンサ４６から出力された指令レンジに関する信号に基づき、目標レンジを決定する。より具体的には、本実施形態では、セレクタセンサ４６の信号、ブレーキの信号、および、車速センサ２４の信号等に基づき目標レンジを決定する。ここで、ＳＢＷ−ＥＣＵ１３は、特許請求の範囲における「目標レンジ決定手段」として機能する。ＳＢＷ−ＥＣＵ１３は、自動変速機２０のシフトレンジが、目標レンジ決定手段により決定された目標レンジとなるようアクチュエータ３０の回転を制御する。これにより、自動変速機２０の実レンジが、運転者の意図するレンジに切り替わる。
【００３３】
温度センサ８１は、モータ部３２に設けられている。温度センサ８１は、モータ部３２の温度を検出し、検出した信号をＳＢＷ−ＥＣＵ１３に出力する。電圧センサ８２は、ＳＢＷ−ＥＣＵ１３とモータ部３２のコイル３６とを接続する電力線に設けられている。電圧センサ８２は、モータ部３２のコイル３６に印加される電圧を検出し、検出した信号をＳＢＷ−ＥＣＵ１３に出力する。
【００３４】
本実施形態のエンコーダ３４は、インクリメンタル型のエンコーダのため、モータ部３２の相対的な回転位置しか検出することができない。そのため、アクチュエータ３０を回転させることでシフトレンジを所望のレンジに切り替えるにあたっては、アクチュエータ３０の減速部３３の絶対位置に対応する基準位置を学習しておく必要がある。アクチュエータ３０の基準位置を学習した後は、学習した基準位置と所定回転量（制御定数）とに基づき各シフトレンジに対応するアクチュエータ３０の回転位置を演算により求め、当該演算により求めた回転位置となるようアクチュエータ３０を回転させることで、実レンジを所望のシフトレンジに切り替えることができる。本実施形態では、ＳＢＷ−ＥＣＵ１３は、ディテントプレート５２の回転可能範囲の端部（ＰレンジまたはＤレンジ）に対応するアクチュエータ３０の基準位置を学習する。
【００３５】
また、ＳＢＷ−ＥＣＵ１３は、基準位置を学習した後においては、当該基準位置と、所定回転量と、エンコーダ３４からのパルス信号カウント値（モータ部３２の回転位置）とに基づく演算により、そのときの実レンジを間接的に検出することができる。本実施形態では、ＳＢＷ−ＥＣＵ１３は、検出した実レンジの情報を、統合ＥＣＵ１０を経由して、車両の運転席前方に設けられた表示装置４７に表示する。これにより、運転者は、その時点の実レンジを確認することができる。本実施形態では、図４に示す各シフトレンジ（Ｐ、Ｒ、Ｎ、Ｄ）のそれぞれの範囲内にディテントローラ５３の中心が位置するときのモータ部３２の回転位置に基づき、対応する実レンジを検出可能である。
【００３６】
上述のように、ＳＢＷ−ＥＣＵ１３は、通常、エンコーダ３４からのパルス信号カウント値に基づきステータ３５に対するロータ３７の回転位置を検出しつつモータ部３２の通電相を順次切り替えることでロータ３７を目標回転位置まで回転駆動する。すなわち、ＳＢＷ−ＥＣＵ１３は、ロータ３７（モータ部３２）の回転状態をフィードバックしながらモータ部３２を回転駆動することでシフトレンジを目標レンジに切り替える。以下、ＳＢＷ−ＥＣＵ１３による上記制御を「フィードバック駆動制御」という。ここで、ＳＢＷ−ＥＣＵ１３は、特許請求の範囲における「フィードバック駆動制御手段」として機能する。
【００３７】
ＥＣ−ＥＣＵ１４は、車両の内燃機関（以下、「エンジン」という。）４０のスロットル４１、インジェクタ４２、およびアクセルペダル４３のアクセルセンサ４４に電気的に接続している。スロットル４１は、エンジン４０の吸気通路を流れる吸気の流量を調整する。インジェクタ４２は、エンジン４０の吸気通路または各気筒へ噴射する燃料の量を調整する。アクセルセンサ４４は、車両の運転者によるアクセルペダル４３の操作量を検出し、検出した信号をＥＣ−ＥＣＵ１４に出力する。このような構成により、ＥＣ−ＥＣＵ１４は、車両の運転者によってアクセルペダル４３が操作されると、その操作に基づいてスロットル４１およびインジェクタ４２などを電気的に制御する。その結果、ＥＣ−ＥＣＵ１４は、エンジン４０の回転数および出力トルクを調整する。
【００３８】
ところで、ＳＢＷ−ＥＣＵ１３がフィードバック駆動制御を行っているとき、例えば、エンコーダ３４からのパルス信号が何らかの原因で一時的に欠けたり、エンコーダ３４の信号線に重畳したノイズが正規のパルス信号と誤認されたり、脱調が生じたりすると、通電相とロータ３７の回転位相との同期が取れなくなり、ロータ３７を正常に回転駆動できなくなる。これにより、ロータ３７の回転が停止したり、逆回転したりするおそれがある。そこで、本実施形態では、ＳＢＷ−ＥＣＵ１３は、モータ部３２への通電状態、および、エンコーダ３４からのパルス信号を常時監視し、上述のようなパルス信号に関する異常を検出すると、エンコーダ３４が異常な状態であると判定する（エンコーダ３４の異常を検出する）。ここで、ＳＢＷ−ＥＣＵ１３は、特許請求の範囲における「異常検出手段」として機能する。
【００３９】
上述のように、ＳＢＷ−ＥＣＵ１３は、通常、フィードバック駆動制御によりモータ部３２を回転駆動することで自動変速機２０のシフトレンジを切り替える。一方、ＳＢＷ−ＥＣＵ１３は、エンコーダ３４の異常を検出すると、「フィードバック駆動制御」ではなく、以下に説明する「オープン駆動制御」によりモータ部３２を回転駆動する。
オープン駆動制御とは、エンコーダ３４からのパルス信号にかかわらずモータ部３２の通電相を順次切り替え、当該通電相の切り替え回数のカウント値である切替回数カウント値に基づきロータ３７を目標回転位置まで回転駆動する制御である。すなわち、ＳＢＷ−ＥＣＵ１３は、エンコーダ３４が故障等で異常な状態になると（エンコーダ３４の異常を検出すると）、オープン駆動制御によりモータ部３２を回転駆動することで自動変速機２０のシフトレンジを切り替える。なお、ＳＢＷ−ＥＣＵ１３のＲＯＭには「切替回数カウント値と凹部６１〜６４の各中心間の距離（回転角度）との対応関係」が記憶されており、ＳＢＷ−ＥＣＵ１３は、当該対応関係に基づき、ロータ３７を目標回転位置まで回転駆動する。
【００４０】
そして、本実施形態では、ＳＢＷ−ＥＣＵ１３は、エンコーダ３４の異常を検出した場合、レンジセレクタ４５のセレクタセンサ４６から信号の出力があると、オープン駆動制御によりロータ３７を回転駆動し、当該回転駆動の開始から、自動変速機２０のシフトレンジが目標レンジに切り替わるまでの期間中、自動変速機２０のシフトレンジの新たな切り替えを禁止する。つまり、ＳＢＷ−ＥＣＵ１３は、例えば、「ロータ３７の回転駆動の開始から、自動変速機２０のシフトレンジが目標レンジに切り替わるまでの期間中、セレクタセンサ４６からの信号を受け付けない（無視する）」、あるいは、「ロータ３７の回転駆動の開始から、自動変速機２０のシフトレンジが目標レンジに切り替わるまでの期間中、目標レンジが決定されてもモータ部３２のロータ３７を回転駆動しない」。これにより、オープン駆動制御によるモータ部３２の回転中に、新たなシフトレンジの切り替え指示に伴うモータ部３２の急激な逆回転が生じることはない。その結果、凹部６１〜６４の中心とディテントローラ５３とが位置ずれするのを防止することができる。
【００４１】
また、本実施形態では、ＳＢＷ−ＥＣＵ１３は、オープン駆動制御によりロータ３７を回転駆動し、当該回転駆動により自動変速機２０のシフトレンジが目標レンジに切り替わった後、所定の期間である切替禁止時間を設定する。そして、当該切替禁止時間が設定されている期間中、自動変速機２０のシフトレンジの新たな切り替えを禁止する。つまり、ＳＢＷ−ＥＣＵ１３は、例えば、「切替禁止時間が設定されている期間中、セレクタセンサ４６からの信号を受け付けない（無視する）」、あるいは、「切替禁止時間が設定されている期間中、目標レンジが決定されてもモータ部３２のロータ３７を回転駆動しない」。
【００４２】
ここで、ＳＢＷ−ＥＣＵ１３は、切替禁止時間の長さを、「自動変速機２０のシフトレンジが目標レンジに切り替わった後、ディテントプレート５２の揺動が収束（停止）すると想定される最大時間以上の長さ」に設定する。より具体的には、ＳＢＷ−ＥＣＵ１３は、温度センサ８１により検出したモータ部３２の温度、および、電圧センサ８２により検出したコイル３６に印加される電圧に基づき、切替禁止時間の長さを設定する。
【００４３】
例えば、モータ部３２の温度が低い場合、モータ部３２の出力するトルクは大きくなり、モータ部３２によってディテントプレート５２の回転を停止させ易くなるため、ディテントプレート５２が揺動する時間は短くなる。一方、モータ部３２の温度が高い場合、モータ部３２の出力するトルクは小さくなり、モータ部３２によってディテントプレート５２の回転を停止させ難くなるため、ディテントプレート５２が揺動する時間は長くなる。
【００４４】
また、例えば、モータ部３２に印加される電圧が高い場合、モータ部３２の出力するトルクは大きくなり、モータ部３２によってディテントプレート５２の回転を停止させ易くなるため、ディテントプレート５２が揺動する時間は短くなる。一方、モータ部３２に印加される電圧が低い場合、モータ部３２の出力するトルクは小さくなり、モータ部３２によってディテントプレート５２の回転を停止させ難くなるため、ディテントプレート５２が揺動する時間は長くなる。
【００４５】
ＳＢＷ−ＥＣＵ１３は、モータ部３２の温度が低いほど、または、モータ部３２に印加される電圧が高いほど、切替禁止時間の長さを短く設定する。一方、モータ部３２の温度が高いほど、または、モータ部３２に印加される電圧が低いほど、切替禁止時間の長さを長く設定する。本実施形態では、ＳＢＷ−ＥＣＵ１３は、切替禁止時間の長さを、例えば０．５〜１．５秒の範囲の長さに設定する。
【００４６】
本実施形態では、切替禁止時間が設定されている期間中は、自動変速機２０のシフトレンジの新たな切り替えを禁止するため、ディテントプレート５２が揺動している状態で、新たなシフトレンジの切り替え指示に伴うモータ部３２の回転が開始されるのを防止することができる。これにより、短時間のうちにオープン駆動制御によるモータ部３２の回転作動が繰り返されることで凹部６１〜６４の中心とディテントローラ５３との位置ずれが徐々に大きくなるといった事態を回避することができる。
【００４７】
また、本実施形態では、ＳＢＷ−ＥＣＵ１３は、自動変速機２０のシフトレンジの新たな切り替えを禁止している期間中（モータ部３２がオープン駆動制御により回転駆動しているとき、および、切替禁止時間が設定されている期間中）、セレクタセンサ４６から信号の出力があった場合、「自動変速機２０のシフトレンジの新たな切り替えは禁止されていること」を示す文章あるいはマーク等を表示装置４７に表示するとともに、統合ＥＣＵ１０に接続されたスピーカ４８から「自動変速機２０のシフトレンジの新たな切り替えは禁止されていること」を示す音声またはブザー音等を発する。ここで、ＳＢＷ−ＥＣＵ１３、統合ＥＣＵ１０、表示装置４７およびスピーカ４８は、特許請求の範囲における「通知手段」として機能する。
【００４８】
次に、ＳＢＷ−ＥＣＵ１３がオープン駆動制御を行うとき、すなわち、エンコーダ３４が異常なときのＳＢＷ−ＥＣＵ１３の一作動例について、図５に基づき説明する。図５は、エンコーダ３４が異常なときにＳＢＷ−ＥＣＵ１３が実行する一連の処理フロー（Ｓ１００）を示す図である。当該処理フローＳ１００は、エンコーダ３４の異常を検出したことをきっかけとして開始される。
【００４９】
Ｓ１０１では、ＳＢＷ−ＥＣＵ１３は、運転者からのシフトレンジの切り替え要求があったか否かを判断する。具体的には、例えばセレクタセンサ４６から信号が出力されたか否かにより、運転者からのシフトレンジの切り替え要求があったか否かを判断する。運転者からのシフトレンジの切り替え要求があったと判断した場合（Ｓ１０１：ＹＥＳ）、処理は、Ｓ１０２へ移行する。一方、運転者からのシフトレンジの切り替え要求がない場合（Ｓ１０１：ＮＯ）、処理は、図５に示す一連の処理フローＳ１００の先頭、すなわち、Ｓ１０１に戻る。つまり、ＳＢＷ−ＥＣＵ１３は、運転者からのシフトレンジの切り替え要求があるまで、Ｓ１０１の処理を繰り返す。
【００５０】
Ｓ１０２では、ＳＢＷ−ＥＣＵ１３は、シフトレンジは切り替え中であるか否かを判断する。具体的には、例えばモータ部３２への電力の供給状況に基づき、モータ部３２が回転駆動中か否かを判断することで、シフトレンジが切り替え中であるか否かを判断する。シフトレンジは切り替え中であると判断した場合（Ｓ１０２：ＹＥＳ）、処理は、Ｓ１０５へ移行する。一方、シフトレンジは切り替え中でないと判断した場合（Ｓ１０２：ＮＯ）、処理は、Ｓ１０３へ移行する。
【００５１】
Ｓ１０３では、ＳＢＷ−ＥＣＵ１３は、シフトレンジ切り替え後に設定された切替禁止時間内であるか否かを判断する。「シフトレンジ切り替え後に設定された切替禁止時間」とは、後述するＳ１０４の処理によるシフトレンジの切り替え後に設定される所定の長さの時間である。切替禁止時間内であると判断した場合（Ｓ１０３：ＹＥＳ）、処理は、Ｓ１０５へ移行する。一方、切替禁止時間内でないと判断した場合（Ｓ１０３：ＮＯ）、処理は、Ｓ１０４へ移行する。
【００５２】
Ｓ１０４では、ＳＢＷ−ＥＣＵ１３は、オープン駆動制御によりモータ部３２を回転駆動することで、目標レンジとなるよう自動変速機２０のシフトレンジを切り替える。Ｓ１０４の後、処理は、図５に示す一連の処理フローＳ１００の先頭、すなわち、Ｓ１０１に戻る。なお、Ｓ１０４の処理により自動変速機２０のシフトレンジが目標レンジに切り替わったとき（モータ部３２の回転駆動が停止したとき）、ＳＢＷ−ＥＣＵ１３は、切替禁止時間を設定する。ここで、ＳＢＷ−ＥＣＵ１３は、温度センサ８１および電圧センサ８２からの信号に基づき、切替禁止時間の長さを設定する。
【００５３】
Ｓ１０５では、ＳＢＷ−ＥＣＵ１３は、運転者からシフトレンジの切り替え要求があった場合、当該要求を拒絶し、運転者に「自動変速機２０のシフトレンジの新たな切り替えは禁止されていること」を通知する。具体的には、セレクタセンサ４６から信号の出力があった場合、「自動変速機２０のシフトレンジの新たな切り替えは禁止されていること」を示す文章あるいはマーク等を表示装置４７に表示するとともに、スピーカ４８から「自動変速機２０のシフトレンジの新たな切り替えは禁止されていること」を示す音声またはブザー音等を発する。Ｓ１０５の後、処理は、図５に示す一連の処理フローＳ１００の先頭、すなわち、Ｓ１０１に戻る。
【００５４】
このように、図５に示す一連の処理フローＳ１００は、ＳＢＷ−ＥＣＵ１３がオープン駆動制御によりモータ部３２を回転駆動するとき、すなわち、エンコーダ３４の異常を検出したとき、繰り返し実行される処理である。つまり、オープン駆動制御を行っているとき、エンコーダ３４の異常が検出されなくなったら、図５に示す一連の処理フローＳ１００を抜け、以降、フィードバック駆動制御によりモータ部３２を回転駆動する。
【００５５】
以上説明したように、本実施形態では、ＳＢＷ−ＥＣＵ１３は、エンコーダ３４の異常を検出した場合、レンジセレクタ４５のセレクタセンサ４６から信号の出力があると、オープン駆動制御手段によりロータ３７を回転駆動し、当該回転駆動により自動変速機２０のシフトレンジが目標レンジに切り替わった後、所定の期間である切替禁止時間を設定し、当該切替禁止時間が設定されている期間中、自動変速機２０のシフトレンジの新たな切り替えを禁止する。そのため、ディテントプレート５２が揺動している状態で、新たなシフトレンジの切り替え指示に伴うモータ部３２の回転が開始されるのを抑制することができる。これにより、短時間のうちにオープン駆動制御手段によりモータ部３２の回転作動が繰り返されることで凹部６１〜６４とディテントスプリング５３との位置ずれが徐々に大きくなるといった事態を抑制することができる。したがって、本実施形態では、エンコーダ３４に異常が生じても、目標レンジと切り替え後のシフトレンジとがずれるのを抑制することができる。
なお、ＳＢＷ−ＥＣＵ１３による自動変速機２０のシフトレンジの新たな切り替えを禁止する手段としては、例えば、「切替禁止時間が設定されている期間中、セレクタセンサ４６からの信号を受け付けない（無視する）」、あるいは、「切替禁止時間が設定されている期間中、目標レンジが決定されてもモータ部３２のロータ３７を回転駆動しない」といった手段が考えられる。
【００５６】
また、本実施形態では、切替禁止時間は、自動変速機２０のシフトレンジが目標レンジに切り替わった後、ディテントプレート５２の揺動が収束すると想定される最大時間以上の長さである。これにより、ディテントプレート５２が揺動している状態で、新たなシフトレンジの切り替え指示に伴いモータ部３２が回転し始める事態を確実に回避することができる。すなわち、本実施形態では、シフトレンジが目標レンジに切り替わった後、ディテントプレート５２の揺動が確実に停止した（ディテントスプリング５３が凹部６１〜６４の中心に位置した）状態で、新たなシフトレンジの切り替えが可能となる。これにより、凹部６１〜６４とディテントスプリング５３との位置ずれが徐々に大きくなることで、シフトレンジが目標レンジとは異なるレンジに切り替わるフェイタルモードに陥るのを防止することができる。したがって、本実施形態では、エンコーダ３４に異常が生じても、目標レンジと切り替え後のシフトレンジとがずれるのを確実に防止することができる。
【００５７】
また、本実施形態は、モータ部３２の温度を検出可能な温度センサ８１をさらに備えている。そして、本実施形態では、ＳＢＷ−ＥＣＵ１３は、温度センサ８１により検出した温度に基づき切替禁止時間の長さを設定する。シフトレンジが目標レンジに切り替わった後、ディテントプレート５２が揺動する時間の長さは、ディテントプレート５２に関連する部品の部品公差、モータ部３２の制御精度、および、環境温度等の環境条件等により変動する。例えば、モータ部３２の温度が低い場合、モータ部３２の出力するトルクは大きくなり、モータ部３２によってディテントプレート５２の回転を停止させ易くなるため、ディテントプレート５２が揺動する時間は短くなる。一方、モータ部３２の温度が高い場合、モータ部３２の出力するトルクは小さくなり、モータ部３２によってディテントプレート５２の回転を停止させ難くなるため、ディテントプレート５２が揺動する時間は長くなる。本実施形態では、温度センサ８１により検出したモータ部３２の温度に基づき切替禁止時間の長さを設定することで、切替禁止時間が必要以上に長く設定されるのを回避することができる。したがって、シフトバイワイヤシステム３の商品性を維持することができる。
【００５８】
また、本実施形態は、モータ部３２に印加される電圧を検出可能な電圧センサ８２をさらに備えている。そして、本実施形態では、ＳＢＷ−ＥＣＵ１３は、電圧センサ８２により検出した電圧に基づき切替禁止時間の長さを設定する。上述のように、シフトレンジが目標レンジに切り替わった後、ディテントプレート５２が揺動する時間の長さは、ディテントプレート５２に関連する部品の部品公差、モータ部３２の制御精度、および、環境温度等の環境条件等により変動する。例えば、モータ部３２に印加される電圧が高い場合、モータ部３２の出力するトルクは大きくなり、モータ部３２によってディテントプレート５２の回転を停止させ易くなるため、ディテントプレート５２が揺動する時間は短くなる。一方、モータ部３２に印加される電圧が低い場合、モータ部３２の出力するトルクは小さくなり、モータ部３２によってディテントプレート５２の回転を停止させ難くなるため、ディテントプレート５２が揺動する時間は長くなる。本実施形態では、電圧センサ８２により検出したモータ部３２に印加される電圧に基づき切替禁止時間の長さを設定することで、切替禁止時間が必要以上に長く設定されるのを回避することができる。したがって、シフトバイワイヤシステム３の商品性を維持することができる。
【００５９】
また、本実施形態では、ＳＢＷ−ＥＣＵ１３は、エンコーダ３４の異常を検出した場合、セレクタセンサ４６から信号の出力があるとオープン駆動制御手段によりロータ３７を回転駆動し、当該回転駆動の開始から、自動変速機２０のシフトレンジが目標レンジに切り替わるまでの期間中、自動変速機２０のシフトレンジの新たな切り替えを禁止する。これにより、オープン駆動制御手段によるモータ部３２の回転中に、新たなシフトレンジの切り替え指示に伴うモータ部の急激な逆回転が生じることはない。その結果、凹部６１〜６４とディテントスプリング５３とが位置ずれするのを防止することができる。
【００６０】
また、本実施形態は、ＳＢＷ−ＥＣＵ１３により自動変速機２０のシフトレンジの切り替えが禁止されている期間中、セレクタセンサ４６から信号の出力があった場合、「自動変速機２０のシフトレンジの新たな切り替えは禁止されていること」を運転者に通知可能な通知手段（表示装置４７、スピーカ４８）をさらに備えている。これにより、ＳＢＷ−ＥＣＵ１３により自動変速機２０のシフトレンジの新たな切り替えが禁止されている期間中にレンジセレクタ４５の操作を行った運転者に対し、「自動変速機２０のシフトレンジの新たな切り替えは禁止されていること」を認識させることができ、運転者の混乱を抑制することができる。
【００６１】
（他の実施形態）
本発明の他の実施形態では、ＳＢＷ−ＥＣＵ１３および統合ＥＣＵ１０は、制御部（ＳＢＷ−ＥＣＵ１３）により自動変速機のシフトレンジの新たな切り替えが禁止されている期間中、「自動変速機２０のシフトレンジの新たな切り替えは禁止されていること」を示す文章あるいはマーク等を表示装置４７に表示することとしてもよい。これにより、ＳＢＷ−ＥＣＵ１３により自動変速機２０のシフトレンジの新たな切り替えが禁止されている期間中、「自動変速機２０のシフトレンジの新たな切り替えは禁止されていること」を運転者に予め認識させることができ、運転者の混乱を抑制することができる。なお、ここで、ＳＢＷ−ＥＣＵ１３、統合ＥＣＵ１０および表示装置４７は、特許請求の範囲における「表示手段」として機能する。
【００６２】
また、本発明の他の実施形態では、ＳＢＷ−ＥＣＵ１３は、自動変速機２０のシフトレンジの切り替えを禁止している期間中（モータ部３２がオープン駆動制御により回転駆動しているとき、および、切替禁止時間が設定されている期間中）、セレクタセンサ４６から信号の出力があっても、表示装置４７に何ら表示することなく、スピーカ４８から何ら発しないこととしてもよい。すなわち、本発明の他の実施形態は、「通知手段」を備えていなくてもよい。
【００６３】
また、本発明の他の実施形態では、ＳＢＷ−ＥＣＵ１３は、切替禁止時間の長さを、温度センサ８１または電圧センサ８２のうち一方からの信号に基づき、設定することとしてもよい。または、ＳＢＷ−ＥＣＵ１３は、切替禁止時間の長さを、温度センサ８１または電圧センサ８２からの信号に基づくことなく、所定の値に設定することとしてもよい。この場合、温度センサ８１（温度検出手段）および電圧センサ８２（電圧検出手段）を備えていなくてもよい。なお、この場合、切替禁止時間の長さは、「自動変速機２０のシフトレンジが目標レンジに切り替わった後、ディテントプレート５２の揺動が収束（停止）すると想定される最大時間以上の長さ」に設定することが望ましい。
【００６４】
また、上述の実施形態では、ＳＢＷ−ＥＣＵ１３は、エンコーダ３４の異常を検出した場合、レンジセレクタ４５のセレクタセンサ４６から信号の出力があると、オープン駆動制御によりロータ３７を回転駆動し、当該回転駆動の開始から、自動変速機２０のシフトレンジが目標レンジに切り替わるまでの期間中、自動変速機２０のシフトレンジの新たな切り替えを禁止する例を示した。これに対し、本発明の他の実施形態では、ＳＢＷ−ＥＣＵ１３は、エンコーダ３４の異常を検出した場合、レンジセレクタ４５のセレクタセンサ４６から信号の出力があると、オープン駆動制御によりロータ３７を回転駆動し、当該回転駆動の開始から、自動変速機２０のシフトレンジが目標レンジに切り替わるまでの期間中、自動変速機２０のシフトレンジの新たな切り替えを禁止しないこととしてもよい。
【００６５】
また、本発明の他の実施形態では、ディテントプレートの凹部は、いくつ形成されていてもよい。すなわち、本発明を適用可能な自動変速機のレンジの数は４つに限らない。
本発明によるシフトバイワイヤシステムは、上述の実施形態と同様に「Ｐ」、「Ｒ」、「Ｎ」、「Ｄ」の４ポジションを切り替える無段変速機（ＣＶＴ）やＨＶ（ハイブリッド車）の自動変速機（Ａ／Ｔ）の他、「Ｐ」または「ｎｏｔＰ」の２ポジションを切り替えるＥＶ（電気自動車）もしくはＨＶのパーキング機構等のレンジ切替に用いることもできる。
このように、本発明は、上記実施形態に限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲で種々の形態に適用可能である。
【符号の説明】
【００６６】
３ ・・・・シフトバイワイヤシステム
１３ ・・・ＳＢＷ−ＥＣＵ（制御部、目標レンジ決定手段、フィードバック駆動制御手段、オープン駆動制御手段、異常検出手段）
２０ ・・・自動変速機
３２ ・・・モータ部
３３ ・・・減速部
３４ ・・・エンコーダ
３５ ・・・ステータ
３７ ・・・ロータ
３９ ・・・出力軸
４５ ・・・レンジセレクタ（シフト選択手段）
５２ ・・・ディテントプレート
５３ ・・・ディテントローラ（規制部）
５５ ・・・ディテントスプリング
６１、６２、６３、６４ ・・・凹部
【技術分野】
【０００１】
本発明は自動変速機のシフトレンジを切り替えるシフトバイワイヤシステムに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、車両制御の分野において、車両状態を変化させるアクチュエータを車両の運転者の指令によってバイワイヤ制御回路により電気制御するバイワイヤシステムが実用化されている。例えば、運転者の指令によって車両の自動変速機のシフトレンジを切り替えるシフトバイワイヤシステムが知られている。シフトバイワイヤシステムでは、例えば電動のアクチュエータを回転させて自動変速機の変速機構部を駆動することによりシフトレンジを切り替える。変速機構部は、アクチュエータにより回転駆動されるディテントプレート、および、当該ディテントプレートに形成された凹部に嵌り込むことでディテントプレートの回転を規制することにより自動変速機のシフトレンジを固定可能な規制部を有するディテントスプリング等を備えている。ここで用いられるアクチュエータは、高速で回転するモータ部、および、当該モータ部の回転を減速して出力する減速部を有している。また、モータ部としてＳＲモータ等のブラシレスモータを採用する場合、アクチュエータには、モータ部の回転角の変化分に応じたパルス信号を出力するインクリメンタル型のエンコーダが設けられることが一般的である。このエンコーダからのパルス信号に基づきモータ部の回転状態を検出し、検出した回転状態をフィードバックすることにより、モータ部の最適な回転駆動制御が可能となる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特許第３８４９９３０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
特許文献１には、通常、エンコーダからのパルス信号に基づくモータ部の回転状態をフィードバックしつつモータ部を駆動するフィードバック駆動制御を行い、エンコーダの異常時にはモータ部の回転状態をフィードバックすることなくモータ部を駆動するオープン駆動制御を行うシフトバイワイヤシステムが開示されている。このシフトバイワイヤシステムでは、弾性を有するディテントスプリングによりディテントプレートの回転を規制する構成のため、モータ部によりディテントプレートが回転駆動されることでシフトレンジが目標レンジに切り替わった直後、ディテントプレートが暫く回転方向に揺動する。ディテントプレートが揺動する時間の長さは、変速機構部の部品公差、モータ部の制御精度、および、環境温度等の環境条件等により変動する。
【０００５】
特許文献１のシフトバイワイヤシステムでは、エンコーダの異常時にオープン駆動制御によりモータ部を回転駆動する場合、シフトレンジが目標レンジに切り替わった直後においても、シフトレンジの切り替えに関し新たな切替指示を受け付け可能である。そのため、ディテントプレートが揺動しているにもかかわらず、新たな切替指示を受け付けるおそれがある。ディテントプレートが揺動している状態で新たな切替指示を受け付けると、ディテントスプリングの規制部がディテントプレートの凹部の中心からずれた位置にあるときにモータ部の回転が開始されるおそれがある。例えば頻繁にシフトレンジの切り替えが行われるガレージシフト時等、上述したようなモータ部の回転作動が短時間のうちに繰り返されると、凹部と規制部との位置ずれが徐々に大きくなり、シフトレンジが目標レンジとは異なるレンジに切り替わるフェイタルモードに陥るおそれがある。
【０００６】
本発明は、上述の問題に鑑みてなされたものであり、その目的は、エンコーダに異常が生じても、目標レンジと切り替え後のシフトレンジとがずれるのを抑制可能なシフトバイワイヤシステムを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
請求項１に記載の発明は、車両の運転者により操作されるシフト選択手段からの信号に応じて自動変速機のシフトレンジを切り替えるシフトバイワイヤシステムであって、モータ部と減速部とエンコーダとディテントプレートとディテントスプリングと目標レンジ決定手段とフィードバック駆動制御手段とオープン駆動制御手段と制御部と異常検出手段とを備えている。モータ部は、ステータ、および、当該ステータに対し相対回転可能に設けられるロータを有している。減速部は、モータ部のロータの回転を減速して出力する出力軸を有している。エンコーダは、モータ部のロータの回転に応じてパルス信号を出力する。ディテントプレートは、複数の凹部を有し、減速部の出力軸に接続するよう設けられることでモータ部により回転駆動される。ディテントスプリングは、規制部を有し、当該規制部がディテントプレートの複数の凹部のいずれかに嵌り込むことでディテントプレートの回転を規制することにより、自動変速機のシフトレンジを固定可能である。目標レンジ決定手段は、シフト選択手段からの信号に基づき目標レンジを決定する。フィードバック駆動制御手段は、エンコーダからのパルス信号のカウント値であるパルス信号カウント値に基づきステータに対するロータの回転位置を検出しつつモータ部の通電相を順次切り替えることでロータを目標回転位置まで回転駆動する。オープン駆動制御手段は、エンコーダからのパルス信号にかかわらずモータ部の通電相を順次切り替え、当該通電相の切り替え回数のカウント値である切替回数カウント値に基づきロータを目標回転位置まで回転駆動する。制御部は、フィードバック駆動制御手段またはオープン駆動制御手段によりロータを回転駆動することで、目標レンジ決定手段により決定した目標レンジとなるよう自動変速機のシフトレンジを切り替える。異常検出手段は、エンコーダの異常を検出する。
【０００８】
そして、本発明では、制御部は、異常検出手段によりエンコーダの異常を検出した場合、シフト選択手段から信号の出力があると、オープン駆動制御手段によりロータを回転駆動し、当該回転駆動により自動変速機のシフトレンジが目標レンジに切り替わった後、所定の期間である切替禁止時間を設定し、当該切替禁止時間が設定されている期間中、自動変速機のシフトレンジの切り替えを禁止する。そのため、ディテントプレートが揺動している状態で、新たなシフトレンジの切り替え指示に伴うモータ部の回転が開始されるのを抑制することができる。これにより、短時間のうちにオープン駆動制御手段によりモータ部の回転作動が繰り返されることで凹部と規制部との位置ずれが徐々に大きくなるといった事態を抑制することができる。したがって、本発明では、エンコーダに異常が生じても、目標レンジと切り替え後のシフトレンジとがずれるのを抑制することができる。
なお、制御部による自動変速機のシフトレンジの切り替えを禁止する手段としては、例えば、「切替禁止時間が設定されている期間中、目標レンジ決定手段は、シフト選択手段からの信号を受け付けない（無視する）」、あるいは、「切替禁止時間が設定されている期間中、制御部は、目標レンジ決定手段により目標レンジが決定されてもモータ部のロータを回転駆動しない」といった手段が考えられる。
【０００９】
請求項２に記載の発明では、切替禁止時間は、自動変速機のシフトレンジが目標レンジに切り替わった後、ディテントプレートの揺動が収束すると想定される最大時間以上の長さである。これにより、ディテントプレートが揺動している状態で、新たなシフトレンジの切り替え指示に伴いモータ部が回転し始める事態を確実に回避することができる。すなわち、本発明では、シフトレンジが目標レンジに切り替わった後、ディテントプレートの揺動が確実に停止した（規制部が凹部の中心に位置した）状態で、新たなシフトレンジの切り替えが可能となる。これにより、凹部と規制部との位置ずれが徐々に大きくなることで、シフトレンジが目標レンジとは異なるレンジに切り替わるフェイタルモードに陥るのを防止することができる。したがって、本発明では、エンコーダに異常が生じても、目標レンジと切り替え後のシフトレンジとがずれるのを確実に防止することができる。
【００１０】
請求項３に記載の発明は、モータ部の温度を検出可能な温度検出手段をさらに備えている。そして、本発明では、制御部は、温度検出手段により検出した温度に基づき切替禁止時間の長さを設定する。シフトレンジが目標レンジに切り替わった後、ディテントプレートが揺動する時間の長さは、ディテントプレートに関連する部品の部品公差、モータ部の制御精度、および、環境温度等の環境条件等により変動する。例えば、モータ部の温度が低い場合、モータ部の出力するトルクは大きくなり、モータ部によってディテントプレートの回転を停止させ易くなるため、ディテントプレートが揺動する時間は短くなる。一方、モータ部の温度が高い場合、モータ部の出力するトルクは小さくなり、モータ部によってディテントプレートの回転を停止させ難くなるため、ディテントプレートが揺動する時間は長くなる。本発明では、温度検出手段により検出したモータ部の温度に基づき切替禁止時間の長さを設定することで、切替禁止時間が必要以上に長く設定されるのを回避することができる。したがって、シフトバイワイヤシステムの商品性を維持することができる。
【００１１】
請求項４に記載の発明は、モータ部に印加される電圧を検出可能な電圧検出手段をさらに備えている。そして、本発明では、制御部は、電圧検出手段により検出した電圧に基づき切替禁止時間の長さを設定する。上述のように、シフトレンジが目標レンジに切り替わった後、ディテントプレートが揺動する時間の長さは、ディテントプレートに関連する部品の部品公差、モータ部の制御精度、および、環境温度等の環境条件等により変動する。例えば、モータ部に印加される電圧が高い場合、モータ部の出力するトルクは大きくなり、モータ部によってディテントプレートの回転を停止させ易くなるため、ディテントプレートが揺動する時間は短くなる。一方、モータ部に印加される電圧が低い場合、モータ部の出力するトルクは小さくなり、モータ部によってディテントプレートの回転を停止させ難くなるため、ディテントプレートが揺動する時間は長くなる。本発明では、電圧検出手段により検出したモータ部に印加される電圧に基づき切替禁止時間の長さを設定することで、切替禁止時間が必要以上に長く設定されるのを回避することができる。したがって、シフトバイワイヤシステムの商品性を維持することができる。
【００１２】
ところで、オープン駆動制御手段によるモータ部の回転中に、新たなシフトレンジの切り替え指示に伴うモータ部の急激な逆回転が生じると、切替回数カウント値と実回転角とのずれが発生することがある。その結果、凹部と規制部とが位置ずれするおそれがある。
そこで、請求項５に記載の発明では、制御部は、異常検出手段により前記エンコーダの異常を検出した場合、シフト選択手段から信号の出力があるとオープン駆動制御手段によりロータを回転駆動し、当該回転駆動の開始から、自動変速機のシフトレンジが目標レンジに切り替わるまでの期間中、自動変速機のシフトレンジの切り替えを禁止する。これにより、本発明では、オープン駆動制御手段によるモータ部の回転中に、新たなシフトレンジの切り替え指示に伴うモータ部の急激な逆回転が生じることはない。その結果、凹部と規制部とが位置ずれするのを防止することができる。
【００１３】
請求項６に記載の発明は、制御部により自動変速機のシフトレンジの切り替えが禁止されている期間中、シフト選択手段から信号の出力があった場合、「自動変速機のシフトレンジの切り替えは禁止されていること」を運転者に通知可能な通知手段をさらに備えている。これにより、制御部により自動変速機のシフトレンジの切り替えが禁止されている期間中にシフト選択手段の操作を行った運転者に対し、「自動変速機のシフトレンジの切り替えは禁止されていること」を認識させることができ、運転者の混乱を抑制することができる。
【００１４】
請求項７に記載の発明は、制御部により自動変速機のシフトレンジの切り替えが禁止されている期間中、「自動変速機のシフトレンジの切り替えは禁止されていること」を表示する表示手段をさらに備えている。これにより、制御部により自動変速機のシフトレンジの切り替えが禁止されている期間中、「自動変速機のシフトレンジの切り替えは禁止されていること」を運転者に予め認識させることができ、運転者の混乱を抑制することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】本発明の一実施形態によるシフトバイワイヤシステムを含む車両制御システムを示す概略図。
【図２】本発明の一実施形態によるシフトバイワイヤシステムのアクチュエータを示す断面図。
【図３】本発明の一実施形態によるシフトバイワイヤシステムの変速機構部およびその近傍を示す図。
【図４】本発明の一実施形態によるシフトバイワイヤシステムのディテントプレートを示す図であって、（Ａ）はシフトレンジが「Ｐレンジ」のときの状態を示す図、（Ｂ）はシフトレンジが「Ｄレンジ」のときの状態を示す図。
【図５】本発明の一実施形態によるシフトバイワイヤシステムによる、エンコーダが異常なときに実行する処理の処理フローを示す図。
【発明を実施するための形態】
【００１６】
以下、本発明の実施形態によるシフトバイワイヤシステムを図面に基づいて説明する。なお、以下の説明では、電子制御ユニットを「ＥＣＵ」と略記する。
（一実施形態）
【００１７】
図１は、本発明の一実施形態によるシフトバイワイヤシステム３を含む車両制御システム１を示している。例えば四輪の車両に搭載される車両制御システム１は、自動変速機制御システム２、シフトバイワイヤシステム３、エンジン制御システム４および統合ＥＣＵ１０などから構成されている。
【００１８】
自動変速機制御システム２、シフトバイワイヤシステム３およびエンジン制御システム４は、それぞれＡＴ−ＥＣＵ１２、ＳＢＷ−ＥＣＵ１３およびＥＣ−ＥＣＵ１４を有している。ＡＴ−ＥＣＵ１２、ＳＢＷ−ＥＣＵ１３およびＥＣ−ＥＣＵ１４は、いずれも演算手段としてのＣＰＵ、記憶手段としてのＲＯＭおよびＲＡＭ、ならびに、入出力手段等を有する小型のコンピュータである。ＡＴ−ＥＣＵ１２、ＳＢＷ−ＥＣＵ１３およびＥＣ−ＥＣＵ１４は、それぞれ車内のＬＡＮ回線１７を経由して電気的または光学的に相互に接続されている。また、ＡＴ−ＥＣＵ１２、ＳＢＷ−ＥＣＵ１３、ＥＣ−ＥＣＵ１４および統合ＥＣＵ１０は、車両の電源であるバッテリ１８に電気的に接続されており、このバッテリ１８から供給された電力によって作動する。統合ＥＣＵ１０は、上述のＡＴ−ＥＣＵ１２、ＳＢＷ−ＥＣＵ１３およびＥＣ−ＥＣＵ１４と共同して車両制御システム１全体を制御する。本実施形態において、ＳＢＷ−ＥＣＵ１３は、特許請求の範囲の「制御部」に対応する。
【００１９】
自動変速機制御システム２は、車両の自動変速機２０を油圧により駆動する。自動変速機制御システム２は、自動変速機２０のシフトレンジおよび変速段を切り替える油圧回路２１を備えている。本実施形態では、自動変速機２０には、走行レンジとして前進用のレンジであるＤレンジおよび後進用のレンジであるＲレンジと、非走行レンジとして駐車用のレンジであるＰレンジおよび中立のレンジであるＮレンジとが設定されている。油圧回路２１は、レンジ位置選択機構としてのスプールバルブであるマニュアルバルブ２２を有している。マニュアルバルブ２２は、軸方向へ移動することにより、油圧回路２１を切り替える。マニュアルバルブ２２が油圧回路２１を切り替えることにより、自動変速機２０は上記のシフトレンジのいずれかに設定される。自動変速機２０は、いずれかのシフトレンジで締結する複数の摩擦係合要素を備えている。油圧回路２１に設置されている複数の電磁弁２３は、対応する摩擦係合要素を油圧により駆動する。これにより、各摩擦係合要素は、電磁弁２３から供給される油圧によって締結または解放される。
【００２０】
ＡＴ−ＥＣＵ１２は、油圧回路２１の電磁弁２３などの電気要素に電気的に接続されている。これにより、ＡＴ−ＥＣＵ１２は、各電磁弁２３からの出力油圧を電気的に制御する。ＡＴ−ＥＣＵ１２によって電磁弁２３からの出力油圧を制御することにより、自動変速機２０の各摩擦係合要素は締結または解放される。また、本実施形態の場合、ＡＴ−ＥＣＵ１２は、例えば自動変速機２０の出力軸の回転数などから車両の速度を検出する車速センサ２４と電気的に接続している。ＡＴ−ＥＣＵ１２は、車速センサ２４から出力された検出信号を受信して車速を検出し、各電磁弁２３を制御する。
【００２１】
シフトバイワイヤシステム３は、自動変速機制御システム２のマニュアルバルブ２２、および、パーキングロック機構７０（図３）を駆動するアクチュエータ３０、および、変速機構部５０等を備えている。なお、ＳＢＷ−ＥＣＵ１３は、シフトバイワイヤシステム３を構成する要素の１つである。電磁駆動式のアクチュエータ３０は、モータ部３２、エンコーダ３４および減速部３３などを有している。
【００２２】
ここで、アクチュエータ３０について説明する。本実施形態では、モータ部３２は、スイッチトリラクタンス（ＳＲ）モータであり、永久磁石を用いることなく駆動力を発生するブラシレスモータである。図２に示すように、モータ部３２は、回転方向に配列された複数のコイル３６が嵌合されているステータ３５を有している。また、モータ部３２は、ステータ３５の内側にロータ３７を有している。ロータ３７は、中心部に軸部材３８を有し、アクチュエータ３０のハウジング３１に回転可能に支持されている。
ＳＢＷ−ＥＣＵ１３は、モータ部３２の複数のコイル３６に所定のタイミングで順次通電し、ロータ３７および軸部材３８を回転させる。
【００２３】
本実施形態では、エンコーダ３４は、アクチュエータ３０のハウジング３１内に設けられている。エンコーダ３４は、ロータ３７と一体に回転する磁石と、ハウジング３１に固定された基板に実装され、磁石と対向配置されて磁石における磁束発生部の通過を検出する、磁気検出用のホールＩＣ等により構成されている。エンコーダ３４は、モータ部３２（ロータ３７）の回転角の変化分に応じてパルス信号を出力する。
【００２４】
上述のように、本実施形態でのエンコーダ３４は、モータ部３２の回転に応じてパルス信号を出力するインクリメンタル型のエンコーダである。ＳＢＷ−ＥＣＵ１３は、エンコーダ３４から出力されたパルス信号に応じてカウント用の値（パルス信号カウント値）を減少（カウントダウン）または増大（カウントアップ）させる。これにより、ＳＢＷ−ＥＣＵ１３は、モータ部３２（ロータ３７）の回転状態を検出可能である。ＳＢＷ−ＥＣＵ１３は、エンコーダ３４によってモータ部３２の回転状態を検出することにより、モータ部３２を脱調させることなく高速回転させることができる。なお、車両電源のオン毎（シフトバイワイヤシステム３の起動毎）に、モータ部３２の励磁通電相学習（エンコーダ３４から出力されたパルス信号に応じたカウント値と通電相の同期）のための初期駆動制御が行われる。この初期駆動制御により、アクチュエータ３０の回転を適切に制御できるようになる。
減速部３３は、モータ部３２（軸部材３８）の回転運動を減速して出力軸３９から出力し、変速機構部５０に伝達する。変速機構部５０は、減速部３３から出力された回転駆動力をマニュアルバルブ２２、および、パーキングロック機構７０へ伝達する。
【００２５】
変速機構部５０は、図３に示すようにマニュアルシャフト５１、ディテントプレート５２およびディテントスプリング５５などを有している。マニュアルシャフト５１は、アクチュエータ３０の減速部３３の出力軸３９に接続し、モータ部３２の回転駆動力によって回転駆動される。ディテントプレート５２は、マニュアルシャフト５１から径方向外側に伸びてマニュアルシャフト５１と一体に構成されている。これにより、ディテントプレート５２は、マニュアルシャフト５１と一体にアクチュエータ３０によって回転駆動される。ディテントプレート５２には、マニュアルシャフト５１と平行に突出するピン５４が設置されている。ピン５４は、マニュアルバルブ２２と接続している。その結果、ディテントプレート５２がマニュアルシャフト５１とともに回転することにより、マニュアルバルブ２２は軸方向へ往復移動する。すなわち、変速機構部５０は、アクチュエータ３０の回転駆動力を直線運動に変換してマニュアルバルブ２２に伝達する。
【００２６】
ディテントプレート５２は、図４に示すように、マニュアルシャフト５１の径方向外側に凹部６１、凹部６２、凹部６３、凹部６４を有している。凹部６１は、ディテントプレート５２の回転方向の一方側に形成されている。凹部６４は、ディテントプレート５２の回転方向の他方側に形成されている。凹部６２および凹部６３は、凹部６１と凹部６４との間に形成されている。ここで、凹部６１、凹部６２、凹部６３、凹部６４は、それぞれ、特許請求の範囲における「凹部」に対応している。
本実施形態では、凹部６１は、自動変速機２０のシフトレンジである「Ｐレンジ」に対応して形成されている。凹部６２は、「Ｒレンジ」に対応して形成されている。凹部６３は、「Ｎレンジ」に対応して形成されている。凹部６４は、「Ｄレンジ」に対応して形成されている。
【００２７】
ディテントスプリング５５は、弾性変形可能に形成されており、先端に規制部としてのディテントローラ５３を有している。ディテントスプリング５５は、ディテントローラ５３をディテントプレート５２の中心（マニュアルシャフト５１）方向に付勢している。マニュアルシャフト５１を経由してディテントプレート５２に回転方向の所定の力が加わると、ディテントローラ５３は図４（Ａ）、（Ｂ）に示すように各凹部６１〜６４間に形成される凸部を乗り越えて隣接する他の凹部６１〜６４へ移動する。その結果、アクチュエータ３０によってマニュアルシャフト５１を回転させることにより、マニュアルバルブ２２の軸方向の位置、および、パーキングロック機構７０の状態が変化し、自動変速機２０のシフトレンジが変更される。なお、ディテントローラ５３が各凹部６１〜６４間の凸部を乗り越えるとき、ディテントスプリング５５は撓むようにして弾性変形する。また、このとき、ディテントローラ５３は、回転しながら各凹部６１〜６４および凸部を移動する。
【００２８】
ディテントローラ５３が凹部６１、凹部６２、凹部６３、凹部６４のいずれかに嵌り込むことでディテントプレート５２の回転を規制することにより、マニュアルバルブ２２の軸方向の位置、および、パーキングロック機構７０の状態が決定される。これにより、自動変速機２０のシフトレンジが固定される。
本実施形態では、図４に示すようにシフトレンジが「Ｐレンジ」側から「Ｒレンジ」、「Ｎレンジ」および「Ｄレンジ」側へ切り替わるときにアクチュエータ３０の減速部３３が回転する方向を、正回転方向と定義している。一方、シフトレンジが「Ｄレンジ」側から「Ｎレンジ」、「Ｒレンジ」および「Ｐレンジ」側へ切り替わるときにアクチュエータ３０の減速部３３が回転する方向を、逆回転方向と定義している。
【００２９】
図３は、シフトレンジが「Ｄレンジ」であるとき、すなわち、「Ｐレンジ」以外のレンジであるときのパーキングロック機構７０の状態を示している。この状態では、パーキングギア７４は、パーキングロックポール７３によってロックされていない。そのため、車両の車輪の回転は妨げられない。この状態から、アクチュエータ３０の減速部３３が逆回転方向に回転すると、ディテントプレート５２を介してロッド７１が図３に示す矢印Ｘの方向に押され、ロッド７１の先端に設けられたテーパ部７２がパーキングロックポール７３を図３に示す矢印Ｙの方向に押し上げる。その結果、パーキングロックポール７３がパーキングギア７４に噛み合い、パーキングギア７４がロックされる。その結果、車輪の回転が規制された状態となる。このとき、ディテントスプリング５５のディテントローラ５３はディテントプレート５２の凹部６１に嵌り込んだ状態（ディテントローラ５３が凹部６１の中心に位置する状態。図４（Ａ）参照）であり、自動変速機２０の実際のレンジ（以下、「実レンジ」という。）は「Ｐレンジ」である。
【００３０】
シフトバイワイヤシステム３では、弾性を有するディテントスプリング５５によりディテントプレート５２の回転を規制する構成のため、モータ部３２によりディテントプレート５２が回転駆動されることでシフトレンジが目標レンジに切り替わった直後、ディテントプレート５２が暫く回転方向（正回転方向および逆回転方向）に揺動する。図４（Ａ）では、シフトレンジが「Ｐレンジ」に切り替わった直後のディテントプレート５２、ディテントスプリング５５およびディテントローラ５３の状態を実線で示しており、ディテントプレート５２が揺動しているときの各部材の状態を破線で示している。また、図４（Ｂ）では、シフトレンジが「Ｄレンジ」に切り替わった直後のディテントプレート５２、ディテントスプリング５５およびディテントローラ５３の状態を実線で示しており、ディテントプレート５２が揺動しているときの各部材の状態を破線で示している。ディテントプレート５２が揺動する時間（シフトレンジが目標レンジに切り替わった直後、ディテントプレート５２が揺動し始めてから揺動が停止するまでの時間）の長さは、変速機構部５０の部品公差、モータ部３２の制御精度、および、環境温度等の環境条件等により変動する。
【００３１】
ＳＢＷ−ＥＣＵ１３は、アクチュエータ３０のモータ部３２およびエンコーダ３４、シフト選択手段としてのレンジセレクタ４５のセレクタセンサ４６、温度検出手段としての温度センサ８１、ならびに、電圧検出手段としての電圧センサ８２等に電気的に接続している。
セレクタセンサ４６は、車両の運転者がレンジセレクタ４５を操作することにより指令したレンジ（以下、「指令レンジ」という。）を検出する。セレクタセンサ４６は、検出した信号をＳＢＷ−ＥＣＵ１３へ出力する。
【００３２】
ＳＢＷ−ＥＣＵ１３は、セレクタセンサ４６から出力された指令レンジに関する信号に基づき、目標レンジを決定する。より具体的には、本実施形態では、セレクタセンサ４６の信号、ブレーキの信号、および、車速センサ２４の信号等に基づき目標レンジを決定する。ここで、ＳＢＷ−ＥＣＵ１３は、特許請求の範囲における「目標レンジ決定手段」として機能する。ＳＢＷ−ＥＣＵ１３は、自動変速機２０のシフトレンジが、目標レンジ決定手段により決定された目標レンジとなるようアクチュエータ３０の回転を制御する。これにより、自動変速機２０の実レンジが、運転者の意図するレンジに切り替わる。
【００３３】
温度センサ８１は、モータ部３２に設けられている。温度センサ８１は、モータ部３２の温度を検出し、検出した信号をＳＢＷ−ＥＣＵ１３に出力する。電圧センサ８２は、ＳＢＷ−ＥＣＵ１３とモータ部３２のコイル３６とを接続する電力線に設けられている。電圧センサ８２は、モータ部３２のコイル３６に印加される電圧を検出し、検出した信号をＳＢＷ−ＥＣＵ１３に出力する。
【００３４】
本実施形態のエンコーダ３４は、インクリメンタル型のエンコーダのため、モータ部３２の相対的な回転位置しか検出することができない。そのため、アクチュエータ３０を回転させることでシフトレンジを所望のレンジに切り替えるにあたっては、アクチュエータ３０の減速部３３の絶対位置に対応する基準位置を学習しておく必要がある。アクチュエータ３０の基準位置を学習した後は、学習した基準位置と所定回転量（制御定数）とに基づき各シフトレンジに対応するアクチュエータ３０の回転位置を演算により求め、当該演算により求めた回転位置となるようアクチュエータ３０を回転させることで、実レンジを所望のシフトレンジに切り替えることができる。本実施形態では、ＳＢＷ−ＥＣＵ１３は、ディテントプレート５２の回転可能範囲の端部（ＰレンジまたはＤレンジ）に対応するアクチュエータ３０の基準位置を学習する。
【００３５】
また、ＳＢＷ−ＥＣＵ１３は、基準位置を学習した後においては、当該基準位置と、所定回転量と、エンコーダ３４からのパルス信号カウント値（モータ部３２の回転位置）とに基づく演算により、そのときの実レンジを間接的に検出することができる。本実施形態では、ＳＢＷ−ＥＣＵ１３は、検出した実レンジの情報を、統合ＥＣＵ１０を経由して、車両の運転席前方に設けられた表示装置４７に表示する。これにより、運転者は、その時点の実レンジを確認することができる。本実施形態では、図４に示す各シフトレンジ（Ｐ、Ｒ、Ｎ、Ｄ）のそれぞれの範囲内にディテントローラ５３の中心が位置するときのモータ部３２の回転位置に基づき、対応する実レンジを検出可能である。
【００３６】
上述のように、ＳＢＷ−ＥＣＵ１３は、通常、エンコーダ３４からのパルス信号カウント値に基づきステータ３５に対するロータ３７の回転位置を検出しつつモータ部３２の通電相を順次切り替えることでロータ３７を目標回転位置まで回転駆動する。すなわち、ＳＢＷ−ＥＣＵ１３は、ロータ３７（モータ部３２）の回転状態をフィードバックしながらモータ部３２を回転駆動することでシフトレンジを目標レンジに切り替える。以下、ＳＢＷ−ＥＣＵ１３による上記制御を「フィードバック駆動制御」という。ここで、ＳＢＷ−ＥＣＵ１３は、特許請求の範囲における「フィードバック駆動制御手段」として機能する。
【００３７】
ＥＣ−ＥＣＵ１４は、車両の内燃機関（以下、「エンジン」という。）４０のスロットル４１、インジェクタ４２、およびアクセルペダル４３のアクセルセンサ４４に電気的に接続している。スロットル４１は、エンジン４０の吸気通路を流れる吸気の流量を調整する。インジェクタ４２は、エンジン４０の吸気通路または各気筒へ噴射する燃料の量を調整する。アクセルセンサ４４は、車両の運転者によるアクセルペダル４３の操作量を検出し、検出した信号をＥＣ−ＥＣＵ１４に出力する。このような構成により、ＥＣ−ＥＣＵ１４は、車両の運転者によってアクセルペダル４３が操作されると、その操作に基づいてスロットル４１およびインジェクタ４２などを電気的に制御する。その結果、ＥＣ−ＥＣＵ１４は、エンジン４０の回転数および出力トルクを調整する。
【００３８】
ところで、ＳＢＷ−ＥＣＵ１３がフィードバック駆動制御を行っているとき、例えば、エンコーダ３４からのパルス信号が何らかの原因で一時的に欠けたり、エンコーダ３４の信号線に重畳したノイズが正規のパルス信号と誤認されたり、脱調が生じたりすると、通電相とロータ３７の回転位相との同期が取れなくなり、ロータ３７を正常に回転駆動できなくなる。これにより、ロータ３７の回転が停止したり、逆回転したりするおそれがある。そこで、本実施形態では、ＳＢＷ−ＥＣＵ１３は、モータ部３２への通電状態、および、エンコーダ３４からのパルス信号を常時監視し、上述のようなパルス信号に関する異常を検出すると、エンコーダ３４が異常な状態であると判定する（エンコーダ３４の異常を検出する）。ここで、ＳＢＷ−ＥＣＵ１３は、特許請求の範囲における「異常検出手段」として機能する。
【００３９】
上述のように、ＳＢＷ−ＥＣＵ１３は、通常、フィードバック駆動制御によりモータ部３２を回転駆動することで自動変速機２０のシフトレンジを切り替える。一方、ＳＢＷ−ＥＣＵ１３は、エンコーダ３４の異常を検出すると、「フィードバック駆動制御」ではなく、以下に説明する「オープン駆動制御」によりモータ部３２を回転駆動する。
オープン駆動制御とは、エンコーダ３４からのパルス信号にかかわらずモータ部３２の通電相を順次切り替え、当該通電相の切り替え回数のカウント値である切替回数カウント値に基づきロータ３７を目標回転位置まで回転駆動する制御である。すなわち、ＳＢＷ−ＥＣＵ１３は、エンコーダ３４が故障等で異常な状態になると（エンコーダ３４の異常を検出すると）、オープン駆動制御によりモータ部３２を回転駆動することで自動変速機２０のシフトレンジを切り替える。なお、ＳＢＷ−ＥＣＵ１３のＲＯＭには「切替回数カウント値と凹部６１〜６４の各中心間の距離（回転角度）との対応関係」が記憶されており、ＳＢＷ−ＥＣＵ１３は、当該対応関係に基づき、ロータ３７を目標回転位置まで回転駆動する。
【００４０】
そして、本実施形態では、ＳＢＷ−ＥＣＵ１３は、エンコーダ３４の異常を検出した場合、レンジセレクタ４５のセレクタセンサ４６から信号の出力があると、オープン駆動制御によりロータ３７を回転駆動し、当該回転駆動の開始から、自動変速機２０のシフトレンジが目標レンジに切り替わるまでの期間中、自動変速機２０のシフトレンジの新たな切り替えを禁止する。つまり、ＳＢＷ−ＥＣＵ１３は、例えば、「ロータ３７の回転駆動の開始から、自動変速機２０のシフトレンジが目標レンジに切り替わるまでの期間中、セレクタセンサ４６からの信号を受け付けない（無視する）」、あるいは、「ロータ３７の回転駆動の開始から、自動変速機２０のシフトレンジが目標レンジに切り替わるまでの期間中、目標レンジが決定されてもモータ部３２のロータ３７を回転駆動しない」。これにより、オープン駆動制御によるモータ部３２の回転中に、新たなシフトレンジの切り替え指示に伴うモータ部３２の急激な逆回転が生じることはない。その結果、凹部６１〜６４の中心とディテントローラ５３とが位置ずれするのを防止することができる。
【００４１】
また、本実施形態では、ＳＢＷ−ＥＣＵ１３は、オープン駆動制御によりロータ３７を回転駆動し、当該回転駆動により自動変速機２０のシフトレンジが目標レンジに切り替わった後、所定の期間である切替禁止時間を設定する。そして、当該切替禁止時間が設定されている期間中、自動変速機２０のシフトレンジの新たな切り替えを禁止する。つまり、ＳＢＷ−ＥＣＵ１３は、例えば、「切替禁止時間が設定されている期間中、セレクタセンサ４６からの信号を受け付けない（無視する）」、あるいは、「切替禁止時間が設定されている期間中、目標レンジが決定されてもモータ部３２のロータ３７を回転駆動しない」。
【００４２】
ここで、ＳＢＷ−ＥＣＵ１３は、切替禁止時間の長さを、「自動変速機２０のシフトレンジが目標レンジに切り替わった後、ディテントプレート５２の揺動が収束（停止）すると想定される最大時間以上の長さ」に設定する。より具体的には、ＳＢＷ−ＥＣＵ１３は、温度センサ８１により検出したモータ部３２の温度、および、電圧センサ８２により検出したコイル３６に印加される電圧に基づき、切替禁止時間の長さを設定する。
【００４３】
例えば、モータ部３２の温度が低い場合、モータ部３２の出力するトルクは大きくなり、モータ部３２によってディテントプレート５２の回転を停止させ易くなるため、ディテントプレート５２が揺動する時間は短くなる。一方、モータ部３２の温度が高い場合、モータ部３２の出力するトルクは小さくなり、モータ部３２によってディテントプレート５２の回転を停止させ難くなるため、ディテントプレート５２が揺動する時間は長くなる。
【００４４】
また、例えば、モータ部３２に印加される電圧が高い場合、モータ部３２の出力するトルクは大きくなり、モータ部３２によってディテントプレート５２の回転を停止させ易くなるため、ディテントプレート５２が揺動する時間は短くなる。一方、モータ部３２に印加される電圧が低い場合、モータ部３２の出力するトルクは小さくなり、モータ部３２によってディテントプレート５２の回転を停止させ難くなるため、ディテントプレート５２が揺動する時間は長くなる。
【００４５】
ＳＢＷ−ＥＣＵ１３は、モータ部３２の温度が低いほど、または、モータ部３２に印加される電圧が高いほど、切替禁止時間の長さを短く設定する。一方、モータ部３２の温度が高いほど、または、モータ部３２に印加される電圧が低いほど、切替禁止時間の長さを長く設定する。本実施形態では、ＳＢＷ−ＥＣＵ１３は、切替禁止時間の長さを、例えば０．５〜１．５秒の範囲の長さに設定する。
【００４６】
本実施形態では、切替禁止時間が設定されている期間中は、自動変速機２０のシフトレンジの新たな切り替えを禁止するため、ディテントプレート５２が揺動している状態で、新たなシフトレンジの切り替え指示に伴うモータ部３２の回転が開始されるのを防止することができる。これにより、短時間のうちにオープン駆動制御によるモータ部３２の回転作動が繰り返されることで凹部６１〜６４の中心とディテントローラ５３との位置ずれが徐々に大きくなるといった事態を回避することができる。
【００４７】
また、本実施形態では、ＳＢＷ−ＥＣＵ１３は、自動変速機２０のシフトレンジの新たな切り替えを禁止している期間中（モータ部３２がオープン駆動制御により回転駆動しているとき、および、切替禁止時間が設定されている期間中）、セレクタセンサ４６から信号の出力があった場合、「自動変速機２０のシフトレンジの新たな切り替えは禁止されていること」を示す文章あるいはマーク等を表示装置４７に表示するとともに、統合ＥＣＵ１０に接続されたスピーカ４８から「自動変速機２０のシフトレンジの新たな切り替えは禁止されていること」を示す音声またはブザー音等を発する。ここで、ＳＢＷ−ＥＣＵ１３、統合ＥＣＵ１０、表示装置４７およびスピーカ４８は、特許請求の範囲における「通知手段」として機能する。
【００４８】
次に、ＳＢＷ−ＥＣＵ１３がオープン駆動制御を行うとき、すなわち、エンコーダ３４が異常なときのＳＢＷ−ＥＣＵ１３の一作動例について、図５に基づき説明する。図５は、エンコーダ３４が異常なときにＳＢＷ−ＥＣＵ１３が実行する一連の処理フロー（Ｓ１００）を示す図である。当該処理フローＳ１００は、エンコーダ３４の異常を検出したことをきっかけとして開始される。
【００４９】
Ｓ１０１では、ＳＢＷ−ＥＣＵ１３は、運転者からのシフトレンジの切り替え要求があったか否かを判断する。具体的には、例えばセレクタセンサ４６から信号が出力されたか否かにより、運転者からのシフトレンジの切り替え要求があったか否かを判断する。運転者からのシフトレンジの切り替え要求があったと判断した場合（Ｓ１０１：ＹＥＳ）、処理は、Ｓ１０２へ移行する。一方、運転者からのシフトレンジの切り替え要求がない場合（Ｓ１０１：ＮＯ）、処理は、図５に示す一連の処理フローＳ１００の先頭、すなわち、Ｓ１０１に戻る。つまり、ＳＢＷ−ＥＣＵ１３は、運転者からのシフトレンジの切り替え要求があるまで、Ｓ１０１の処理を繰り返す。
【００５０】
Ｓ１０２では、ＳＢＷ−ＥＣＵ１３は、シフトレンジは切り替え中であるか否かを判断する。具体的には、例えばモータ部３２への電力の供給状況に基づき、モータ部３２が回転駆動中か否かを判断することで、シフトレンジが切り替え中であるか否かを判断する。シフトレンジは切り替え中であると判断した場合（Ｓ１０２：ＹＥＳ）、処理は、Ｓ１０５へ移行する。一方、シフトレンジは切り替え中でないと判断した場合（Ｓ１０２：ＮＯ）、処理は、Ｓ１０３へ移行する。
【００５１】
Ｓ１０３では、ＳＢＷ−ＥＣＵ１３は、シフトレンジ切り替え後に設定された切替禁止時間内であるか否かを判断する。「シフトレンジ切り替え後に設定された切替禁止時間」とは、後述するＳ１０４の処理によるシフトレンジの切り替え後に設定される所定の長さの時間である。切替禁止時間内であると判断した場合（Ｓ１０３：ＹＥＳ）、処理は、Ｓ１０５へ移行する。一方、切替禁止時間内でないと判断した場合（Ｓ１０３：ＮＯ）、処理は、Ｓ１０４へ移行する。
【００５２】
Ｓ１０４では、ＳＢＷ−ＥＣＵ１３は、オープン駆動制御によりモータ部３２を回転駆動することで、目標レンジとなるよう自動変速機２０のシフトレンジを切り替える。Ｓ１０４の後、処理は、図５に示す一連の処理フローＳ１００の先頭、すなわち、Ｓ１０１に戻る。なお、Ｓ１０４の処理により自動変速機２０のシフトレンジが目標レンジに切り替わったとき（モータ部３２の回転駆動が停止したとき）、ＳＢＷ−ＥＣＵ１３は、切替禁止時間を設定する。ここで、ＳＢＷ−ＥＣＵ１３は、温度センサ８１および電圧センサ８２からの信号に基づき、切替禁止時間の長さを設定する。
【００５３】
Ｓ１０５では、ＳＢＷ−ＥＣＵ１３は、運転者からシフトレンジの切り替え要求があった場合、当該要求を拒絶し、運転者に「自動変速機２０のシフトレンジの新たな切り替えは禁止されていること」を通知する。具体的には、セレクタセンサ４６から信号の出力があった場合、「自動変速機２０のシフトレンジの新たな切り替えは禁止されていること」を示す文章あるいはマーク等を表示装置４７に表示するとともに、スピーカ４８から「自動変速機２０のシフトレンジの新たな切り替えは禁止されていること」を示す音声またはブザー音等を発する。Ｓ１０５の後、処理は、図５に示す一連の処理フローＳ１００の先頭、すなわち、Ｓ１０１に戻る。
【００５４】
このように、図５に示す一連の処理フローＳ１００は、ＳＢＷ−ＥＣＵ１３がオープン駆動制御によりモータ部３２を回転駆動するとき、すなわち、エンコーダ３４の異常を検出したとき、繰り返し実行される処理である。つまり、オープン駆動制御を行っているとき、エンコーダ３４の異常が検出されなくなったら、図５に示す一連の処理フローＳ１００を抜け、以降、フィードバック駆動制御によりモータ部３２を回転駆動する。
【００５５】
以上説明したように、本実施形態では、ＳＢＷ−ＥＣＵ１３は、エンコーダ３４の異常を検出した場合、レンジセレクタ４５のセレクタセンサ４６から信号の出力があると、オープン駆動制御手段によりロータ３７を回転駆動し、当該回転駆動により自動変速機２０のシフトレンジが目標レンジに切り替わった後、所定の期間である切替禁止時間を設定し、当該切替禁止時間が設定されている期間中、自動変速機２０のシフトレンジの新たな切り替えを禁止する。そのため、ディテントプレート５２が揺動している状態で、新たなシフトレンジの切り替え指示に伴うモータ部３２の回転が開始されるのを抑制することができる。これにより、短時間のうちにオープン駆動制御手段によりモータ部３２の回転作動が繰り返されることで凹部６１〜６４とディテントスプリング５３との位置ずれが徐々に大きくなるといった事態を抑制することができる。したがって、本実施形態では、エンコーダ３４に異常が生じても、目標レンジと切り替え後のシフトレンジとがずれるのを抑制することができる。
なお、ＳＢＷ−ＥＣＵ１３による自動変速機２０のシフトレンジの新たな切り替えを禁止する手段としては、例えば、「切替禁止時間が設定されている期間中、セレクタセンサ４６からの信号を受け付けない（無視する）」、あるいは、「切替禁止時間が設定されている期間中、目標レンジが決定されてもモータ部３２のロータ３７を回転駆動しない」といった手段が考えられる。
【００５６】
また、本実施形態では、切替禁止時間は、自動変速機２０のシフトレンジが目標レンジに切り替わった後、ディテントプレート５２の揺動が収束すると想定される最大時間以上の長さである。これにより、ディテントプレート５２が揺動している状態で、新たなシフトレンジの切り替え指示に伴いモータ部３２が回転し始める事態を確実に回避することができる。すなわち、本実施形態では、シフトレンジが目標レンジに切り替わった後、ディテントプレート５２の揺動が確実に停止した（ディテントスプリング５３が凹部６１〜６４の中心に位置した）状態で、新たなシフトレンジの切り替えが可能となる。これにより、凹部６１〜６４とディテントスプリング５３との位置ずれが徐々に大きくなることで、シフトレンジが目標レンジとは異なるレンジに切り替わるフェイタルモードに陥るのを防止することができる。したがって、本実施形態では、エンコーダ３４に異常が生じても、目標レンジと切り替え後のシフトレンジとがずれるのを確実に防止することができる。
【００５７】
また、本実施形態は、モータ部３２の温度を検出可能な温度センサ８１をさらに備えている。そして、本実施形態では、ＳＢＷ−ＥＣＵ１３は、温度センサ８１により検出した温度に基づき切替禁止時間の長さを設定する。シフトレンジが目標レンジに切り替わった後、ディテントプレート５２が揺動する時間の長さは、ディテントプレート５２に関連する部品の部品公差、モータ部３２の制御精度、および、環境温度等の環境条件等により変動する。例えば、モータ部３２の温度が低い場合、モータ部３２の出力するトルクは大きくなり、モータ部３２によってディテントプレート５２の回転を停止させ易くなるため、ディテントプレート５２が揺動する時間は短くなる。一方、モータ部３２の温度が高い場合、モータ部３２の出力するトルクは小さくなり、モータ部３２によってディテントプレート５２の回転を停止させ難くなるため、ディテントプレート５２が揺動する時間は長くなる。本実施形態では、温度センサ８１により検出したモータ部３２の温度に基づき切替禁止時間の長さを設定することで、切替禁止時間が必要以上に長く設定されるのを回避することができる。したがって、シフトバイワイヤシステム３の商品性を維持することができる。
【００５８】
また、本実施形態は、モータ部３２に印加される電圧を検出可能な電圧センサ８２をさらに備えている。そして、本実施形態では、ＳＢＷ−ＥＣＵ１３は、電圧センサ８２により検出した電圧に基づき切替禁止時間の長さを設定する。上述のように、シフトレンジが目標レンジに切り替わった後、ディテントプレート５２が揺動する時間の長さは、ディテントプレート５２に関連する部品の部品公差、モータ部３２の制御精度、および、環境温度等の環境条件等により変動する。例えば、モータ部３２に印加される電圧が高い場合、モータ部３２の出力するトルクは大きくなり、モータ部３２によってディテントプレート５２の回転を停止させ易くなるため、ディテントプレート５２が揺動する時間は短くなる。一方、モータ部３２に印加される電圧が低い場合、モータ部３２の出力するトルクは小さくなり、モータ部３２によってディテントプレート５２の回転を停止させ難くなるため、ディテントプレート５２が揺動する時間は長くなる。本実施形態では、電圧センサ８２により検出したモータ部３２に印加される電圧に基づき切替禁止時間の長さを設定することで、切替禁止時間が必要以上に長く設定されるのを回避することができる。したがって、シフトバイワイヤシステム３の商品性を維持することができる。
【００５９】
また、本実施形態では、ＳＢＷ−ＥＣＵ１３は、エンコーダ３４の異常を検出した場合、セレクタセンサ４６から信号の出力があるとオープン駆動制御手段によりロータ３７を回転駆動し、当該回転駆動の開始から、自動変速機２０のシフトレンジが目標レンジに切り替わるまでの期間中、自動変速機２０のシフトレンジの新たな切り替えを禁止する。これにより、オープン駆動制御手段によるモータ部３２の回転中に、新たなシフトレンジの切り替え指示に伴うモータ部の急激な逆回転が生じることはない。その結果、凹部６１〜６４とディテントスプリング５３とが位置ずれするのを防止することができる。
【００６０】
また、本実施形態は、ＳＢＷ−ＥＣＵ１３により自動変速機２０のシフトレンジの切り替えが禁止されている期間中、セレクタセンサ４６から信号の出力があった場合、「自動変速機２０のシフトレンジの新たな切り替えは禁止されていること」を運転者に通知可能な通知手段（表示装置４７、スピーカ４８）をさらに備えている。これにより、ＳＢＷ−ＥＣＵ１３により自動変速機２０のシフトレンジの新たな切り替えが禁止されている期間中にレンジセレクタ４５の操作を行った運転者に対し、「自動変速機２０のシフトレンジの新たな切り替えは禁止されていること」を認識させることができ、運転者の混乱を抑制することができる。
【００６１】
（他の実施形態）
本発明の他の実施形態では、ＳＢＷ−ＥＣＵ１３および統合ＥＣＵ１０は、制御部（ＳＢＷ−ＥＣＵ１３）により自動変速機のシフトレンジの新たな切り替えが禁止されている期間中、「自動変速機２０のシフトレンジの新たな切り替えは禁止されていること」を示す文章あるいはマーク等を表示装置４７に表示することとしてもよい。これにより、ＳＢＷ−ＥＣＵ１３により自動変速機２０のシフトレンジの新たな切り替えが禁止されている期間中、「自動変速機２０のシフトレンジの新たな切り替えは禁止されていること」を運転者に予め認識させることができ、運転者の混乱を抑制することができる。なお、ここで、ＳＢＷ−ＥＣＵ１３、統合ＥＣＵ１０および表示装置４７は、特許請求の範囲における「表示手段」として機能する。
【００６２】
また、本発明の他の実施形態では、ＳＢＷ−ＥＣＵ１３は、自動変速機２０のシフトレンジの切り替えを禁止している期間中（モータ部３２がオープン駆動制御により回転駆動しているとき、および、切替禁止時間が設定されている期間中）、セレクタセンサ４６から信号の出力があっても、表示装置４７に何ら表示することなく、スピーカ４８から何ら発しないこととしてもよい。すなわち、本発明の他の実施形態は、「通知手段」を備えていなくてもよい。
【００６３】
また、本発明の他の実施形態では、ＳＢＷ−ＥＣＵ１３は、切替禁止時間の長さを、温度センサ８１または電圧センサ８２のうち一方からの信号に基づき、設定することとしてもよい。または、ＳＢＷ−ＥＣＵ１３は、切替禁止時間の長さを、温度センサ８１または電圧センサ８２からの信号に基づくことなく、所定の値に設定することとしてもよい。この場合、温度センサ８１（温度検出手段）および電圧センサ８２（電圧検出手段）を備えていなくてもよい。なお、この場合、切替禁止時間の長さは、「自動変速機２０のシフトレンジが目標レンジに切り替わった後、ディテントプレート５２の揺動が収束（停止）すると想定される最大時間以上の長さ」に設定することが望ましい。
【００６４】
また、上述の実施形態では、ＳＢＷ−ＥＣＵ１３は、エンコーダ３４の異常を検出した場合、レンジセレクタ４５のセレクタセンサ４６から信号の出力があると、オープン駆動制御によりロータ３７を回転駆動し、当該回転駆動の開始から、自動変速機２０のシフトレンジが目標レンジに切り替わるまでの期間中、自動変速機２０のシフトレンジの新たな切り替えを禁止する例を示した。これに対し、本発明の他の実施形態では、ＳＢＷ−ＥＣＵ１３は、エンコーダ３４の異常を検出した場合、レンジセレクタ４５のセレクタセンサ４６から信号の出力があると、オープン駆動制御によりロータ３７を回転駆動し、当該回転駆動の開始から、自動変速機２０のシフトレンジが目標レンジに切り替わるまでの期間中、自動変速機２０のシフトレンジの新たな切り替えを禁止しないこととしてもよい。
【００６５】
また、本発明の他の実施形態では、ディテントプレートの凹部は、いくつ形成されていてもよい。すなわち、本発明を適用可能な自動変速機のレンジの数は４つに限らない。
本発明によるシフトバイワイヤシステムは、上述の実施形態と同様に「Ｐ」、「Ｒ」、「Ｎ」、「Ｄ」の４ポジションを切り替える無段変速機（ＣＶＴ）やＨＶ（ハイブリッド車）の自動変速機（Ａ／Ｔ）の他、「Ｐ」または「ｎｏｔＰ」の２ポジションを切り替えるＥＶ（電気自動車）もしくはＨＶのパーキング機構等のレンジ切替に用いることもできる。
このように、本発明は、上記実施形態に限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲で種々の形態に適用可能である。
【符号の説明】
【００６６】
３ ・・・・シフトバイワイヤシステム
１３ ・・・ＳＢＷ−ＥＣＵ（制御部、目標レンジ決定手段、フィードバック駆動制御手段、オープン駆動制御手段、異常検出手段）
２０ ・・・自動変速機
３２ ・・・モータ部
３３ ・・・減速部
３４ ・・・エンコーダ
３５ ・・・ステータ
３７ ・・・ロータ
３９ ・・・出力軸
４５ ・・・レンジセレクタ（シフト選択手段）
５２ ・・・ディテントプレート
５３ ・・・ディテントローラ（規制部）
５５ ・・・ディテントスプリング
６１、６２、６３、６４ ・・・凹部
【特許請求の範囲】
【請求項１】
車両の運転者により操作されるシフト選択手段からの信号に応じて自動変速機のシフトレンジを切り替えるシフトバイワイヤシステムであって、
ステータ、および、当該ステータに対し相対回転可能に設けられるロータを有するモータ部と、
前記ロータの回転を減速して出力する出力軸を有する減速部と、
前記ロータの回転に応じてパルス信号を出力するエンコーダと、
複数の凹部を有し、前記出力軸に接続するよう設けられることで前記モータ部により回転駆動されるディテントプレートと、
規制部を有し、当該規制部が複数の前記凹部のいずれかに嵌り込むことで前記ディテントプレートの回転を規制することにより、前記自動変速機のシフトレンジを固定可能なディテントスプリングと、
前記シフト選択手段からの信号に基づき目標レンジを決定する目標レンジ決定手段と、
前記エンコーダからのパルス信号のカウント値であるパルス信号カウント値に基づき前記ステータに対する前記ロータの回転位置を検出しつつ前記モータ部の通電相を順次切り替えることで前記ロータを目標回転位置まで回転駆動するフィードバック駆動制御手段と、
前記エンコーダからのパルス信号にかかわらず前記モータ部の通電相を順次切り替え、当該通電相の切り替え回数のカウント値である切替回数カウント値に基づき前記ロータを目標回転位置まで回転駆動するオープン駆動制御手段と、
前記フィードバック駆動制御手段または前記オープン駆動制御手段により前記ロータを回転駆動することで、前記目標レンジ決定手段により決定した前記目標レンジとなるよう前記自動変速機のシフトレンジを切り替える制御部と、
前記エンコーダの異常を検出する異常検出手段と、を備え、
前記制御部は、前記異常検出手段により前記エンコーダの異常を検出した場合、前記シフト選択手段から信号の出力があると前記オープン駆動制御手段により前記ロータを回転駆動し、当該回転駆動により前記自動変速機のシフトレンジが前記目標レンジに切り替わった後、所定の期間である切替禁止時間を設定し、当該切替禁止時間が設定されている期間中、前記自動変速機のシフトレンジの新たな切り替えを禁止することを特徴とするシフトバイワイヤシステム。
【請求項２】
前記切替禁止時間は、前記自動変速機のシフトレンジが前記目標レンジに切り替わった後、前記ディテントプレートの揺動が収束すると想定される最大時間以上の長さであることを特徴とする請求項１に記載のシフトバイワイヤシステム。
【請求項３】
前記モータ部の温度を検出可能な温度検出手段をさらに備え、
前記制御部は、前記温度検出手段により検出した温度に基づき前記切替禁止時間の長さを設定することを特徴とする請求項１または２に記載のシフトバイワイヤシステム。
【請求項４】
前記モータ部に印加される電圧を検出可能な電圧検出手段をさらに備え、
前記制御部は、前記電圧検出手段により検出した電圧に基づき前記切替禁止時間の長さを設定することを特徴とする請求項１〜３のいずれか一項に記載のシフトバイワイヤシステム。
【請求項５】
前記制御部は、前記異常検出手段により前記エンコーダの異常を検出した場合、前記シフト選択手段から信号の出力があると前記オープン駆動制御手段により前記ロータを回転駆動し、当該回転駆動の開始から、前記自動変速機のシフトレンジが前記目標レンジに切り替わるまでの期間中、前記自動変速機のシフトレンジの新たな切り替えを禁止することを特徴とする請求項１〜４のいずれか一項に記載のシフトバイワイヤシステム。
【請求項６】
前記制御部により前記自動変速機のシフトレンジの新たな切り替えが禁止されている期間中、前記シフト選択手段から信号の出力があった場合、「前記自動変速機のシフトレンジの新たな切り替えは禁止されていること」を前記運転者に通知可能な通知手段をさらに備えることを特徴とする請求項１〜５のいずれか一項に記載のシフトバイワイヤシステム。
【請求項７】
前記制御部により前記自動変速機のシフトレンジの新たな切り替えが禁止されている期間中、「前記自動変速機のシフトレンジの新たな切り替えは禁止されていること」を表示する表示手段をさらに備えることを特徴とする請求項１〜６のいずれか一項に記載のシフトバイワイヤシステム。
【請求項１】
車両の運転者により操作されるシフト選択手段からの信号に応じて自動変速機のシフトレンジを切り替えるシフトバイワイヤシステムであって、
ステータ、および、当該ステータに対し相対回転可能に設けられるロータを有するモータ部と、
前記ロータの回転を減速して出力する出力軸を有する減速部と、
前記ロータの回転に応じてパルス信号を出力するエンコーダと、
複数の凹部を有し、前記出力軸に接続するよう設けられることで前記モータ部により回転駆動されるディテントプレートと、
規制部を有し、当該規制部が複数の前記凹部のいずれかに嵌り込むことで前記ディテントプレートの回転を規制することにより、前記自動変速機のシフトレンジを固定可能なディテントスプリングと、
前記シフト選択手段からの信号に基づき目標レンジを決定する目標レンジ決定手段と、
前記エンコーダからのパルス信号のカウント値であるパルス信号カウント値に基づき前記ステータに対する前記ロータの回転位置を検出しつつ前記モータ部の通電相を順次切り替えることで前記ロータを目標回転位置まで回転駆動するフィードバック駆動制御手段と、
前記エンコーダからのパルス信号にかかわらず前記モータ部の通電相を順次切り替え、当該通電相の切り替え回数のカウント値である切替回数カウント値に基づき前記ロータを目標回転位置まで回転駆動するオープン駆動制御手段と、
前記フィードバック駆動制御手段または前記オープン駆動制御手段により前記ロータを回転駆動することで、前記目標レンジ決定手段により決定した前記目標レンジとなるよう前記自動変速機のシフトレンジを切り替える制御部と、
前記エンコーダの異常を検出する異常検出手段と、を備え、
前記制御部は、前記異常検出手段により前記エンコーダの異常を検出した場合、前記シフト選択手段から信号の出力があると前記オープン駆動制御手段により前記ロータを回転駆動し、当該回転駆動により前記自動変速機のシフトレンジが前記目標レンジに切り替わった後、所定の期間である切替禁止時間を設定し、当該切替禁止時間が設定されている期間中、前記自動変速機のシフトレンジの新たな切り替えを禁止することを特徴とするシフトバイワイヤシステム。
【請求項２】
前記切替禁止時間は、前記自動変速機のシフトレンジが前記目標レンジに切り替わった後、前記ディテントプレートの揺動が収束すると想定される最大時間以上の長さであることを特徴とする請求項１に記載のシフトバイワイヤシステム。
【請求項３】
前記モータ部の温度を検出可能な温度検出手段をさらに備え、
前記制御部は、前記温度検出手段により検出した温度に基づき前記切替禁止時間の長さを設定することを特徴とする請求項１または２に記載のシフトバイワイヤシステム。
【請求項４】
前記モータ部に印加される電圧を検出可能な電圧検出手段をさらに備え、
前記制御部は、前記電圧検出手段により検出した電圧に基づき前記切替禁止時間の長さを設定することを特徴とする請求項１〜３のいずれか一項に記載のシフトバイワイヤシステム。
【請求項５】
前記制御部は、前記異常検出手段により前記エンコーダの異常を検出した場合、前記シフト選択手段から信号の出力があると前記オープン駆動制御手段により前記ロータを回転駆動し、当該回転駆動の開始から、前記自動変速機のシフトレンジが前記目標レンジに切り替わるまでの期間中、前記自動変速機のシフトレンジの新たな切り替えを禁止することを特徴とする請求項１〜４のいずれか一項に記載のシフトバイワイヤシステム。
【請求項６】
前記制御部により前記自動変速機のシフトレンジの新たな切り替えが禁止されている期間中、前記シフト選択手段から信号の出力があった場合、「前記自動変速機のシフトレンジの新たな切り替えは禁止されていること」を前記運転者に通知可能な通知手段をさらに備えることを特徴とする請求項１〜５のいずれか一項に記載のシフトバイワイヤシステム。
【請求項７】
前記制御部により前記自動変速機のシフトレンジの新たな切り替えが禁止されている期間中、「前記自動変速機のシフトレンジの新たな切り替えは禁止されていること」を表示する表示手段をさらに備えることを特徴とする請求項１〜６のいずれか一項に記載のシフトバイワイヤシステム。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【公開番号】特開２０１３−９６４３６（Ｐ２０１３−９６４３６Ａ）
【公開日】平成２５年５月２０日（２０１３．５．２０）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１１−２３７０５７（Ｐ２０１１−２３７０５７）
【出願日】平成２３年１０月２８日（２０１１．１０．２８）
【出願人】（０００００４２６０）株式会社デンソー (27,639)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２５年５月２０日（２０１３．５．２０）
【国際特許分類】
【出願日】平成２３年１０月２８日（２０１１．１０．２８）
【出願人】（０００００４２６０）株式会社デンソー (27,639)
【Ｆターム（参考）】
[ Back to top ]