CN102834652B - 自动变速器的换档范围切换装置 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种能够使换档控制机构的耐久性与以往相比提高的自动变速器的换档范围切换装置。ECU在自动变速器切换到预定的换档范围的状态下（步骤S1），在使促动器向预定的方向旋转后（步骤S2），使促动器的通电断开（步骤S3），基于促动器的通电断开时由编码器所计数的计数值的变动（步骤S4），检测与预定的换档范围对应的促动器的基准位置（步骤S5）。
Description
技术领域
本发明涉及自动变速器的换档范围(shift range)切换装置。
背景技术
近年来，在以往的自动变速器的换档范围切换装置中，作为棘爪杆(detent lever)的驱动形态，除了被称为直接操作方式的形态之外，还已知使用如下形态的被称为所谓线控换档(shift-by-wire)方式的技术：通过传感器、开关等来检测驾驶员对换档杆的操作，并根据表示该检测到的操作的换档范围信号利用促动器来适当驱动棘爪杆(例如，参照专利文献1)。
该专利文献1所公开的自动变速器的换档范围切换装置具有换档控制机构，该换档控制机构具有：通过促动器而旋转的轴；伴随轴的旋转而旋转的棘爪板；伴随棘爪杆的旋转进行动作的驻车杆；固定于自动变速器的输出轴的驻车齿轮；用于锁定驻车齿轮的驻车锁定杆；和限制棘爪杆的旋转并固定换档范围的棘爪簧。
该专利文献1所公开的换档控制机构，在棘爪杆的外周分别形成与驻车状态和驻车解除状态对应的齿根，在一个棘爪簧上设置有辊。该辊通过沿着伴随促动器的旋转而旋转的棘爪杆的外周移动而嵌入任一方的齿根，从而切换至驻车状态和驻车解除状态中任一方。通过这样的结构，专利文献1所公开的自动变速器的换档范围切换装置，至少能够切换到驻车范围和驻车范围以外的换档范围。
在此，专利文献1所公开的自动变速器的换档范围切换装置，通过将形成齿根的旋转方向一侧的壁不与辊冲撞的位置设定为目标旋转位置，控制促动器的旋转，从而降低施加于换档控制机构的负荷。
该目标旋转位置是换档范围切换时使促动器旋转的目标位置，相对于辊抵接于壁的基准位置，基于考虑了从促动器到棘爪杆的间隙的余裕来确定。因此，若没有正确地检测基准位置，则无法适当确定目标旋转位置，由于促动器的旋转动作对换档控制机构施加负荷，换档控制机构的耐久性会下降。
因此，专利文献1所公开的自动变速器的换档范围切换装置，为了正确地检测基准位置，将辊推撞到棘爪杆的壁，直到促动器的旋转力、棘爪簧的复原力和棒的复原力平衡为止，并基于促动器的施加电压和棘爪杆的挠曲量或伸长量之间的关系来检测促动器的基准位置。
现有技术文献
专利文献1：日本特开2005-090575号公报
发明内容
发明要解决的问题
然而，在这样的以往的换档范围切换装置中，存在如下的问题：为了检测促动器的基准位置，将棘爪簧的辊推撞到棘爪杆的壁，直到促动器的旋转力、棘爪簧的复原力和棒的复原力平衡为止，因此会对换档控制机构施加负荷，使换档控制机构的耐久性下降。
本发明是为了解决这样的问题而完成的，其目的在于，提供一种能够使换档控制机构的耐久性与以往相比提高的自动变速器的换档范围切换装置。
用于解决问题的手段
本发明的自动变速器的换档范围切换装置，是使用促动器来切换换档范围的自动变速器的换档范围切换装置，具有：计数单元，根据所述促动器的旋转进行计数；旋转控制单元，控制所述促动器的旋转；限制单元，在预定的换档范围内限制所述促动器向预定的方向的旋转；和基准位置检测单元，检测由所述限制单元所限制的所述促动器的基准位置，所述旋转控制单元，在所述自动变速器被切换到所述预定的换档范围的状态下，在使所述促动器向所述预定的方向旋转之后，使所述促动器的通电断开，所述基准位置检测单元基于所述促动器的通电断开时由所述计数单元所计数的计数值的变动来检测所述基准位置。
通过该结构，由于无需为了检测基准位置而使促动器旋转直到促动器的旋转力和限制单元的复原力平衡为止，所以能够使构成限制单元的换档控制机构的耐久性与以往相比提高。
优选，可以设为，所述旋转控制单元，在所述自动变速器被切换到所述预定的换档范围的状态下，每使所述促动器向所述预定的方向旋转1计数值量时，使所述促动器的通电断开，所述基准位置检测单元，在所述促动器向所述预定的方向旋转时的计数值的变动方向与所述促动器的通电断开时的计数值的变动方向相反的情况下，基于所述促动器向所述预定的方向旋转前的计数值来检测所述基准位置。
通过该结构，为了检测基准位置，将施加于限制单元的负荷抑制在相当于1计数值，因此能够使构成限制单元的换档控制机构的耐久性与以往相比提高。
优选，可以设为，所述换档范围切换装置具有映射存储单元，该映射存储单元存储表示第1计数值与第2计数值的对应的映射，所述第1计数值是与所述促动器从当前位置向所述预定的方向旋转预定计数值量后被断开通电时的返回量相应的值，所述第2计数值是与从所述基准位置到所述当前位置的距离相应的值，所述旋转控制单元，在所述自动变速器被切换到所述预定的换档范围的状态下，使所述促动器从当前位置向所述预定的方向旋转所述预定计数值量，使所述促动器的通电断开，所述基准位置检测单元基于在所述映射上与第1计数值对应的第2计数值和所述当前位置来检测所述基准位置，所述第1计数值是与所述促动器的通电断开时的返回量相应的值。
通过该结构，在不使促动器旋转到促动器的旋转力与限制单元的复原力平衡为止的范围内，能够使促动器仅旋转1次来检测基准位置，因此能够快速地检测基准位置。
优选，可以设为，所述换档范围切换装置还具有对所述映射进行修正的映射修正单元，所述旋转控制单元，在所述自动变速器被切换到所述预定的换档范围的状态下，每使所述促动器向所述预定的方向旋转1计数值量时，使所述促动器的通电断开，所述基准位置检测单元，在所述促动器向所述预定的方向旋转时的计数值的变动方向与所述促动器的通电断开时的计数值的变动方向相反的情况下，基于所述促动器向所述预定的方向旋转前的计数值来检测所述基准位置，当检测出所述基准位置时，所述旋转控制单元使所述促动器从任意的位置向所述预定的方向旋转所述预定计数值量，使所述促动器的通电断开，所述映射修正单元根据第1计数值和第2计数值来修正所述映射，所述第1计数值是与所述促动器的通电断开时的返回量相应的值，所述第2计数值是与从所述基准位置到所述任意的位置的距离相应的值。
通过该结构，能够根据构成限制单元等的构件和构件间的组装的差异(バラツキ)和/或经年变化使映射最佳化。
优选，所述映射修正单元可以在所述促动器处于待机的期间对所述映射进行修正。
通过该结构，在检测基准位置时映射已被确定，因此能够快速地检测基准位置。
发明的效果
根据本发明，能够提供一种能够使换档控制机构的耐久性与以往相比提高的自动变速器的换档范围切换装置。
附图说明
图1是本发明的第1实施方式的车辆的动力传动系的结构图。
图2是表示本发明的第1实施方式的换档范围切换装置的结构的功能框图。
图3是图1所示的换档控制装置的立体图。
图4是图2所示的棘爪杆的外观图。
图5是用于说明图1所示的ECU对促动器的控制方法的概念图。
图6是用于说明由本发明的第1实施方式的换档范围切换装置进行的P壁基准位置检测动作的流程图。
图7是用于说明由本发明的第1实施方式的换档范围切换装置进行的非P壁基准位置检测动作的流程图。
图8是表示由本发明的第2实施方式的换档范围切换装置所参照的映射的概念图。
图9是用于说明由本发明的第2实施方式的换档范围切换装置进行的P壁基准位置检测动作的流程图。
图10是用于说明由本发明的第2实施方式的换档范围切换装置进行的P壁基准位置检测用的映射修正动作的流程图。
具体实施方式
下面，参照附图说明本发明的实施方式。
(第1实施方式)
首先，参照图1说明适用本发明的换档范围切换装置的车辆的动力传动系。
图1表示前置发动机前轮驱动方式的动力传动系。车辆1具有作为驱动源的发动机2、自动变速器3和驱动轮4。
发动机2由汽油发动机、柴油发动机等构成，其运转动作受后述的ECU(Electronic Control Unit：电子控制单元)5控制。
自动变速器3构成为主要包括变矩器6、变速机构部7、液压控制部8等，其变速动作受ECU5控制。
自动变速器3的变速机构部7主要包括多个行星机构、离合器和/或制动器等多个摩擦接合元件、单向离合器等，通过使摩擦接合元件按照由ECU5预先规定的工作表进行接合、分离，从而使所要求的变速档成立。
在液压控制部8中，在液压电路设置有手动阀，确保与前述的各摩擦接合元件相对的液压路径，以分别对应于例如倒车(后退行驶)档位R、空档档位N以及驱动(前进行驶)档位D。具体地说，液压控制部8根据从ECU5输出的换档范围切换要求信号使未图示的驱动机构驱动手动阀，从而形成与各换档范围对应的液压路径。这样，根据从ECU5输出的换档范围切换要求信号，对液压控制部8进行电气控制。
此外，在本实施方式中液压控制部8为具有手动阀的结构，但是也可以不设置手动阀，由ECU5根据换档范围切换要求信号控制设置于液压电路的电磁阀，从而确保与前述的各摩擦接合元件相对的液压路径，以对应于各换档档位。
经由配置于自动变速器3内的差速器19和车轴向驱动轮4传递前进驱动力、后退驱动力，使驱动轮4旋转驱动。
自动变速器3的变速机构部7具有换档控制装置9，该换档控制装置9进行控制以根据后述的换档杆的操作使驻车范围和驻车范围以外的换档范围成立，该换档控制装置9根据从ECU5输出的换档范围切换要求信号来进行电控制。
另外，车辆1作为将所检测到的信号输入ECU5的输入部具有杆位置传感器12和车辆电源开关13，另外，车辆1还具有显示部18，该显示部18作为将基于从ECU5输出的信号的信息输出的输出部。
接着，参照图2，说明本实施方式的换档范围切换装置。
如图2所示，本实施方式的换档范围切换装置10构成为包括换档杆11、杆位置传感器12、车辆电源开关13、ECU(Electronic Control Unit)5、换档控制装置9、显示部18以及液压控制部8。
换档范围切换装置10是根据换档杆11的操作电动地对换档范围进行切换的被称为线控换档方式的结构。具体地说，通过受ECU5控制的换档控制装置9和液压控制部8切换到与换档位置(shift position，变速位置)对应的换档范围。
换档杆11能够从驻车范围(以下，称为“P范围”)、驱动范围(以下，称为“D范围”)、倒退范围(以下，称为“R范围”)和空档范围(以下，称为“N范围”)中选择换档范围。具体地说，换档杆11构成为通过被引导构件引导至与各换档位置对应的位置，并通过该引导构件在各换档位置的位置上保持换档杆11的姿态。此外，以下将D范围、R范围和N范围等P范围以外的换档范围称为“非P范围”。
杆位置传感器12从图中可见由一个传感器构成，但实际上可设置多个，分别设置在与各换档位置对应的位置上。因此，ECU5通过取得各换档位置传感器的检测信号，能够检测由驾驶员操作的换档杆11的换档位置。此外，在本发明中，换档范围切换装置10也可以取代换档杆11和杆位置传感器12而具有P开关和换档开关(shift switch)。另外，换档范围切换装置10也可以通过按钮式的开关仅检测P范围，在该情况下，非P范围以外的换档位置，利用杆位置传感器12检测换档杆11的操作。
车辆电源开关13切换车辆电源的接通/断开。车辆电源开关13例如由点火开关构成。换档范围切换装置10通过使车辆电源开关13接通，从电池向车辆1的各部供给电力而起动。
ECU5由具有CPU(Central Processing Unit：中央处理单元)、RAM(Random Access Memory：随机存取存储器)、ROM(Read Only Memory：只读存储器)、EEPROM(Electrically Erasable and Programmable ReadOnly Memory：电可擦可编程只读存储器)以及输入输出接口的微型计算机构成。该CPU通过在利用RAM的暂时存储功能的同时按照预先存储于ROM的程序进行动作，从而总括地控制换档范围切换装置10的各部。
此外，在本实施方式中，虽然车辆1为了便于说明而具有一个ECU5，但是并不限定于此，也可以通过多个ECU来控制车辆1。在该情况下，车辆1例如具有控制发动机的发动机ECU、控制自动变速器的ECT(Electronic Controlled Automatic Transmission：电子控制自动变速箱)-ECU以及控制换档控制装置的SBW(Shift-By-Wire：线控换档)-ECU，各ECU相互交换从各种传感器取得的信息。
ECU5进行将自动变速器3的换档范围切换至由杆位置传感器12检测到的换档范围的控制，并根据由杆位置传感器12检测到的检测结果使当前的换档范围的状态显示于显示部18。此外，在本实施方式中，虽然ECU5根据由杆位置传感器12检测到的检测结果使当前的换档范围的状态显示于显示部18，但是也可以基于从设置于液压控制部8的多个液压传感器取得的取得结果和预先存储于ROM的摩擦接合元件的工作表来判定非P范围以外的换档范围，并基于后述的P锁定判定位置来判定P范围，将该判定结果作为当前的换档范围的状态显示于显示部18。如此ECU5也可以在使当前的换档范围的状态显示于显示部18时，基于实际的车辆1的状态来进行控制。
为了使自动变速器3的换档范围在P范围和非P范围之间进行切换，ECU5对驱动换档控制机构17的促动器15进行控制。这样，ECU5因控制促动器15的旋转而构成本发明的旋转控制单元。
并且，ECU5，当在换档范围处于非P范围时通过换档杆11选择了P范围时，ECU5通过控制促动器15将换档控制机构17的换档范围切换至P范围。
另一方面，ECU5，当在换档范围处于P范围时通过换档杆11选择了非P范围时，通过控制促动器15将换档控制机构17的换档范围切换至非P范围。
进而，ECU5，当通过换档杆11选择了P范围以外的换档范围时，控制包括手动阀的液压控制部8，以形成与所选择的换档位置对应的换档范围。具体地说，ECU5通过控制用于驱动手动阀的驱动机构使手动阀在轴方向上驱动，以确保与各换档范围对应的液压路径。
促动器15由开关式磁阻马达(以下，称为“SR马达”)和具有摆线齿轮(cycloid gear)的减速机构构成，并受ECU5控制以驱动换档控制机构17。这样，换档控制机构17响应驾驶员对换档杆11的操作来进行电控制。
编码器16检测SR马达的旋转量，并根据SR马达的旋转量进行计数。在本实施方式中，编码器16由输出A相、B相和Z相信号的回转式编码器构成。此外，编码器16因促动器15的旋转进行计数而构成本发明的计数单元。
ECU5基于表示由编码器16计数得到的计数值的信号来控制用于驱动SR马达的通电。
显示部18基于ECU5的指示来显示对驾驶员的指示和警告以及车辆1的设备的状态和换档范围的状态等。
图3示出了换档控制装置9的结构。该换档控制装置9构成为包括编码器16、促动器15、作为驻车机构发挥功能的换档控制机构17。
换档控制机构17具有：通过促动器15而旋转的轴30、伴随轴30的旋转而旋转的棘爪杆(detent lever，锁止杆)31、伴随棘爪杆31的旋转而变位的驻车杆(parking rod)32、以能够一体旋转的方式固定于自动变速器3的输出轴3a的驻车齿轮(parking gear)33、用于锁定驻车齿轮33的驻车锁止爪(parking lock gear)34、以及限制棘爪杆31的旋转来固定换档范围的棘爪簧(detent spring，锁止簧)35。
这样，换档控制机构17根据需要使自动变速器3的输出轴3a成为不能够旋转的锁定状态或能够旋转的解锁状态。此外，作为自动变速器3的输出轴3a，可以设为例如副轴驱动齿轮等，但也能够设为其他动力传递轴。
驻车锁止爪34在驻车齿轮33的附近配置成以一端侧作为支点活动。在该驻车锁止爪34的长轴方向中途设置有能够嵌入驻车齿轮33的齿轮间或从该齿轮间脱离的爪34a。
驻车杆32配置成通过棘爪杆31的转动动作与输出轴3a大致平行地变位到前端侧或后端侧。
该驻车杆32的前端与棘爪杆31连接，在驻车杆32的后端设置有用于使驻车锁止爪34活动的圆锥(taper cone)37。
此外，圆锥37被限制向驻车齿轮33一侧移动，并通过卷簧38被按压向驻车齿轮33一侧。该卷簧38安装于驻车杆32，并被固定于驻车杆32的弹性止动环(snap ring)挡住。
棘爪杆31例如通过花键结合以能够一体旋转的方式安装在轴30上。在棘爪杆31的上端侧设置有2个槽31a、31b。这样，在棘爪杆31上通过2个槽31a、31b形成有2个齿根，在齿根之间形成齿顶41。
在该棘爪杆31上连接有驻车杆32。作为该连接形态，例如通过将驻车杆32的弯曲端插入设置在棘爪杆31的预定位置的贯通孔，在该弯曲端利用未图示的弹性止动环或卡止销等进行防脱固定。
棘爪簧35由板簧等构成以保持棘爪杆31的姿态，一端固定于自动变速器3的壳体等。在该棘爪簧35的另一端设置有与设置于棘爪杆31的槽31a、31b配合的辊36。该棘爪簧35的辊36在驻车解除时与槽31b配合，在驻车时与槽31a配合。
轴30被自动变速器3的壳体等支撑得自由转动，并可通过促动器15向正反两个方向旋转驱动预定角度。该促动器15响应人对换档杆11的操作，受ECU5电控制。
接着，说明换档控制机构17的动作。
图3表示棘爪簧35的辊36卡止于槽31b且换档范围处于非P范围时的状态。在该状态中，由于驻车锁止爪34没有锁定驻车齿轮33，所以不妨碍自动变速器3的输出轴3a的旋转。
若从该状态通过促动器15使轴30向箭头A所示的方向旋转，则驻车杆32经由棘爪杆31被按压向箭头B所示的方向，通过驻车杆32的圆锥37使驻车锁止爪34推向箭头C所示的方向。
此时，伴随棘爪杆31的旋转，形成在棘爪杆31外周的2个齿根中的一个、即处于非P范围位置40的棘爪簧35的辊36，跨过齿顶41移动至另一个齿根即P范围位置42。
随着棘爪杆31旋转到辊36移动至P范围位置42为止，驻车锁止爪34被上推至锁定驻车齿轮33的位置。由此，自动变速器3的输出轴3a的旋转被限制。
在此，ECU5控制促动器15的旋转量，以减小棘爪簧35的辊36跨过齿顶41落到齿根时的冲击，以降低在换档范围切换时施加于包括轴30、棘爪杆31、驻车杆32和棘爪簧35的换档控制机构17的负载，。
同样地，ECU5控制促动器15的旋转量，以在换档范围从P范围切换至非P范围时也减小棘爪簧35的辊36跨过齿顶41落到齿根时的冲击，以降低在换档范围切换时施加于换档控制机构17的负载。
图4示出了棘爪杆31的外观。在棘爪杆31的外周所形成的各齿根上，将从齿顶41离开的面称为各个壁。即，在棘爪簧35的辊36跨过齿顶41落到齿根上时，各壁分别形成在面向辊36的位置上。
以下，将P范围位置42的壁称为“P壁”，将非P范围位置40的壁称为“非P壁”。在使辊36从非P范围位置40移动到P范围位置42的情况下，ECU5控制促动器15，以使P壁50不与辊36冲撞。
具体地说，ECU5使促动器15的旋转停止在P壁50即将与辊36冲撞之前的位置。以下，将该位置称为“P目标旋转位置”。
另一方面，在使辊36从P范围位置42移动到非P范围位置40的情况下，ECU5控制促动器15，以使非P壁51不与辊36冲撞。
具体地说，ECU5使促动器15的旋转停止在非P壁51即将与辊36冲撞之前的位置。以下，将该位置称为“非P目标旋转位置”。
这样，ECU5在棘爪簧35的辊36跨过齿顶41落到齿根时，通过控制促动器15以使辊36不与P壁50以及非P壁51冲撞，从而降低施加于换档控制机构17的负载。
图5是用于说明由ECU5对促动器15的控制的图。棘爪杆31伴随着促动器15的旋转而旋转，促动器15的旋转受P壁50或非P壁51限制。此外，棘爪杆31和棘爪簧35因协调工作以在预定的换档范围内限制促动器15向预定的方向的旋转而构成本发明的限制单元。更详细地说，棘爪杆31的P壁50或非P壁51构成本发明的限制单元的一部分。
图5中概念性地示出辊36抵接于P壁50的位置(以下，称为“P壁基准位置”)以及辊36抵接于非P壁51的位置(以下，称为“非P壁基准位置”)。
ECU5在通过编码器16检测到的促动器15的旋转位置处于从P壁基准位置或非P壁基准位置到预定旋转量的范围内的情况下，检测当前的换档范围。
即，作为换档范围的判定基准，ECU5设定P锁定判定位置和P解除判定位置。在此，将从P壁基准位置到P锁定判定位置为止的范围和从非P壁基准位置到P解除判定位置为止的范围称为换档范围判定范围。
具体地说，ECU5在由编码器16检测到的促动器15的旋转位置处于从P壁基准位置到P锁定判定位置的范围时，判定为当前的换档范围为P范围，在促动器15的旋转位置处于从非P壁基准位置到P解除判定位置的范围时，判定为当前的换档范围为非P范围。
另外，ECU5在促动器15的旋转位置处于从P锁定判定位置到P解除判定位置之间时，判定为当前的换档范围不定或换档范围处于切换中。
在此，ECU5将上次车辆电源开关13断开时的换档范围预先存储于EEPROM。并且，在接通车辆电源开关13时，ECU5将存储于EEPROM的换档范围设定为当前的换档范围。因此，在基准位置检测控制中，检测当前的换档范围中的壁位置。此外，ECU5在未存储上次的换档范围的情况下，基于车辆1的速度来设定当前的换档范围。具体地说，在车速为3km/h以下的低速的情况下，ECU5将当前的换档范围确定为P范围，另一方面，在车速为比3km/h快的中高速的情况下，将当前的换档范围确定为非P范围。此外，在未存储上次的换档范围的状态下车速处于中高速时，相当于例如车辆1在行驶中电源瞬断(瞬间断开)而使当前的换档范围的数据消失这样的状况。大多数情况下，在车辆电源开关13接通时，判定为车速处于低速，当前的换档范围被确定为P范围。
ECU5在P壁基准位置和P锁定判定位置之间设定P目标旋转位置。P目标旋转位置被确定为从P壁基准位置具有预定的余裕(margin)，以在换档范围从非P范围切换至P范围时使棘爪簧35的辊36不与P壁50冲撞。
该余裕被预先设定为考虑从促动器15到棘爪杆31的间隙而具有余裕。通过该余裕，能够避免切换换档范围时的P壁50与辊36的冲撞。
同样地，ECU5在非P壁基准位置与P解除判定位置之间设定非P目标旋转位置。非P目标旋转位置被确定为从非P壁基准位置具有预定的余裕，以在换档范围从P范围切换到非P范围时使棘爪簧35的辊36不与非P壁51冲撞。
该余裕被设定为考虑从促动器15到棘爪杆31的间隙而具有余裕。通过该余裕，能够避免切换换档范围时的非P壁51与辊36的冲撞。此外，无需使从非P壁基准位置开始的余裕与从P壁基准位置开始的余裕相同，可以根据棘爪杆31的形状等来分别确定。
这样，P壁基准位置和非P壁基准位置成为用于分别确定P范围位置42和非P范围位置40下的换档范围判定范围和目标旋转位置的基准位置。因此，P壁基准位置和非P壁基准位置需要通过ECU5正确地检测。
接着，针对构成本发明的实施方式的换档范围切换装置的ECU5的特征性的结构进行说明。
ECU5检测受棘爪杆31和棘爪簧35限制的促动器15的基准位置。例如，ECU5检测通过棘爪杆31和棘爪簧35限制促动器15旋转的促动器15的P壁基准位置。另外，ECU5检测通过棘爪杆31和棘爪簧35限制促动器15旋转的促动器15的非P壁基准位置。
具体地说，ECU5在自动变速器3作为预定的换档范围而切换到P范围的状态下，使促动器15向P壁50的方向旋转后，使促动器15的通电断开，基于促动器15的通电断开时由编码器16所计数的计数值的变动来检测P壁基准位置。另一方面，ECU5在自动变速器3作为预定的换档范围而切换到非P范围的状态下，在使促动器15向非P壁51的方向旋转后，使促动器15的通电断开，基于促动器15的通电断开时由编码器16所计数的计数值的变动来检测非P壁基准位置。
在此，ECU5在自动变速器3作为预定的换档范围而切换到P范围的状态下，每当使促动器15向P壁50的方向作为编码器16的计数值而旋转1计数量时，断开促动器15的通电。此时ECU5在促动器15向P壁50的方向旋转时的编码器16的计数值的变动方向与促动器15的通电断开时的编码器16的计数值的变动方向相反的情况下，基于促动器15向P壁50的方向旋转前的编码器16的计数值来检测P壁基准位置。
另一方面，ECU5在自动变速器3作为预定的换档范围而切换到非P范围的状态下，每当使促动器15向非P壁51的方向作为编码器16的计数值而旋转1计数量时，断开促动器15的通电。此时ECU5在促动器15向非P壁51的方向旋转时的编码器16的计数值的变动方向与促动器15的通电断开时的编码器16的计数值的变动方向相反的情况下，基于促动器15向非P壁51的方向旋转前的编码器16的计数值来检测非P壁基准位置。
这样，ECU5因检测促动器15的基准位置而构成本发明的基准位置检测单元。另外，本实施方式中的促动器15的通电断开时的编码器16所计数的计数值的变动，意味着变动方向改变后的变动量。
此外，作为优选的方式，ECU5在当前的换档范围处于P范围的情况下，检测P壁基准位置，在当前的换档范围处于非P范围的情况下，检测非P壁基准位置。
图6是说明用于检测换档范围切换装置10的P壁基准位置的P壁基准位置检测动作的流程图。此外，以下说明的P壁基准位置检测动作在ECU5起动时、瞬断时以及异常检测时执行。
首先，ECU5判断是否是P壁基准位置检测模式(步骤S1)。在此，ECU5在存储于EEPROM的换档范围为P范围时判断为是P壁基准位置检测模式，在存储于EEPROM的换档范围为非P范围时判断为不是P壁基准位置检测模式。
此外，ECU5在EEPROM未存储换档范围的情况下，在基于车辆1的速度设定的换档范围为P范围时判断为是P壁基准位置检测模式，在基于车辆1的速度设定的换档范围为非P范围时判断为不是P壁基准位置检测模式。
在判断为不是P壁基准位置检测模式的情况下，ECU5结束P壁基准位置检测动作。在该情况下，ECU5在换档范围从非P范围切换至P范围的情况下，执行P壁基准位置检测动作。在此，ECU5基于杆位置传感器12的检测结果，判断换档范围是否从非P范围切换到了P范围。
另一方面，在判断为是P壁基准位置检测模式的情况下，ECU5使促动器15向正转方向(图3中箭头A所示的方向)旋转1计数值量(步骤S2)。
接着，ECU5断开促动器15的通电(步骤S3)。在此，ECU5判断由编码器16所计数的计数值是否减少(步骤S4)。在判断为由编码器16所计数的计数值未减少的情况下，ECU5从步骤S2开始再次执行P壁基准位置检测动作。
另一方面，在判断为由编码器16所计数的计数值减少的情况下，ECU5将S2中的旋转前的位置检测为P壁基准位置(步骤S5)。在此，ECU5将S2中的旋转前的位置检测为P壁基准位置，但也可以从S2中的旋转前的位置减去编码器16的计数值α得到的计数值检测为P壁基准位置，该编码器16的计数值α是与从辊36实际抵接于P壁50开始到使促动器15进一步旋转时开始由棘爪簧35推回棘爪杆31为止的促动器15的旋转量相应的值。此外，计数值α通过预先实验确定。
当检测到P壁基准位置时，ECU5从P壁基准位置减去前述的余裕来计算P目标旋转位置(步骤S6)，然后结束P壁基准位置检测动作。
图7是说明用于检测换档范围切换装置10的非P壁基准位置的非P壁基准位置检测动作的流程图。此外，以下说明的非P壁基准位置检测动作是在ECU5起动时、瞬断时和异常检测时执行的。
首先，ECU5判断是否是非P壁基准位置检测模式(步骤S11)。在此，ECU5在存储于EEPROM的换档范围为非P范围时判断为是非P壁基准位置检测模式，在存储于EEPROM的换档范围为P范围时判断为不是非P壁基准位置检测模式。
此外，ECU5在EEPROM未存储换档范围的情况下，在基于车辆1的速度设定的换档范围为P范围时判断为是P壁基准位置检测模式，在基于车辆1的速度设定的换档范围为非P范围时判断为不是P壁基准位置检测模式。
在判断为不是非P壁基准位置检测模式的情况下，ECU5结束非P壁基准位置检测动作。在该情况下，ECU5在换档范围从P范围切换至非P范围的情况下，执行P壁基准位置检测动作。在此，ECU5基于杆位置传感器12的检测结果，判断换档范围是否从P范围切换至非P范围。
另一方面，在判断为是非P壁基准位置检测模式的情况下，ECU5使促动器15向反转方向(在图3中以箭头A所示的方向的反方向)旋转1计数值量(步骤S12)。
接着，ECU5断开促动器15的通电(步骤S13)。在此，ECU5判断由编码器16所计数的计数值是否增加(步骤S14)。在判断为由编码器16所计数的计数值没有增加的情况下，ECU5从步骤S12开始再次执行非P壁基准位置检测动作。
另一方面，在判断为由编码器16所计数的计数值增加的情况下，ECU5将S12中的旋转前的位置检测为非P壁基准位置(步骤S15)。在此，虽然ECU5将S12中的旋转前的位置检测为非P壁基准位置，但也可以将从S12中的旋转前的位置加上编码器16的计数值β得到的计数值检测为P壁基准位置，该编码器16的计数值β是与从辊36实际抵接于非P壁51开始到使促动器15进一步旋转时开始通过棘爪簧35推回棘爪杆31为止的促动器15的旋转量相应的值。此外，计数值β通过预先实验确定。
当检测到非P壁基准位置时，ECU5在非P壁基准位置加上前述的余裕来计算非P目标旋转位置(步骤S16)，然后结束非P壁基准位置检测动作。
如上所述，本实施方式的换档范围切换装置10，能够一边反复进行驱动促动器15向P壁50方向或非P壁51方向旋转1计数量和使促动器15的通电断开，一边进行换档控制机构17的齿隙充填(ガタ詰め)并检测各壁位置。因此，由于无需像以往的换档范围切换装置那样为了检测P壁基准位置和非P壁基准位置而使促动器15旋转直到促动器15的旋转力、棘爪簧35的复原力和驻车杆32的复原力平衡为止，所以能够使换档控制机构17的耐久性与以往的换档控制机构相比提高。
进而，本实施方式的换档范围切换装置10，通过将所检测到的P壁50的位置设定为基准位置，即使使用只能检测相对位置信息的编码器16也能够适当地控制促动器15的旋转。因此，即使不使用空档开关等也能够适当地执行换档范围的切换。
上述的第1实施方式的换档范围切换装置10，每使促动器15旋转1计数值量时使通电断开，检测促动器15相对各壁的基准位置，但也可以如接下来说明的第2实施方式的换档范围切换装置那样，每使促动器15旋转任意的计数值量时使通电断开，检测促动器15相对各壁的基准位置。
(第2实施方式)
本实施方式的换档范围切换装置相对于本发明的第1实施方式的换档范围切换装置10，能够通过变更存储于ECU5的ROM的程序来实现。
因此，本实施方式的换档范围切换装置的硬件结构与本发明的第1实施方式的换档范围切换装置10的硬件结构相同，因此参照图1至图5来说明本实施方式。
另外，如本发明的第1实施方式已说明的那样，通过使促动器15的旋转方向以及编码器16的计数值的变动方向取相反，非P壁基准位置的检测动作能够基于P壁基准位置的检测动作容易地想到。因此，在本实施方式中，详细说明P壁基准位置的检测动作，简单说明非P壁基准位置的检测动作。
ECU5检测受棘爪杆31和棘爪簧35所限制的促动器15的基准位置。例如，ECU5检测通过棘爪杆31和棘爪簧35使促动器15的旋转受到限制的促动器15的P壁基准位置。另外，ECU5检测通过棘爪杆31和棘爪簧35使促动器15的旋转受到限制的促动器15的非P壁基准位置。在此，ECU5在当前的换档范围为P范围的情况下检测P壁基准位置，在当前的换档范围为非P范围的情况下检测非P壁基准位置。
具体地说，ECU5在自动变速器3作为预定的换档范围而切换到P范围的状态下，在使促动器15向P壁50的方向旋转预定的计数值量后，使促动器15通电断开，基于促动器15的通电断开时的编码器16所计数的计数值的变动来检测P壁基准位置。另一方面，ECU5在自动变速器3作为预定的换档范围而切换到非P范围的状态下，使促动器15向非P壁51的方向旋转预定的计数值量后，使促动器15的通电断开，基于促动器15通电断开时的编码器16所计数的计数值的变动来检测非P壁基准位置。
这样，ECU5因检测促动器15的基准位置而构成本发明的基准位置检测单元。另外，本实施方式中的促动器15的通电断开时由编码器16所计数的计数值的变动，意味着变动方向改变时的变动量。
详细说明通过该ECU5进行的基准位置的检测。首先，如图8所示，ECU5的EEPROM预先存储有表示计数值X(第1计数值)与计数值Y(第2计数值)相对应的P壁基准位置检测用的映射，该计数值X是与促动器15从当前位置向正转方向旋转预定计数值Z量后断开通电时的返回量相应的值，该计数值Y是与从P壁基准位置到当前位置的距离相应的值。同样地，ECU5的EEPROM预先存储有非P壁基准位置检测用的映射。此外，ECU5不仅可以设置与预定计数值Z对应的映射，还可以设置与不同于该预定计数值Z的计数值Zx对应的映射。
具体地说，ECU5在自动变速器3作为预定的换档范围而切换到P范围的状态下，使促动器15向P壁50的方向旋转预定计数值量后，使促动器15的通电断开，基于当前位置和在前述的映射上与相应于促动器15的通电断开时的返回量的第1计数值对应的第2计数值来检测基准位置。
同样地，ECU5在自动变速器3作为预定的换档范围而切换到非P范围的状态下，使促动器15向非P壁51的方向旋转预定计数值量后，使促动器15的通电断开，基于当前位置和在前述的映射上与相应于促动器15的通电断开时的返回量的第1计数值对应的第2计数值来检测基准位置。
这样，ECU5能够基于预先保持于EEPROM的映射来检测基准位置。在此，如接下来要说明的那样，可以修正预先保持的映射。
在此，希望ECU5在修正映射时利用第1实施方式所说明的方法来检测基准位置，并在已经设定好基准位置的状态下进行。具体地说，首先，ECU5如第1实施方式所说明的那样，在自动变速器3作为预定的换档范围而切换到P范围的状态下，每当使促动器15向P壁50的方向作为编码器16的计数值而旋转1计数量时，使促动器15的通电断开。此时ECU5在促动器15向P壁50的方向旋转时的编码器16的计数值的变动方向与促动器15的通电断开时的编码器16的计数值的变动方向相反的情况下，基于促动器15向P壁50的方向旋转前的编码器16的计数值来检测P壁基准位置。另外，ECU5也同样地检测非P壁基准位置。
这样，ECU5在检测基准位置时，使促动器15从任意的位置向预定的方向旋转预定计数值量，使促动器15的通电断开，通过与促动器15的通电断开时的返回量相应的第1计数值和与从基准位置到任意的位置的距离相应的第2计数值来修正映射。
在此，如前述那样，虽然ECU5使促动器15从任意的位置向预定的方向旋转预定计数值量并使促动器15的通电断开来进行修正，但也可以使促动器15旋转不同于预定计数值Z的任意的计数值Zx量，在该情况下，对与各自的计数值量对应的映射进行修正。
另外，ECU5在促动器15待机中修正映射。在此，待机中是没有进行用于切换换档范围的驱动且没有进行用于检测促动器15相对各壁的基准位置的驱动的时候。这样，ECU5构成存储本发明的映射的映射存储单元和修正映射的映射修正单元。
图9是说明用于检测换档范围切换装置10的P壁基准位置的P壁基准位置检测动作的流程图。此外，以下说明的P壁基准位置检测动作在ECU5起动时、瞬断时和异常检测时执行。
首先，ECU5判断是否是P壁基准位置检测模式(步骤S21)。在此，ECU5在存储于EEPROM的换档范围为P范围时判断为是P壁基准位置检测模式，在存储于EEPROM的换档范围为非P范围时判断为不是P壁基准位置检测模式。
此外，ECU5在EEPROM中未存储换档范围的情况下，在基于车辆1的速度设定的换档范围为P范围时判断为是P壁基准位置检测模式，在基于车辆1的速度设定的换档范围为非P范围时判断为不是P壁基准位置检测模式。
在判断为不是P壁基准位置检测模式的情况下，ECU5结束P壁基准位置检测动作。在该情况下，ECU5在换档范围从非P范围切换至P范围的情况下，执行P壁基准位置检测动作。在此，ECU5基于杆位置传感器12的检测结果，判断换档范围是否从非P范围切换至P范围。
另一方面，在判断为是P壁基准位置检测模式的情况下，ECU5使促动器15向正转方向(图3中箭头A所示的方向)旋转预定计数值Z量(步骤S22)。
接着，ECU5使促动器15的通电断开(步骤S23)。在此，ECU5取得在P壁基准位置检测用的映射上与对应于由编码器16所计数的返回量的计数值Xn对应的计数值Yn(步骤S24)。
接着，ECU5将所取得的计数值Yn与当前位置相加得到的位置检测为P壁基准位置(步骤S25)。在检测到P壁基准位置时，ECU5从P壁基准位置减去前述的余裕来计算P目标旋转位置(步骤S26)，然后结束P壁基准位置检测动作。
同样地，在非P壁基准位置检测动作中，首先，ECU5在判断为是非P壁基准位置检测模式的情况下，使促动器15向反转方向旋转预定计数值Z量，使促动器15的通电断开。
然后，ECU5取得在非P壁基准位置检测用的映射上与对应于由编码器16所计数的返回量的计数值Xn相对应的计数值Yn，将从当前位置减去所取得的计数值Yn得到的位置检测为非P壁基准位置，从非P壁基准位置加上前述的余裕来计算非P目标旋转位置，然后结束非P壁基准位置检测动作。
图10是说明用于检测换档范围切换装置10的P壁基准位置的映射修正动作的流程图。此外，以下说明的P壁基准位置检测用的映射修正动作，以ECU5起动时换档范围为P范围、促动器15处于待机中为条件来执行。
首先，ECU5检测P壁基准位置(步骤S31)。在此，ECU5执行与参照图6所说明的P壁基准位置检测动作的步骤S2至S5同样的处理。
接着，ECU5通过使促动器15旋转任意的计数值量使当前位置变化(步骤S32)。接着，ECU5使促动器15向正转方向(如图3中箭头A所示的方向)旋转预定计数值Z量(步骤S33)。
接着，ECU5使促动器15的通电断开(步骤S34)。在此，ECU5取得与由编码器16所计数的返回量对应的计数值Xc(步骤S35)。
接着，ECU5利用在步骤S35中取得的计数值Xc来修正在映射上与计数值Yn对应的计数值Xn(步骤S36)，然后结束P壁基准位置检测用的映射修正动作，该计数值Yn是与从步骤S31中检测到的P壁基准位置到步骤S32中变化后的当前位置为止的距离相应的值。
此外，换档范围切换装置10不必在上述条件成立时执行P壁基准位置检测用的映射修正动作，也可以在行驶距离超过预先确定的距离的情况和换档范围的切换次数超过预先确定的次数的情况等条件成立时执行。
另外，换档范围切换装置10也可以在上述条件成立时，在步骤S32中一边使当前位置变化一边多次执行以后的步骤S33至S36。
进而，ECU5也可以对与从P壁基准位置到当前位置的距离相应的计数值Yn预先存储更新日期时间，优先从与更新日期时间较早的计数值Yn对应的计数值Xn开始进行修正。
非P壁基准位置检测用的映射修正动作以换档范围为非P范围、促动器15处于待机中为条件来执行。在非P壁基准位置检测用的映射修正动作中，首先，ECU5检测非P壁基准位置(与参照图7所说明的非P壁基准位置检测动作的步骤S12至S15相同的处理)，通过使促动器15旋转任意的计数值量来使当前位置变化，使促动器15向反转方向旋转预定计数值Z量。
然后，ECU5使促动器15的通电断开，取得与由编码器16所计数的返回量对应的计数值Xc，以与所取得的返回量对应的计数值Xc来修正在映射上与计数值Yn对应的计数值Xn，然后结束非P壁基准位置检测用的映射修正动作。
此外，换档范围切换装置10不必在上述条件成立时执行非P壁基准位置检测用的映射修正动作，也可以在行驶距离超过预先确定的距离的情况和换档范围的切换次数超过预先确定的次数的情况等条件成立时执行。
另外，换档范围切换装置10也可以在上述条件成立时，一边使当前位置变化一边多次执行之后的处理。进而，ECU5也可以对于与从非P壁基准位置到当前位置的距离相应的计数值Yn预先存储更新日期时间，优先从与更新日期时间较早的计数值Yn对应的计数值Xn开始进行修正。
如上所述，本实施方式的换档范围切换装置10，在无需使促动器15旋转直到促动器15的旋转力、棘爪簧35的复原力和驻车杆32的复原力平衡为止的范围内，仅使促动器15旋转1次就能够检测P壁基准位置或非P壁基准位置，因此，能够快速检测P壁基准位置和非P壁基准位置。
另外，本实施方式的换档范围切换装置10，能够适当修正基准位置检测用的映射，因此能够根据构成换档控制机构17的构件和构件间的组装的差异和经年变化使映射最佳化。
另外，本实施方式的换档范围切换装置10，在检测基准位置时，由于确定了基准位置检测用的映射，所以能够快速检测基准位置，能够抑制当前的换档范围的确定发生延迟。
在以上的说明中，第1实施方式和第2实施方式的换档范围切换装置，使用搭载有通过离合器到离合器(clutch to clutch)切换动力传递路径来实现变速的有级式自动变速器的车辆进行了说明，但是并不限定于此，本发明的换档范围切换装置也能够适用于搭载有无级变速器等的车辆。
如以上进行的说明，本发明的换档范围切换装置具有使换档控制机构的耐久性与以往相比提高的效果，对于采用了线控换档方式的自动变速器的换档范围切换装置普遍有用。
标号的说明
1 车辆
2 发动机
3 自动变速器
4 驱动轮
5 ECU
6 变矩器
7 变速机构部
8 液压控制部
9 换档控制装置
10 换档范围切换装置
11 换档杆
12 杆位置传感器
13 车辆电源开关
14 ECU(旋转控制单元、基准位置检测单元、映射存储单元、映射修正单元)
15 促动器
16 编码器(计数单元)
17 换档控制机构
18 显示部
19 差速器
30 轴
31 棘爪杆(限制单元)
32 驻车杆
33 驻车齿轮
34 驻车锁止爪
35 棘爪簧(限制单元)
36 辊
37 圆锥
38 卷簧
Claims (4)
1.一种自动变速器的换档范围切换装置，是使用促动器来切换换档范围的自动变速器的换档范围切换装置，其特征在于，具有：
计数单元，根据所述促动器的旋转进行计数；
旋转控制单元，控制所述促动器的旋转；
限制单元，在预定的换档范围内限制所述促动器向预定的方向的旋转；
基准位置检测单元，检测由所述限制单元所限制的所述促动器的基准位置；和
映射存储单元，存储表示第1计数值与第2计数值的对应的映射，所述第1计数值是与所述促动器从当前位置向所述预定的方向旋转预定计数值量后被断开通电时的返回量相应的值，所述第2计数值是与从所述基准位置到所述当前位置的距离相应的值；
所述旋转控制单元，在所述自动变速器被切换到所述预定的换档范围的状态下，在使所述促动器从当前位置向所述预定的方向旋转所述预定计数值量之后，使所述促动器的通电断开，
所述基准位置检测单元基于在所述映射上与第1计数值对应的第2计数值和所述当前位置来检测所述基准位置，所述第1计数值是与从所述促动器从当前位置向所述预定的方向旋转预定计数值量后被通电断开的位置直到所述促动器被断开通电向所述预定方向反向旋转之后所述促动器停止的位置的返回量相应的值。
2.如权利要求1所述的自动变速器的换档范围切换装置，其特征在于，
所述旋转控制单元，在所述自动变速器被切换到所述预定的换档范围的状态下，每使所述促动器向所述预定的方向旋转1计数值量时，使所述促动器的通电断开，
所述基准位置检测单元，在所述促动器向所述预定的方向旋转时的计数值的变动方向与所述促动器的通电断开时的计数值的变动方向相反的情况下，基于所述促动器向所述预定的方向旋转前的计数值来检测所述基准位置。
3.如权利要求1所述的自动变速器的换档范围切换装置，其特征在于，
所述换档范围切换装置还具有对所述映射进行修正的映射修正单元，
所述旋转控制单元，在所述自动变速器被切换到所述预定的换档范围的状态下，每使所述促动器向所述预定的方向旋转1计数值量时，使所述促动器的通电断开，
所述基准位置检测单元，在所述促动器向所述预定的方向旋转时的计数值的变动方向与所述促动器的通电断开时的计数值的变动方向相反的情况下，基于所述促动器向所述预定的方向旋转前的计数值来检测所述基准位置，
当检测出所述基准位置时，所述旋转控制单元使所述促动器从任意的位置向所述预定的方向旋转所述预定计数值量，使所述促动器的通电断开，
所述映射修正单元根据第1计数值和第2计数值来修正所述映射，所述第1计数值是与所述促动器的通电断开时的返回量相应的值，所述第2计数值是与从所述基准位置到所述任意的位置的距离相应的值。
4.如权利要求3所述的自动变速器的换档范围切换装置，其特征在于，
所述映射修正单元在所述促动器处于待机的期间对所述映射进行修正。
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