CN100507318C - 换档控制系统、换档控制方法以及档位切换装置 - Google Patents

Abstract

本发明涉及换档控制系统、换档控制方法以及档位切换装置。该换档控制系统转动致动器以使止动板(100)的壁接触止动弹片(110)的滚子(112)，并检测接触位置以便检测止动板(100)的壁位置。该壁位置被设定为致动器的基准位置。因此，即使使用仅能检测相对位置信息的编码器也可适当地控制致动器的转动，因而可适当地切换档位。

Description

换档控制系统、换档控制方法以及档位切换装置

技术领域

本发明涉及一种通过致动器在自动变速器的档位(档位段)之间进行切换的换档控制系统。

背景技术

已知这样一种换档控制系统，所述换档控制系统根据驾驶员对换档杆的操作在电气控制下切换自动变速器的档位。作为这样一种换档控制系统，已提出了一种系统，所述系统在断开电源之前在非易失性存储器中存储致动器的转动位置以及自动变速器的档位，从而在停车断电之后再次接通动力时可已知致动器的绝对位置(例如参见日本专利特开平No.2002-323127)。还提出了一种采用电子线传换档(shift-by-wire)的系统，所述系统使用表示用于精确定位手控阀的致动器的驱动量的电位计的数值(例如见日本专利特开平No.2002-349702)。

日本专利特开平No.2002-323127和No.2002-349702具有绝对位置是已知的先决条件。因此，如果与致动器位置有关的已获得信息仅是从编码器输出中检测的转子位置改变的相对量，就不能适当地控制致动器。因此，致动器的转动在档位切换机构上施加一些负荷，导致档位切换机构的耐久性(使用寿命)降低。如果为了提高耐久性的目的而设计档位切换机构，档位切换机构就会增加尺寸以及成本。

日本专利特开平No.2002-310294公开了一种自动变速器的档位切换装置，所述装置具有易于安装的致动器并且能够精确地进行档位之间的切换。档位切换装置包括：用于将自动变速器的档位切换到包括停车档在内的各个前进档中的一个档位的档位切换机构；用作档位切换机构的动力源的致动器；控制电路，该控制电路用于根据经由外部操作输入的切换指令驱动致动器以控制档位从而将自动变速器的档位切换到与该切换指令对应的档位；以及检测电路，该检测电路用于检测自动变速器的档位以便于向控制电路输送检测信号。所述控制电路根据检测电路的检测信号来设定自动变速器的档位的基准值以便于基于所述基准值控制致动器。

日本专利特开平No.2002-310294中公开的自动变速器的档位切换装置根据经由外部操作输入的切换指令驱动致动器以控制自动变速器的档位从而将所述档位切换到与该切换指令对应的档位。根据用于检测自动变速器的档位的检测电路的检测信号设定自动变速器的档位的基准值，并且基于所述基准值控制所述致动器。因此，不管档位切换装置安装的位置精确性以及各个致动器之间的差异，不需要调节致动器被安装在自动变速器上的角度的步骤，因此，简化了致动器在自动变速器上的安装。这样，致动器的安装和维护被简化并且可通过驱动该档位切换机构而精确地切换自动变速器的档位。

尽管日本专利特开平No.2002-310294中公开的自动变速器的档位切换装置具有简化致动器的安装和维护的优点，但是该档位切换装置需要通过参考来自于用于检测自动变速器的档位的检测电路(空档起动开关)的输出信号的计数器的计数值而计算表示每个档位的中心的计数值。基于根据表示每个档位的计数值所设定的基准值，控制致动器。因此，不管各个致动器之间的差异，不需要调节致动器被安装在自动变速器上的角度的步骤，从而简化致动器在自动变速器上的安装。因此，空档起动开关是必不可少的，从而由于空档开关的存在而导致重量和成本增加的问题。

发明内容

本发明的目的是提供一种换档控制系统和换档控制方法，所述系统和方法减少在切换档位时施加在档位切换机构上的负荷。

本发明的另一个目的是提供一种档位切换装置，所述装置消除了空档起动开关的需要并且减少在切换档位时施加在档位切换机构上的负荷。

根据本发明的一个方面，提供了一种具有多个相继档位并且通过致动器切换所述多个相继档位中的档位的换档控制系统，它包括：由所述致动器驱动的用于切换档位的换档装置；用于转动所述致动器的转动控制装置；以及用于根据所述致动器的相对转动量得出计数值的计数装置；其特征在于，所述换档控制系统还包括：用于在所述多个相继档位中的端级档位中限制所述致动器的沿不存在相邻档位的方向的转动的限制装置；以及位置设定装置，该位置设定装置用于在由所述转动控制装置沿所述致动器在所述端级档位中的转动受所述限制装置限制的方向转动所述致动器时，基于由所述计数装置得出的所述计数值的状态来设定所述致动器的与所述端级档位对应的基准位置。所述换档装置和所述限制装置可一体形成为一个结构，或者所述限制装置可作为所述换档装置的一个部分。

通过所述换档控制系统，由所述限制装置限制所述致动器的转动，从所述计数装置的计数值中确定限制状态以便于确定所述致动器的基准位置。因此，即使在该系统中使用仅能获得相对位置信息的编码器，也能基于所述基准位置适当地控制致动器的转动。因此可减少致动器转动时所施加的负荷并且可通过所述换档装置适当地切换档位。而且，由于不需要用于检测绝对位置的电位计，因此可降低成本。

所述位置设定装置可通过检测由所述计数装置得出的所述计数值处于其中所述计数值的最小值或者最大值在一预定时期中保持不变的状态来设定所述致动器的基准位置。

所述位置设定装置基于所述致动器在所述预定档位和与所述预定档位不同的另一档位之间的转动量来设定所述致动器的与所述另一档位对应的基准位置。这样，可使用所述转动量容易地设定所述致动器的与所述另一档位对应的基准位置。

当所述换档装置将预定档位切换到另一档位时，所述位置设定装置可设定所述致动器的与所述另一档位对应的基准位置。这样，可在切换所述档位时有效地设定所述致动器的与所述另一档位对应的基准位置。

所述位置设定装置可在一预定正时设定所述致动器的与所述另一档位对应的基准位置，以便补正所述换档装置或限制装置的时效变化。所述预定正时是指，例如，切换档位预定次数时的正时或其上安装有该换档控制系统的车辆进行预定次数的行程时的正时。这样，可补正任何时效变化以便于精确地设定两个基准位置。在此，一次行程可称为从车辆电力开关的接通到其断开的周期或车辆的开油门到其实际停车的周期。

所述位置设定装置可基于与所述预定档位对应的基准位置和与所述另一档位对应的基准位置来检测所述致动器的转动量。这样，得出转动量并且在随后的行程时，可检测致动器的用于一个档位的基准位置以便容易地检测致动器的用于另一档位的基准位置。

所述转动控制装置可使得为设定所述致动器的基准位置而被驱动的致动器的单位时间输出比为切换档位而被驱动的所述致动器的单位时间输出小。因此，在设定基准位置时可减少施加在换档装置或限制装置上的任何负荷。

所述位置设定装置可基于所述基准位置在所述基准位置被设定的档位中设定所述致动器的在切换所述档位时要达到的目标转动位置。

所述转动控制装置可在切换所述档位时通过转动所述致动器而驱动所述换档装置来调节所述致动器的转动量，以使所述致动器达到所述目标转动位置。

根据本发明的另一个方面，提供了一种通过致动器切换多个相继档位中的档位的换档控制方法，其特征在于，它包括以下步骤：通过所述致动器转动用于切换档位的换档装置；通过用于在所述多个相继档位中的端级档位中限制所述致动器的沿不存在相邻档位的方向的转动的限制装置停止所述致动器的转动；基于实现停止的位置检测与所述端级档位对应的基准位置；以及基于所述基准位置确定通过所述致动器切换档位时的目标转动位置。通过上述换档控制方法，利用限制装置停止所述致动器的转动，基于实现停止的位置检测致动器的基准位置，并且从而可基于所述基准位置确定目标转动位置。因此，可适当地控制致动器以到达目标转动位置并且可使用所述换档装置适当地切换档位。

根据本发明的另一个方面，提供了一种安装在车辆的自动变速器的档位切换装置，它包括：用于通过转动致动器将换档位置切换到多个相继换档位置中的一个换档位置的换档装置；用于存储通过所述换档装置的切换而达到的所述一个换档位置的存储装置；以及用于控制所述致动器的转动的转动控制装置，其特征在于，所述档位切换装置还包括用于在与所述多个相继换档位置中的一个端级换档位置对应的第一换档位置中限制所述致动器的沿不存在相邻档位的方向的转动的第一限制装置，并且所述转动控制装置包括：用于将由所述第一限制装置停止所述致动器的转动的位置设定为在所述第一换档位置中的第一基准位置的第一位置设定装置，用于允许在所述第一换档位置中使得给所述档位切换装置的电力供给被切断的电源控制装置，以及基准位置再次设定装置，该基准位置再次设定装置用于在电力供给的所述切断之后再次开始电力供给时，在存储在所述存储装置中的所述换档位置未知的情况下，再次设定由所述第一位置设定装置设定的所述第一基准位置。

为了切断车辆的点火开关(即，用于向包含档位切换装置的车辆的电子设备供应电力的开关)，必须将换档位置切换到第一换档位置(例如P档)。之后，当被切断的点火开关被再次接通时，所述换档位置必然是第一换档位置。在此，初期(初始)处于第一换档位置的用于检测第一基准位置(例如，与P档相对应的P壁位置)的致动器的转动力小于初期处于非P档的用于检测第一基准位置的致动器的转动力。因此，当初期换档位置为第一换档位置并且第一基准位置被检测时，第一限制装置(例如，与止动板相接合的止动弹片)上的负荷较小。换句话说，当初期换档位置为第一换档位置时通过设定第一基准位置，可避免或减少止动弹片的变形。可实现的止动弹片的变形的避免或减小能够精确地设定第一换档位置的基准位置并且提高所述换档切换机构的耐久性。因此可减小档位切换机构上的负荷。而且，由所述转动控制装置控制致动器的转动以切换换档位置。对于第一换档位置来说，致动器沿一预定方向的转动由限制装置限制以设定基准位置。因此，不需要空档起动开关。

自动变速器的档位切换装置还可包括用于在所述多个换档位置中的第二换档位置中限制所述致动器沿一不同于所述预定方向的方向转动的第二限制装置。所述转动控制装置还可包括：第二位置设定装置，该第二位置设定装置用于根据由所述基准位置再次设定装置对所述第一基准位置的再次设定将由所述第二限制装置停止所述致动器的转动的位置设定为在所述第二换档位置中的第二基准位置；以及活动范围计算装置，该活动范围计算装置用于基于由所述基准位置再次设定装置再次设定的所述第一基准位置和由所述第二位置设定装置设定的所述第二基准位置计算所述致动器的活动范围。

这样，在设定第一换档位置的第一基准位置以后，设定第二换档位置的第二基准位置(例如，非P档)。基于所设定的第一和第二基准位置，计算所述致动器的活动范围。因此当初期换档位置为第一换档位置时可检测第一基准位置从而可更精确地设定第一基准位置。因此，可更精确地计算活动范围并且可减小换档装置上的负荷。

所述转动控制装置还可包括确定装置，该确定装置基于由所述基准位置再次设定装置所再次设定的所述第一基准位置来确定在所述致动器将换档位置切换到所述第一档位时要达到的第一目标转动位置。

这样，在设定第一换档位置的第一基准位置以后，基于第一基准位置确定第一换档位置的第一目标转动位置。因此当初期换档位置为第一换档位置时可检测第一基准位置从而可更精确地设定第一基准位置。因此，可更精确地确定第一目标转动位置并且可减小换档装置上的负荷。

自动变速器的档位切换装置还可包括用于在所述多个换档位置中的第二换档位置中限制所述致动器沿一不同于所述预定方向的方向转动的第二限制装置。所述转动控制装置还包括第二位置设定装置，所述第二位置设定装置用于根据由所述基准位置再次设定装置对所述第一基准位置的再次设定将由所述第二限制装置停止所述致动器的转动的位置设定为在所述第二换档位置中的第二基准位置，以及确定装置，该确定装置用于基于所述第二基准位置来确定在所述致动器将换档位置切换到所述第二档位时要达到的第二目标转动位置。

这样，在设定第一换档位置的第一基准位置以后，设定第二换档位置的第二基准位置。基于所设定的第二基准位置确定第二目标转动位置。因此可更精确地确定第二转动位置并且可减小换档装置上的负荷。

自动变速器的档位切换装置还可包括用于根据所述致动器的转动量得出计数值的计数装置。所述第一位置设定装置包括基准位置设定装置，该基准位置设定装置用于通过检测由所述计数装置得出的所述计数值处于其中所述计数值的最小值或者最大值在一预定时期中保持不变的状态来设定所述致动器的基准位置。

所述计数装置(例如，编码器)得出所述致动器的转动量。基于最小值或最大值在一预定时期中保持不变的状态，设定与每个换档位置相对应的基准位置。因此，即使所述计数装置是仅能获得相对位置信息的编码器，也能根据所述基准位置适当地控制致动器的转动。此外，可减少致动器转动时所施加的负荷并且可通过所述换档装置适当地切换换档位置。而且，由于不需要例如用于检测绝对位置的电位计，因此可降低成本。

所述第一限制装置可以限制所述致动器沿止动弹片收缩方向转动的方式来限制所述致动器沿预定方向的转动。

通过提供用于以限制所述致动器沿止动弹片收缩方向转动的方式来限制所述致动器沿所述预定方向的转动的第一限制装置(例如止动板的P壁)，可基于P壁为第一换档位置设定基准位置。换句话说，不必基于在所述检测电路用作检测换档位置的空档开关的情况下所参照的每个换档位置的计数值设定基准位置。因此，不需要空档开关也可设定用于第一换档位置的致动器的基准位置。

所述第一限制装置以限制所述致动器沿止动弹片收缩方向转动的方式来限制所述致动器沿所述预定方向转动，所述第二限制装置以限制所述致动器沿所述止动弹片伸张方向转动的方式来限制所述致动器沿与所述预定方向不同的方向转动。

对于第一换档位置，设置有用于以使止动弹片收缩的方式限制所述致动器沿预定方向的转动的第一限制装置(例如止动板的P壁)。对于第二换档位置，设置有用于以使止动弹片伸张的方式限制所述致动器沿与预定方向相对的方向的转动的第二限制装置(例如止动板的非P壁)。之后，基于第一限制装置，可设定第一换档位置的基准位置，并且基于第二限制装置，可设定第二换档位置的基准位置。换句话说，不必基于在所述检测电路用作检测换档位置的空档开关的情况下所参照的每个换档位置的计数值设定基准位置。因此，不需要空档开关也可设定用于第一换档位置的致动器的基准位置。

所述第一换档位置可以是通过驱动所述致动器使得停车机构工作的P档，所述第二换档位置可以是阻止所述停车机构工作的非P档。

因而第一换档位置是P档。之后，当换档位置是P档时电源被切断。换句话说，在电源被正常切断时，当再次接通电源时换档位置必然是P档。因此，在对应于P档的P壁位置将被检测时，可总是检测到P档为初期位置。

附图说明

图1示出第一实施例所涉及的换档控制系统的结构；

图2示出换档控制机构的结构；

图3示出止动板的结构；

图4示出控制致动器的方法；

图5A示出用于检测P壁位置的控制方法，图5B示出用于检测非P壁位置的控制方法；

图6示出壁位置的检测的示例性控制；

图7示出计算致动器的目标转动位置的示例性方法；

图8示出施加于致动器的每个激励(通电)指令脉冲的波形；

图9是示出通过第一实施例所涉及的换档控制系统检测基准位置的方法的流程图；

图10是示出图9的步骤S30中切换到非P档的控制流程图；

图11是第二实施例所涉及的正时图，示出当通过使初期位于非P档位置的滚子冲撞P壁而检测壁位置时编码器的计数数中的变化；

图12A和12B是示出由第二实施例所涉及的P-ECU执行的程序的控制结构的流程图；以及

图13A-13D是示出第二实施例所涉及的换档控制系统的操作的正时图。

具体实施方式

在下文中将结合附图描述本发明的实施例。在以下描述中，用相似的附图标记表示相似的部件，并且相似的部件具有相同的命名并且具有相同的功能。因此，将不重复其详细描述。应该注意的是，术语“档位”和“换档位置”可互换使用。

第一实施例

图1示出第一实施例所涉及的换档控制系统10的结构。该实施例的换档控制系统10用于切换车辆的档位。换档控制系统10包括P开关20、换档开关26、车辆电源开关28、车辆控制单元(在下文中称之为“V-ECU”)30、停车控制单元(在下文中称之为“P-ECU”)40、致动器42、编码器46、换档控制机构48、显示单元50、仪表52以及驱动机构60。换档控制系统10用作在电气控制下切换档位的采用电子线传换档的系统。具体地说，换档控制机构48由致动器42驱动以切换档位。

车辆电源开关28是用于接通和切断车辆的电力供应的开关。车辆电源开关28没有限定为具体的一个，而是例如也可为点火开关。由车辆电源开关28接收的来自于使用者例如驾驶员的指令被传输给V-ECU30。例如，响应于车辆电源开关28的接通，从辅助电池(未示出)中供应电力以操纵换档控制系统10。

P开关20用于改变停车档(在下文中称之为“P档”)和除停车档以外的任何档位(在下文中称之为“非P档”)之间的档位并且包括用于为驾驶员示出所述开关的状态的指示器22以及从驾驶员那里接收指令的输入单元24。驾驶员通过输入单元24输入指令以便将档位切换到P档。输入单元24可为瞬时开关。输入单元24所接收的指令被传输到V-ECU30并且通过V-ECU30被传输到P-ECU40。

P-ECU40控制致动器42的操作，所述致动器42驱动换档控制机构48以便改变P档和非P档之间的档位，并且P-ECU40在指示器22上示出档位的当前状态。如果当档位为非P档时驾驶员按下输入单元24，P-ECU40将档位切换到P档并且在指示器22上示出当前档位为P档。

致动器42由开关磁阻电机(下面称为“SR电机”)构成，并响应于P-ECU40发出的指令驱动换档控制机构48。编码器46与致动器42一起转动，以检测SR电机的转动状态。该实施例的编码器46为输出A相、B相和Z相信号的转动编码器。P-ECU40接收从编码器46输出的信号，以获知SR电机的转动状态，从而控制用于驱动SR电机的激励。

换档开关26为用来将档位切换到例如前进档(D)、倒车档(R)、空档(N)和制动档(B)，或在选择P档时解除P档的开关。换档开关26收到驾驶员发出的指令后传给V-ECU30。根据驾驶员发出的指令，V-ECU30控制驱动机构60改变档位并在仪表52上示出档位的当前状态。尽管驱动机构60在这里由无级变速机构构成，但驱动机构也可由自动变速机构构成。

V-ECU30整个控制换档控制系统10的操作。显示装置50例如向驾驶员显示由V-ECU30或P-ECU40发出的指令或警告。仪表52示出车辆的设备的状态和例如档位的状态。

图2示出换档控制机构48的结构。在以下说明中，“档位”指P档或非P档，不包括非P档中的R、N、D和B档。换档控制机构48包括由致动器42转动的轴102、随轴102的转动而转动的止动板100、按照止动板100的转动而工作的杆104、固定在变速器(未示出)的输出轴上的停车锁止齿轮108、锁定停车锁止齿轮108的停车锁定杆106以及限制止动板100的转动以固定档位的止动弹片110和滚子112。止动板100用作由致动器42驱动、切换档位的换档装置。轴102、止动板100、杆104、止动弹片110和滚子112用作换档切换机构。此外，编码器46用作按照致动器42的转动量得出计数值的计数装置。

图2示出档位的当前状态为非P档。在该状态下，由于停车锁定杆106不锁定停车锁止齿轮108，因此无法防止车辆驱动轴转动。从该状态开始，致动器42顺时针转动轴102，从而经止动板100在图2中箭头A所示方向上推动杆104，因此由杆104一端上的圆锥部在图2中箭头B所示方向上向上推动停车锁定杆106。随着止动板100的转动，止动弹片110的位于止动板100顶部上凹槽之一中，即位于非P档位置120上的滚子112爬过峰顶122后下落到另一凹槽中，即P档位置124。滚子112在止动弹片110上设置成滚子可在轴向上转动。当止动板100转动到容许滚子112移动到P档位置124的程度时，停车锁定杆106被向上推动到杆106与停车锁止齿轮108啮合的位置。这样，车辆的驱动轴得到机械固定，档位切换到P档。

为了在切换档位时减小作用在包括例如止动板100、止动弹片110和轴102的换档切换机构上的载荷，此实施例的换档控制系统10控制致动器42的转动量，从而P-ECU40减轻在止动弹片110的滚子112爬过峰顶122然后下落时出现的冲击。

图3示出止动板100的结构。在每一凹槽的从该凹槽底部伸长的两表面中，远离峰顶122的那个表面称为“壁”。换句话说，壁处于这样的位置上，在爬过峰顶122的滚子112下落到凹槽底部时如果P-ECU40不进行下文所述的控制，该壁就会冲撞止动弹片110的滚子112。P档位置124的壁称为“P壁”，非P档位置120的壁称为“非P壁”。当滚子112从P档位置124移动到非P档位置120时，P-ECU40控制致动器42，使得非P壁210不冲撞滚子112。具体地说，P-ECU40在一个使非P壁210在即将冲撞滚子112之前停止的位置上停止致动器42的转动。该位置称为“非P目标转动位置”。此外，当滚子112从非P档位置120移动到P档位置124时，P-ECU40控制致动器42，使得P壁200不冲撞滚子112。具体地说，P-ECU40在一个使P壁200在即将冲撞滚子112之前停止的位置上停止致动器42的转动。该位置称为“P目标转动位置”。在P-ECU40对致动器42的控制下，切换档位时作用在包括例如止动板100、止动弹片110和轴102的换档切换机构上的载荷大大减小。由于该载荷减小，该换档切换机构的重量和成本可因此而减小。在本实施例中，下文中描述的控制可进一步减小该换档切换机构的重量和成本。

图4示出一种控制致动器42的方法。致动器42转动止动板100。致动器42的转动受P壁200和非P壁210的限制。在图4中，概念性地示出控制致动器42的转动的P壁200的位置和非P壁210的位置。“P壁位置”与“非P壁位置”之间的区域称为致动器42的“可转动量”。可转动量包括由编码器46的计数值确定的“实际可转动量”和由设计确定的“设计可转动量”。

当致动器42的转动量在P壁位置或非P壁位置与一个与P或非P壁位置相距预定转动量的位置之间的一个区域中时，识别当前档位。根据P锁定位置(下面称为“P锁定确定位置”)和根据P解除位置(下面称为“P解除确定位置”)确定该档位。P壁位置与P锁定确定位置之间的区域和非P壁位置与P解除确定位置之间的区域分别称为档位确定区。具体地说，当由编码器46检测的致动器42的转动量在P壁位置与P锁定确定位置之间的区域中时，确定当前档位为P档。另一方面，如果致动器42的转动量在非P壁位置与P解除确定位置之间的区域中，则确定当前档位为非P档。此外，如果致动器42的转动量在P锁定确定位置与P解除确定位置之间区域中，则确定档位不定或正在切换档位。上述确定(判定)由P-ECU40作出。

P目标转动位置设定在P壁位置与P锁定确定位置之间。P目标转动位置与在非P档切换到P档时使P壁不冲撞止动弹片110的滚子112的位置对应，并设定成距离P壁位置有预定余量(裕度)。这一余量的设定考虑到由例如时效(长期)变化造成的游隙。这样，该时效变化可被吸收，直到该系统使用到一定次数，并且可防止档位切换时P壁200冲撞滚子112。

同样，非P目标转动位置设定在非P壁位置与P解除确定位置之间。非P目标转动位置与在P档切换到非P档时使非P壁210不冲撞止动弹片110的滚子112的位置对应，并设定成距离非P壁位置有预定余量。这一余量的设定考虑到由例如时效变化造成的游隙。这样，该时效变化可被吸收，直到该系统使用到一定次数，并且可防止档位切换时非P壁210冲撞滚子112。离非P壁位置的余量与离P壁位置的余量不必相等，可视例如止动板100的形状的不同而不同。

以上在检测到P壁位置和非P壁位置的前提下说明了致动器42的控制方法。P壁位置和非P壁位置各用作界定用来确定档位的区域和确定P档位置124或非P档位置120的目标转动位置的基准位置。下面说明一种使用检测相对位置信息的编码器46来控制致动器42的位置的方法，确切说一种检测用作基准位置的壁位置的方法。

P-ECU40或V-ECU30存储上次切断车辆电源开关28时选择的档位。然后当接通车辆电源开关28时，P-ECU40将所存储的档位设为当前档位。用壁位置检测控制检测当前档位的壁位置。如果没有存储上次档位，V-ECU30根据车速确定(判定)当前档位。具体地说，如果车速为最多3km/h的低速，V-ECU30确定当前档位为P档，如果车速为比3km/h高的中速-高速，V-ECU30确定当前档位为非P档。如果未存储上次档位且车速为中速-高速，该状态与车辆行驶时瞬时切断电源、当前档位的数据丢失的状态对应。但是，在大多数情况下，确定车辆电源开关28接通时车速为低速，从而确定当前档位为P档。

图5A示出一种检测P壁位置的控制方法。P-ECU40用作转动致动器42的转动控制装置以及设定致动器42的P壁位置即基准位置的位置设定装置。按照检测P壁位置的该控制方法，致动器42顺时针即沿P壁200向止动弹片110的滚子112移动、使P壁200接触滚子112的方向转动止动板100。在P档位置上的P壁200用作限制致动器42顺时针转动的限制装置。P壁200可与止动弹片110和滚子112配合构成该限制装置。在图5A中，箭头F1表示致动器42的转动力，箭头F2表示止动弹片110的弹力，箭头F3表示杆104的回推力。虚线表示止动板100′在P壁200与滚子112相互接触时的位置。因此对止动板100′的位置检测相应于对P壁200的位置检测。

即使在P壁200与滚子112相互接触后，止动板100也由致动器42的转动力F1从虚线所示位置克服止动弹片110的弹力顺时针转动。因此，止动弹片110弯曲以提高弹力F2和杆104的回推力F3。当转动力F1与弹力F2和回推力F3平衡时，止动板100停止转动。

根据由编码器46得出的计数值的状态来确定(判定)止动板100是否停止转动。如果编码器46的计数值的最小值或最大值在一预定时期中保持不变，P-ECU40确定止动板100和致动器42的转动停止。监控最大计数值还是最小计数值决定于编码器46。无论何种情况，最大值或最小值在一预定时期中保持不变就意味着止动板100停止转动，从而静止不动。

P-ECU40检测止动板100停止时的位置，以将该位置用作“临时P壁位置”，并计算止动弹片110的弯曲量或弯曲角。使用预先存储在P-ECU40中的表示弯曲量或弯曲角与施加在致动器42上的电压之间的关系的图计算弯曲量或弯曲角。从该图中，P-ECU40在检测临时P壁位置时计算与施加在致动器42上的电压对应的弯曲量或弯曲角。该图可使用电池电压而不是施加在致动器42上的电压。电池电压由P-ECU40监控，很容易被检测。此时，该图的制备考虑进了由从电池到致动器42的电气配线造成的电压降。P-ECU40用该图用计算的弯曲量或弯曲角对临时P壁位置进行映射校正(mapping correction)，最终将经映射校正的位置确认为P壁位置。确认P壁位置后可设定P锁定确定位置和P目标转动位置。也可不使用示出弯曲量或弯曲角与电压之间的关系的该图，而使用示出弯曲量或弯曲角与致动器42的输出转矩之间的关系的图。此外，也可不用该图进行计算，而使用传感器检测用来检测壁位置的弯曲量或弯曲角。

图5B示出一种检测非P壁位置的控制方法。P-ECU40用作转动致动器42的转动控制装置以及设定致动器42的非P壁位置即基准位置的位置设定装置。按照检测非P壁位置的该控制方法，致动器42逆时针即沿非P壁210向止动弹片110的滚子112移动、以使非P壁210接触滚子112的方向转动止动板100。在非P档位置上的非P壁210用作限制致动器42逆时针转动的限制装置。非P壁210可与止动弹片110和滚子112配合构成该限制装置。在图5B中，箭头F1表示致动器42的转动力，箭头F2表示止动弹片110的弹力，箭头F3表示杆104的拉力。虚线表示止动板100＂在非P壁210与滚子112相互接触时的位置。因此，对止动板100＂的位置检测相应于对非P壁210的位置检测。

即使在非P壁210与滚子112相互接触后，止动板100也由致动器42的转动力F1克服止动弹片110的拉力从虚线所示位置逆时针转动。因此，止动弹片110伸长，以提高弹力F2和杆104的拉力F3。当转动力F1与弹力F2和拉力F3平衡时，止动板100停止转动。

根据由编码器46得出的计数值确定止动板100是否停止转动。具体地说，如果编码器46的计数值的最小值或最大值在一预定时期中保持不变，则确定止动板100和致动器42的转动停止。

P-ECU40检测止动板100停止时的位置，以将该位置用作“临时非P壁位置”，并计算止动弹片110的伸长量。使用预先存储在P-ECU40中的表示伸长量与施加在致动器42上的电压之间的关系的图计算伸长量。从该图中，P-ECU40在检测临时非P壁位置时计算与施加在致动器42上的电压对应的伸长量。P-ECU40用该图用计算的伸长量对临时非P壁位置进行映射校正，以最终将经映射校正的位置确认为非P壁位置。确认非P壁位置后可设定P解除确定位置和非P目标转动位置。也可不使用示出伸长量与施加的电压之间的关系的该图，而使用示出伸长量与致动器42的输出转矩之间的关系的图。此外，也可不用该图进行计算，而使用传感器检测用来检测壁位置的伸长量。

这样，在对壁位置检测的控制下，检测出当前档位的壁位置。如果已检测出P壁位置与非P壁位置之间的实际可转动量，可用实际可转动量计算另一档位的壁位置。可用检测档位之一的壁位置的壁位置检测控制、随后用检测另一档位的壁位置的壁位置检测控制来检测实际可转动量，从而测量所检测的两个壁位置之间的区域。P-ECU40存储测得的实际可转动量。一旦得到实际可转动量，已检测出一个档位的壁位置的P-ECU40可将离该档位的壁位置有实际可转动量的位置设为另一档位的壁位置，因此P-ECU40可设定档位确定区和两档位的各自目标转动位置。

从上可知，可在P-ECU40没存储实际可转动量时分别检测P档和非P档的两壁位置。例如，在车辆由工厂交货时或如果P-ECU40中的数据丢失时，检测两壁位置。此外，即使存储了实际可转动量，也可每当进行预定次数的换档或行程(trip)时检测两壁位置。例如，如果档位切换了几万次，由磨损造成的游隙量增加，造成实际可转动量的误差。此时，可重新测量实际可转动量，以检测壁位置，从而解决时效变化的问题。而且，可在每当车辆电源开关28被接通时进行所述检测。或者，在例如在先前行程上出现致动器42的任何异常状态的情况下，可进行壁位置检测控制以计算实际可转动量。

在此，一次行程可称为车辆电源开关28接通时的一次启动和所述开关切断时的终止，或称为车辆实际开动时的一次启动和车辆实际停车时的终止。

图6示出使用存储在先前行程上的数据进行壁位置检测的示例性控制。如果先前行程完成时的档位为P档，首先检测P壁位置，如果已检测了实际可转动量，则不检测非P壁位置。另一方面，如果不知道实际可转动量，则检测非P壁位置。当驾驶员指令将档位切换到非P档时检测非P壁位置。此时，P-ECU40将档位切换到非P档，使非P壁210接触止动弹片110的滚子112，以检测非P壁位置。检测两壁位置后，P-ECU40测量实际可转动量并将其存储。

如果先前行程完成时的档位为非P档，首先检测非P壁位置，如果已检测了实际可转动量，则不检测P壁位置。另一方面，如果不知道实际可转动量，则检测P壁位置。当驾驶员指令将档位切换到P档时检测P壁位置。P-ECU40将档位切换到P档，使P壁200接触止动弹片110的滚子112，以检测P壁位置。检测两壁位置后，P-ECU40测量并存储实际可转动量。

如果先前行程完成时的档位未知，V-ECU30根据车速确定当前档位，以向P-ECU40发出检测壁位置的指令。当从该指令得知当前档位设为P档时，P-ECU40首先检测P壁位置，然后响应驾驶员发出的换档指令检测非P壁位置。另一方面，如果从该指令得知当前档位设为非P档，P-ECU40首先检测非P壁位置，然后响应驾驶员发出的换档指令检测P壁位置。

图7示出计算致动器42的目标转动位置的示例性方法。图7中的示例假设编码器46的计数值随着致动器从P壁位置向非P壁位置转动而向上计数。如果已检测了P壁位置、非P壁位置和实际可转动量，则P目标转动位置设为(P壁位置+余量)，非P目标转动位置设为(非P壁位置-余量)。

如果已检测了P壁位置、非P壁位置未知且已检测了实际可转动量，则P目标转动位置设为(P壁位置+余量)，非P目标转动位置设为(P壁位置+实际可转动量-余量)。如果实际可转动量未知，则P目标转动位置设为(P壁位置+余量)，非P目标转动位置设为(P壁位置+设计可转动量)。在此，设计可转动量设为计及余量的一定值。

如果P壁位置未知、非P壁位置已被检测且实际可转动量已被检测，则P目标转动位置设为(非P壁位置-实际可转动量+余量)，非P目标转动位置设为(非P壁位置-余量)。如果实际可转动量未知，则P目标转动位置设为(非P壁位置-设计可转动量)，非P目标转动位置设为(非P壁位置-余量)。

按照另一实施例，编码器46的计数值可随着致动器从非P壁位置向P壁位置转动而向上计数。此时，如果已检测了非P壁位置、P壁位置和实际可转动量，则非P目标转动位置设为(非P壁位置+余量)，P目标转动位置设为(P壁位置-余量)。

如果已检测了非P壁位置、P壁位置未知和已检测了实际可转动量，则非P目标转动位置设为(非P壁位置+余量)，P目标转动位置设为(非P壁位置+实际可转动量-余量)。如果实际可转动量未知，则非P目标转动位置设为(非P壁位置+余量)，P目标转动位置设为(非P壁位置+设计可转动量)。

如果非P壁位置未知、已检测了P壁位置和已检测实际可转动量，则非P目标转动位置设为(P壁位置-实际可转动量+余量)，P目标转动位置设为(P壁位置-余量)。如果实际可转动量未知，则非P目标转动位置设为(P壁位置-设计可转动量)，P目标转动位置设为(P壁位置-余量)。

图8示出加到致动器42上的每一激励指令脉冲的波形。当正常切换档位时，加到致动器42上的激励指令脉冲信号的周期长而高。当控制壁位置检测时，加到致动器42上的激励指令脉冲信号使得致动器42单位时间的输出在检测壁位置时比在正常切换档位时要小。具体地说，加到致动器42上的激励指令脉冲的接通宽度减小。通过在控制壁位置检测时降低致动器42的转速，可减小壁与滚子112之间的冲击。

图9示出用第一实施例中的换档控制系统10检测基准位置的一种方法的流程图。在该流程图中，假设电源接通时的档位为P档。首先，驾驶员接通车辆电源开关28向换档控制系统10供电(S10)。随后，对电机即致动器42进行例如励磁相匹配来执行初期驱动控制(S12)。通过执行初期驱动控制可恰当地控制致动器42的转动。在档位为P档的条件下，确定致动器42使壁冲撞滚子的转动方向(S14)。具体地说，所确定的致动器42的转动方向为可使P壁200冲撞止动弹片110的滚子112的方向。

根据编码器46的计数值的状态，对P壁位置的检测进行控制，以检测临时P壁位置(S16)。用图校正临时P壁位置(S18)，将经校正的位置确认为P壁位置(S20)。如果存储了实际可转动量(步骤S22中为“是”)，用(P壁位置+实际可转动量)算出非P壁位置(S24)，并确认非P壁位置(S26)。在步骤S24中，尽管在编码器46的计数值随着致动器从P壁位置向非P壁位置转动而向上计数的前提下计算非P壁位置，但计数值也可随着致动器从非P壁位置向P壁位置转动而向上计数。在后一种情况下，用(P壁位置-实际可转动量)计算非P壁位置。

如果未存储实际可转动量(步骤S22中为“否”)，确定驾驶员是否发出将档位切换到非P档的指令(S28)。如果无切换指令(S28中为“否”)继续监控切换指令。如果发出切换指令(S28中为“是”)，则从P档切换到非P档(S30)。

图10示出对图9步骤S30中向非P档切换进行控制的流程图。首先判定是否已确认了非P壁位置(S50)。如已确认(S50中为“是”)，将非P目标转动位置设为非P壁位置之前的位置(S52)，致动器42转动到非P目标转动位置。这样，可将档位切换到非P档而不造成非P壁210接触止动弹片110的滚子112。

如果未确认非P壁位置(S50中为“否”)，将非P目标转动位置设为向着非P壁位置距离P壁位置有预定转动量的位置(S54)。可用设计可转动量设定非P目标转动位置。然后，致动器42转动到非P目标转动位置(S56)。

回到图9，S30中的切换控制完成后，判定是否未确认非P壁位置或是否行程做了预定次数(S32)。如果已确认了非P壁位置和行程未到预定次数(S32中为“否”)，该流程结束。如果未确认非P壁位置或行程已到了预定次数(S32中为“是”)，则根据编码器46的计数值的状态检测非P壁位置，以检测临时非P壁位置(S34)。用所述图校正临时非P壁位置(S36)，将经校正的壁位置确认为非P壁位置(S38)。此时，由P壁位置和非P壁位置测量实际可转动量。将实际可转动量存储在P-ECU40中，以用于在后续的行程上设定壁位置。

在上文中结合第一实施例描述了本发明。然而，本发明不局限于所述实施例而且其各种修正都可有效地作为本发明的实施例。例如，尽管上述止动板100有两个档位即P档和非P档，但止动板也可有多个档位，如D档和R档。如果止动板有三个或更多档位，可将与最外部档位位置对应的各壁位置分别设为基准位置，从而正确控制档位的切换。

因此本发明可提供换档控制系统和换档控制方法，所述系统和方法减小了在切换档位时施加在换档切换机构上的负荷。

第二实施例

根据如上所述的第一实施例，换档控制系统10转动致动器42以使止动板100的壁与止动弹片110的滚子112相互接触。之后检测接触位置以便检测与档位的基准位置相对应的止动板100的壁位置。因此可将所述壁位置设定为致动器42的基准位置以便即使当使用仅可检测相对位置信息的编码器46时也可适当地控制致动器42的转动。换句话说，在无需使用空档起动开关等的情况下，也可适当地切换档位。在此，在通过上述方法切换档位时，(1)控制致动器42的转动直到致动器到达使得切换档位的位置，以及(2)为了提高耐久性，在切换档位时在止动板100的壁冲撞滚子之前停止致动器42的转动。为了满足条件(1)和(2)，必须要了解(学习)致动器42在切换档位中的实际可转动量。

当检测P壁位置时，止动弹片110收缩。相反，当检测非P壁位置时，止动弹片110被拉出。之后，当检测壁位置时，在为检测开始时设定的初期档位检测壁位置的情况与在为与该初期档位不同的档位检测壁位置的情况之间出现弹片变形方面的差异。因此，实际可转动量可能根据检测开始时设定的档位而改变。第二实施例解决了该问题。应该注意的是，对于第二实施例的图1-10的描述与对于第一实施例的描述相同，因此这里将不再重复其描述。

图11示出正时图的示例，示出在通过使初期位于非P档位置的滚子冲撞P壁而检测壁位置时编码器46的计数数的变化。在图11的正时图中，水平轴表示时间，垂直轴表示编码器46的计数数。在这种情况下，编码器46的计数数的最大值对应于滚子112与止动板100的非P壁210相接触的非P壁位置。另一方面，编码器46的计数数的最小值对应于滚子112与止动板100的P壁200相接触的P壁位置。参照图11，当使初期位于非P档位置的滚子冲撞P壁时，滚子112与止动板100的非P壁210的接触导致止动弹片110的弯曲，从而导致止动弹片110的收缩。这是由于初期位于非P档位置的滚子冲撞P壁时的大转动力而引起的。具体地说，假设用于使初期位于非P档位置的滚子接触并冲撞P壁的转动力除致动器42的输出转矩之外还包括当滚子爬过止动板100的峰顶122之后落到凹槽中时所产生的冲击力。因此，可能错误地了解(学习)P壁位置。对P壁位置的错误了解导致目标转动位置和实际可转动量的误差，因此当正常切换档位时滚子可冲撞止动板100的壁。换句话说，增加了止动板100上的负荷。因此，优选通过冲撞初期处于P档位置中而不是非P档位置的滚子而检测P壁位置。

例如，如果当前档位是未知的并且要通过使初期位于非P档位置的滚子冲撞P壁的壁冲撞学习来检测P壁位置，可出现如上所述的对于P壁位置的错误了解。因此，可能错误地了解实际可转动量。因此，在该实施例中，在当前档位是未知的时，在第二次行程上再次检测实际可转动量，如下面具体描述的。

假设除非切换档位到P档，否则P-ECU40或车辆的电源不能被切断。还假设当车辆电源开关28被接通以开始向换档控制系统10供电时，即，当为第一次行程接通电源时，存储在P-ECU40的内部存储器(未示出)中的当前档位是未知的。在这种情况下，当将档位切换到P档以切断电源的使用者随后接通电源(第二次行程)时，档位不可避免地被切换到P档。因此，可通过使初期位于非P档位置的滚子冲撞P壁所进行的壁冲撞学习再次检测P壁位置。

“当前档位是未知的”的状态例如包括由电池的初始化导致存储在P-ECU40的内部存储器中的当前档位被擦除的状态。

参照图12A和12B的流程图，将给出一种程序的说明，即，如果在为第一次行程接通电源时，当前档位未知，则响应于第二次行程接通电源来检测实际可转动量。

在S100中，响应于车辆电源开关28的使用者的操作，车辆被接通电源，也就是说，开始向换档控制系统10供应电力。

在S102中，P-ECU40基于先前行程上存储在内部存储器中的档位确定当前档位。此时，例如由于电池的初始化而导致当前档位是未知的。因此，P-ECU40等待直到从V-ECU30发出切换要求。V-ECU30从车速确定当前档位。具体地说，如果车速例如为3km/小时或更低，则V-ECU30确定(判定)当前档位为P档。之后，V-ECU30向P-ECU40发出表示P档的切换要求的信号。P-ECU40的内部存储器包括可再写性非易失性存储器。非易失性存储器例如为SRAM(静态随机存取存储器)。

如果车速例如高于3km/小时，则V-ECU30确定当前档位为非P档。如果由于车辆行驶时的某些原因导致电源被切断之后再次接通，则会发生所述情况。在这种情况下，V-ECU30向P-ECU40发出表示非P档的切换要求的信号。

在S104中，P-ECU40判定是否从V-ECU30发出表示切换要求的信号。如果发出档位切换要求(S104中为“是”)，该程序前进到S106。如果不是(S104中为“否”)，程序返回到S102。

在S106中，如果从V-ECU30发出档位切换要求，则P-ECU40然后执行初期驱动操作，也就是说，在编码器46中，进行转子相位和激励相位的匹配(一致)操作。

在S108中，对于由V-ECU30要求切换的档位，P-ECU40通过壁冲撞学习来检测壁位置。具体地说，如果V-ECU30基于车速判定当前档位为P档，V-ECU30向P-ECU40发出表示P档的切换要求的信号。在当前档位为P档的条件下，P-ECU40通过使初期位于P档位置的滚子冲撞P壁而执行壁冲撞学习。如果V-ECU30判定当前档位为非P档，P-ECU40同样通过使初期位于非P档位置的滚子冲撞非P壁而执行壁冲撞学习。

在S110中，在检测壁位置之后，P-ECU40将致动器42驱动到距离所述壁位置一定余量的位置之后切断对致动器42的激励。具体地说，P-ECU40基于所检测的壁位置计算目标转动位置。之后P-ECU40驱动致动器42以转动止动板100从而将滚子112设定在所计算的目标转动位置。

在S112中，P-ECU40等待直到从使用者给出档位切换信号。

在S114中，P-ECU40判定是否从使用者给出档位切换信号。如果从使用者发出切换要求(S114中为“是”)，程序前进到S115。如果不是(S114中为“否”)，程序前进到S124。

在S115中，如果从使用者给出档位切换要求，P-ECU40允许致动器42沿所要求档位的方向转动一预定转动量。在此，预定转动量被限定成滚子不会冲撞与所要求档位对应的壁。换句话说，预定转动量可以是到达与基于设计可转动量所计算的所要求档位相对应的目标转动位置的转动量。

在S116中，P-ECU40判定内部存储器是否存储有实际可转动量。如果内部存储器中存储有实际可转动量(S116中为“是”)，程序前进到S124。如果不是(S116中为“否”)，程序前进到S118。

在S118中，P-ECU40通过由V-ECU30要求切换的档位的壁冲撞学习来检测壁位置。具体地说，如果使用者发出将档位切换到非P档的要求，P-ECU40转动致动器42以将档位从P档切换到非P档。之后，P-ECU40检测非P壁位置。

在S120中，P-ECU40基于在S108中检测的壁位置和在S118中检测的壁位置计算实际可转动量。之后，P-ECU40将所计算的实际可转动量存储在内部存储器中。

在S122中，在检测壁位置之后，P-ECU40将致动器42驱动到距离所述壁位置一定余量的位置之后切断对致动器42的激励。具体地说，P-ECU40基于所检测的壁位置计算目标转动位置。之后P-ECU40驱动致动器42以转动止动板100从而将滚子112设定在所计算的目标转动位置。

在S124中，响应于车辆电源开关28的使用者的操作，接收切断电源的要求。

在S126中，P-ECU40判定当前档位是否为P档。如果当前档位是P档(S126中为“是”)，程序前进到S128。如果不是(S126中为“否”)，程序返回到S112。

在S128中，如果P-ECU40判定当前档位为P档，V-ECU允许切断电源。因此V-ECU30切断车辆的电源。将档位存储在P-ECU40的内部存储器中的操作不局限于具体的一种，每当从使用者接收了切换要求信号或者在切断电源时都可存储档位。

在S130中，响应于车辆电源开关28的使用者的操作，第二次为车辆接通电源。

在S132中，在该第二次行程上，由于先前行程上存储了档位，因此跳过初期等待操作直到从V-ECU30给出切换要求。在这种情况下，由于除非在先前行程结束时档位被切换到P档否则不能切断电源，因此在第二次行程时存储在P-ECU40的内部存储器中的档位是P档。

在S134中，在编码器46中，在转子相位和激励相位之间执行初期驱动操作，即，匹配操作。

在S136中，P-ECU40基于先前行程上存储的档位通过壁冲撞学习来检测壁位置。具体地说，P-ECU40通过使初期位于P档位置的滚子冲撞P壁来检测P壁位置。

在S138中，在检测P壁位置之后，P-ECU40计算距离P壁位置一定余量的P目标转动位置。之后，P-ECU40驱动致动器42以将滚子112设定在所计算的P目标转动位置。之后，P-ECU40切断对致动器42的激励。

在S140中，P-ECU40判定是否从使用者发出档位切换要求。如果从使用者发出档位切换要求(S140中为“是”)，程序前进到S142。如果不是(S140中为“否”)，P-ECU40等待直到从使用者给出档位切换要求。

在S142中，在使用者发出档位切换要求时，P-ECU40沿非P档的方向转动致动器42一预定转动量。所述预定转动量是允许滚子不冲撞非P壁的转动量。在此，所述预定转动量可以是到达根据在第一次行程上确定的实际可转动量算出的非P目标转动位置的转动量，或者可以是到达根据设计可转动量算出的非P目标转动位置的转动量。

在S144中，P-ECU40通过使初期位于非P档位置的滚子冲撞非P壁而执行壁冲撞学习。换句话说，P-ECU40检测非P壁位置。

在S146中，基于所检测的P壁位置和非P壁位置，计算并存储实际可转动量。

在S148中，在检测非P壁位置之后，P-ECU40计算距离非P壁位置一定余量的非P目标转动位置。之后，P-ECU40驱动致动器42以将滚子112设定在所计算的非P目标转动位置。之后，P-ECU40切断对致动器42的激励。

参照图13A-13D中的各个正时图，将根据以上所述的结构和流程详细描述换档控制系统10的操作。

图13A示出表示输送给P-ECU40的切换要求的信号。根据来自于使用者的指令或者来自于V-ECU30的指令，切换要求信号被传输到P-ECU40。如果没有切换要求信号被传输，切换要求信号是未知的。图13B示出控制模式的变化。所述控制模式包括接通电源时的至少一个模式和用于检测非P壁位置的控制模式。图13C示出由编码器46得出的计数数的变化，而图13D示出当前档位。

参照图13B，当使用者通过车辆电源开关28接通电源时(S100)，由于存储在内部存储器中的档位是未知的，P-ECU40执行初期等待操作直到从V-ECU30给出切换要求(S102)。由于车辆停车，因此V-ECU30判定当前档位为P档。参照图13A，P-ECU40从V-ECU30接收P档的切换要求(S104中为“是”)。在编码器46中，进行转子相位和激励相位的匹配操作(S106)。参照图13C，P-ECU40通过使初期位于P档位置的滚子冲撞P壁而执行壁冲撞学习(S108)。在检测P壁位置之后，P-ECU40转动致动器42直到滚子112到达位于向非P档位置远离P壁位置一预定余量的P目标转动位置(S110)。此时，P-ECU40等待直到从使用者接收切换要求(S112)。再次参照图13A，当从使用者给出向非P档的切换要求(S114中为“是”)时，切换档位(S115)。如果未存储有实际可转动量(S116中为“是”)，再参照图13B，模式进入用于非P档的壁冲撞学习的控制模式(S118)。在检测用于非P档的壁位置之后，P-ECU40基于用于P档的壁位置和用于非P档的壁位置计算实际可转动量。之后，P-ECU40将所计算的可转动量存储在内部存储器中(S120)。再次参照图13C，P-ECU40转动致动器42直到滚子112到达向P档位置远离非P壁位置一预定余量的非P目标转动位置(S122)。当从使用者接收到切断电源的要求(S124)时，如果当前档位是非P档(S126中为“否”)，P-ECU40等待来自于使用者的档位切换要求(S112)。再次参照图13A，根据来自于使用者的向P档的切换要求(S114中为“是”)，由于存储有实际可转动量(S116中为“是”)，因此在接收来自于使用者的切断电源的要求时如果当前档位是P档(S126中为“是”)，则V-ECU30切断电源(S128)。

再次参照图13B，根据来自于使用者的接通电源的要求，第二次接通电源(S130)。由于前次档位被存储在内部存储器中，因此P-ECU40跳过初期等待操作(S132)。之后，在编码器46中，进行转子相位和激励相位的匹配操作(S134)。返回来参照图13C，由于当前档位是P档，因此P-ECU40通过使滚子冲撞P壁的壁冲撞学习来检测P壁位置(S136)。在检测P壁位置之后，P-ECU40转动致动器42直到滚子112到达P目标转动位置(S138)。再次参照图13A，当从使用者发出向非P档的切换要求(S140中为“是”)时，P-ECU40切换档位(S142)。之后参照图13B，在非P档中，检测非P壁位置(S144)。在检测非P壁位置之后，P-ECU40基于P壁位置和非P壁位置计算致动器42的实际可转动量以将所述量存储在内部存储器中(S146)并且转动致动器42直到滚子112到达非P目标转动位置(S148)。

之后，根据来自于使用者的P档切换要求，P-ECU40切换档位，并且在档位为P档时在由使用者作出切断电源的要求时，V-ECU30切断电源。

因此，当使用者第三次接通电源时，当前档位和可转动量被存储在P-ECU40的内部存储器中。再次参照图13B，如果在了解P壁位置之后从使用者发出切换要求，在未检测非P壁位置的同时切换档位。

假设在电池的初始化之后第二次接通电源(第二次行程)时所述档位是除P档以外的任意一个档位。在车辆行驶时由于致动器42的任何异常或者甚至致动器正常时的任何原因而切断电源并再次接通时会发生这种情况。在这种情况下，P-ECU40检测两个壁位置并且计算目标转动位置和下一行程的实际可转动量。

如上所述，本发明该实施例的换档控制系统10不需要空档开关并且具有以下作用。为了切断换档控制系统10的电源，必须将档位切换到P档。因此，当再次接通电源时，档位肯定为P档。此时，由于在档位为P档时检测P壁位置，因此致动器42的转动力小于在通过使初期位于非P档位置的滚子冲撞P壁而检测P壁位置时的致动器42的转动力。因此，避免或减少了止动弹片110的变形。由于避免或减少了止动弹片110的变形，因此精确地检测P档的基准位置，并且基于该P壁位置精确地了解实际可转动量、P目标转动位置和非P目标转动位置。而且，档位的精确切换提高了换档切换机构48的耐久性。

尽管已描述并详细示出本发明，但是应该清楚理解的是，本发明是仅通过说明和示例示出的，并且不是限制性的，本发明的精神和保护范围仅由所附权利要求的项目限定。

Claims (30)

1.一种具有多个相继档位并且通过致动器(42)切换所述多个相继档位中的档位的换档控制系统(10)，它包括：

由所述致动器(42)驱动的用于切换档位的换档装置(100)；

用于转动所述致动器(42)的转动控制装置；以及

用于根据所述致动器(42)的相对转动量得出计数值的计数装置(46)；

其特征在于，所述换档控制系统(10)还包括：

用于在所述多个相继档位中的端级档位中限制所述致动器(42)的沿不存在相邻档位的方向的转动的限制装置(110)；以及

位置设定装置，该位置设定装置用于在由所述转动控制装置沿所述致动器(42)在所述端级档位中的转动受所述限制装置(110)限制的方向转动所述致动器(42)时，基于由所述计数装置(46)得出的所述计数值的状态来设定所述致动器(42)的与所述端级档位对应的基准位置。

2.根据权利要求1所述的换档控制系统(10)，其中，

所述位置设定装置包括基准位置设定装置，该基准位置设定装置用于通过检测由所述计数装置(46)得出的所述计数值处于其中所述计数值的最小值或者最大值在一预定时期中保持不变的状态来设定所述致动器(42)的基准位置。

3.根据权利要求2所述的换档控制系统(10)，其中，

所述基准位置设定装置用于基于所述致动器(42)在所述端级档位和与所述端级档位不同的另一档位之间的可转动量来设定所述致动器(42)的与所述另一档位对应的基准位置。

4.根据权利要求2所述的换档控制系统(10)，其中，

所述基准位置设定装置用于在所述换档装置(100)将所述端级档位切换到另一档位时设定所述致动器(42)的与所述另一档位对应的基准位置。

5.根据权利要求4所述的换档控制系统(10)，其中，

所述位置设定装置包括检测装置，该检测装置用于基于与所述端级档位对应的基准位置和与所述另一档位对应的基准位置来检测所述致动器(42)的可转动量。

6.根据权利要求2所述的换档控制系统(10)，其中，

所述基准位置设定装置用于在一预定正时设定所述致动器(42)的与另一档位对应的基准位置，以便补正由所述换档装置(100)或所述限制装置(110)的时效变化造成的游隙。

7.根据权利要求6所述的换档控制系统(10)，其中，

所述位置设定装置包括检测装置，该检测装置用于基于与所述端级档位对应的基准位置和与另一档位对应的基准位置来检测所述致动器(42)的可转动量。

8.根据权利要求1所述的换档控制系统(10)，其中，

所述位置设定装置包括基准位置设定装置，该基准位置设定装置用于基于所述致动器(42)在所述端级档位和与所述端级档位不同的另一档位之间的可转动量来设定所述致动器(42)的与所述另一档位对应的基准位置。

9.根据权利要求1所述的换档控制系统(10)，其中，

所述位置设定装置包括基准位置设定装置，该基准位置设定装置用于在所述换档装置(100)将所述端级档位切换到另一档位时来设定所述致动器(42)的与所述另一档位对应的基准位置。

10.根据权利要求9所述的换档控制系统(10)，其中，

所述位置设定装置包括检测装置，该检测装置用于基于与所述端级档位对应的基准位置和与另一档位对应的基准位置来检测所述致动器(42)的可转动量。

11.根据权利要求1所述的换档控制系统(10)，其中，

所述位置设定装置包括基准位置设定装置，该基准位置设定装置用于在一预定正时设定所述致动器(42)的与另一档位对应的基准位置，以便补正由所述换档装置(100)或所述限制装置(110)的时效变化造成的游隙。

12.根据权利要求11所述的换档控制系统(10)，其中，

所述位置设定装置包括检测装置，该检测装置用于基于与所述端级档位对应的基准位置和与另一档位对应的基准位置来检测所述致动器(42)的可转动量。

13.根据权利要求1-12中任一项所述的换档控制系统(10)，其中，

所述转动控制装置包括用于使得为设定所述致动器(42)的基准位置而被驱动的所述致动器(42)的单位时间输出比为切换档位而被驱动的所述致动器(42)的单位时间输出小的装置。

14.根据权利要求1-12中任一项所述的换档控制系统(10)，其中，

所述位置设定装置包括设定装置，该设定装置用于基于所述基准位置在所述基准位置被设定的档位中设定所述致动器(42)的在切换档位时要达到的目标转动位置。

15.根据权利要求14所述的换档控制系统(10)，其中，

所述转动控制装置包括调节装置，该调节装置用于在切换档位时通过转动所述致动器(42)而驱动所述换档装置(100)来调节所述致动器(42)的转动量，以使所述致动器(42)达到所述目标转动位置。

16.一种通过致动器(42)切换多个相继档位中的档位的换档控制方法，其特征在于，它包括以下步骤：

通过所述致动器(42)转动用于切换档位的换档装置(100)；

通过用于在所述多个相继档位中的端级档位中限制所述致动器(42)的沿不存在相邻档位的方向的转动的限制装置(110)停止所述致动器(42)的转动；

基于实现停止的位置检测与所述端级档位对应的基准位置；以及

基于所述基准位置确定通过所述致动器(42)切换档位时的目标转动位置。

17.一种安装在车辆的自动变速器的档位切换装置，它包括：

用于通过转动致动器(42)将换档位置切换到多个相继换档位置中的一个换档位置的换档装置(100)；

用于存储通过所述换档装置(100)的切换而达到的所述一个换档位置的存储装置；以及

用于控制所述致动器(42)的转动的转动控制装置，

其特征在于，所述档位切换装置还包括用于在与所述多个相继换档位置中的一个端级换档位置对应的第一换档位置中限制所述致动器(42)的沿不存在相邻档位的方向的转动的第一限制装置，并且

所述转动控制装置包括：

用于将由所述第一限制装置停止所述致动器(42)的转动的位置设定为在所述第一换档位置中的第一基准位置的第一位置设定装置，

用于允许在所述第一换档位置中使得给所述档位切换装置的电力供给被切断的电源控制装置，以及

基准位置再次设定装置，该基准位置再次设定装置用于在电力供给的所述切断之后再次开始电力供给时，在存储在所述存储装置中的所述换档位置未知的情况下，再次设定由所述第一位置设定装置设定的所述第一基准位置。

18.根据权利要求17所述的自动变速器的档位切换装置，其中，它还包括用于在与所述多个相继换档位置中的另一个端级换档位置对应的第二换档位置中限制所述致动器(42)的沿不存在相邻档位的方向的转动的第二限制装置，其中，

所述转动控制装置还包括：

第二位置设定装置，该第二位置设定装置用于根据由所述基准位置再次设定装置对所述第一基准位置的再次设定将由所述第二限制装置停止所述致动器(42)的转动的位置设定为在所述第二换档位置中的第二基准位置，以及

活动范围计算装置，该活动范围计算装置用于基于由所述基准位置再次设定装置所再次设定的所述第一基准位置和由所述第二位置设定装置所设定的所述第二基准位置来计算所述致动器(42)的活动范围。

19.根据权利要求18所述的自动变速器的档位切换装置，其中，它还包括用于根据所述致动器(42)的转动量得出计数值的计数装置(46)，其中，

所述第一位置设定装置包括基准位置设定装置，该基准位置设定装置用于通过检测由所述计数装置(46)得出的所述计数值处于其中所述计数值的最小值或者最大值在一预定时期中保持不变的状态来设定所述致动器(42)的所述基准位置。

20.根据权利要求18所述的自动变速器的档位切换装置，其中，

所述第一限制装置包括用于以限制所述致动器(42)沿止动弹片(110)收缩方向转动的方式来限制所述致动器(42)沿所述不存在相邻档位的方向转动的装置，和

所述第二限制装置包括用于以限制所述致动器(42)沿所述止动弹片(110)伸张方向转动的方式来限制所述致动器(42)沿所述不存在相邻档位的方向转动的装置。

21.根据权利要求17所述的自动变速器的档位切换装置，其中，

所述转动控制装置还包括确定装置，该确定装置用于基于由所述基准位置再次设定装置所再次设定的所述第一基准位置来确定在所述致动器(42)将换档位置切换到所述第一换档位置时要达到的第一目标转动位置。

22.根据权利要求21所述的自动变速器的档位切换装置，其中，它还包括用于在与所述多个相继换档位置中的另一个端级换档位置对应的第二换档位置中限制所述致动器(42)的沿不存在相邻档位的方向的转动的第二限制装置，其中，

所述转动控制装置还包括：

第二位置设定装置，该第二位置设定装置用于根据由所述基准位置再次设定装置对所述第一基准位置的再次设定将由所述第二限制装置停止所述致动器(42)的转动的位置设定为在所述第二换档位置中的第二基准位置，以及

确定装置，该确定装置用于基于所述第二基准位置来确定在所述致动器(42)将换档位置切换到所述第二换档位置时要达到的第二目标转动位置。

23.根据权利要求22所述的自动变速器的档位切换装置，其中，它还包括用于根据所述致动器(42)的转动量得出计数值的计数装置(46)，其中，

所述第一位置设定装置包括基准位置设定装置，该基准位置设定装置用于通过检测由所述计数装置(46)得出的所述计数值处于其中所述计数值的最小值或者最大值在一预定时期中保持不变的状态来设定所述致动器(42)的所述基准位置。

24.根据权利要求22所述的自动变速器的档位切换装置，其中，

所述第一限制装置包括用于以限制所述致动器(42)沿止动弹片(110)收缩方向转动的方式来限制所述致动器(42)沿所述不存在相邻档位的方向转动的装置，和

所述第二限制装置包括用于以限制所述致动器(42)沿所述止动弹片(110)伸张方向转动的方式来限制所述致动器(42)沿所述不存在相邻档位的方向转动的装置。

25.根据权利要求21所述的自动变速器的档位切换装置，其中，它还包括用于根据所述致动器(42)的转动量得出计数值的计数装置(46)，其中，

所述第一位置设定装置包括基准位置设定装置，该基准位置设定装置用于通过检测由所述计数装置(46)得出的所述计数值处于其中所述计数值的最小值或者最大值在一预定时期中保持不变的状态来设定所述致动器(42)的所述基准位置。

26.根据权利要求21所述的自动变速器的档位切换装置，其中，

所述第一限制装置包括用于以限制所述致动器(42)沿止动弹片(110)收缩方向转动的方式来限制所述致动器(42)沿所述不存在相邻档位的方向转动的限制装置。

27.根据权利要求17所述的自动变速器的档位切换装置，其中，它还包括用于根据所述致动器(42)的转动量得出计数值的计数装置(46)，其中，

所述第一位置设定装置包括基准位置设定装置，该基准位置设定装置用于通过检测由所述计数装置(46)得出的所述计数值处于其中所述计数值的最小值或者最大值在一预定时期中保持不变的状态来设定所述致动器(42)的所述基准位置。

28.根据权利要求17所述的自动变速器的档位切换装置，其中，

所述第一限制装置包括用于以限制所述致动器(42)沿止动弹片(110)收缩方向转动的方式来限制所述致动器(42)沿所述不存在相邻档位的方向转动的限制装置。

29.根据权利要求17-28中任一项所述的自动变速器的档位切换装置，其中，所述第一换档位置是通过驱动所述致动器(42)而使得停车机构工作的P档。

30.根据权利要求18-20和22-24中任一项所述的自动变速器的档位切换装置，其中，所述第二换档位置是抑制所述停车机构工作的非P档。

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