CN109073074B - 换挡档位控制装置 - Google Patents

Abstract

一种换挡档位控制装置，通过对发动机(10)的驱动进行控制来切换换挡档位，具备：空转判定部(57)，判定发动机是否为在存在于发动机的旋转轴即发动机轴与被传递发动机的旋转的输出轴(15)之间的游隙范围内旋转的空转状态；以及电流限制部(58)，在判定为空转状态的情况下限制发动机的电流。

Description

换挡档位控制装置

关联申请的相互参照

本申请基于2016年4月26日提出的日本专利申请第2016－87741号并在此通过参照引用其记载内容。

技术领域

本发明涉及换挡档位(shift range)控制装置。

背景技术

以往，已知一种换挡档位切换装置，其按照来自驾驶者的换挡档位切换要求对发动机进行控制从而切换换挡档位。例如在专利文献1中，使用开关磁阻式发动机(switchedreluctance motor)作为换挡档位切换机构的驱动源，经由减速器使与输出轴一体的制动杆(detent lever)转动。

本申请发明人发现了如下情况。在发动机轴与输出轴之间，存在齿轮间隙(gearbacklash)等游隙。因此，若发动机轴在游隙的区间高速旋转，则当游隙的区间结束时，有可能产生碰撞声。

现有技术文献

专利文献

专利文献1:JP4385768B2。

发明内容

本发明的目的是提供一种换挡档位控制装置，其能够抑制在换挡档位切换时产生碰撞声。

本发明的一个实施方式的换挡档位控制装置，通过对发动机的驱动进行控制来切换换挡档位，具备空转判定部和电流限制部。

空转判定部判定发动机是否为在存在于发动机的旋转轴即发动机轴和被传递发动机的旋转的输出轴之间的游隙范围内旋转的空转状态。

电流限制部，在判定为是空转状态的情况下，对发动机的电流进行限制。

由此，能够抑制在换挡档位切换时产生碰撞声。

附图说明

本发明的上述及其它目的、特征、优点通过参照附图进行的下述具体说明将更加明确。

图1是表示本发明的第一实施方式的线控换挡(shift-by-wire)系统的立体图。

图2是表示第一实施方式的线控换挡系统的概略结构图。

图3是表示第一实施方式的发动机及发动机驱动器的电路图。

图4是表示第一实施方式的换挡档位控制装置的框图。

图5是说明第一实施方式的在换挡档位切换时产生的碰撞声的示意图。

图6是说明第一实施方式的空转(idle running)判定处理的流程图。

图7是说明第一实施方式的发动机控制处理的时序图。

图8是说明本发明的第二实施方式的空转判定处理的流程图。

具体实施方式

以下参照附图对本发明的换挡档位控制装置进行说明。以下，在多个实施方式中，对于实质上相同的结构标记相同的符号而省略说明。

(第一实施方式)

图1～图7示出了本发明的第一实施方式的换挡档位控制装置。

如图1及图2所示，线控换挡系统1具备发动机10、换挡档位切换机构20、驻车锁定(parking lock)机构30以及换挡档位控制装置40等。

发动机10被从搭载于未图示的车辆的电池45(参照图3)供电而旋转，作为换挡档位切换机构20的驱动源发挥功能。发动机10采用能够通过反馈控制来变更电流的大小并且能够按每个相来变更指令的结构。本实施方式的发动机10是永磁式的直流无刷发动机(DCbrushless motor)。如图3所示，发动机10具有两组绕组(winding group)11、12。第一绕组11具有U1线圈111、V1线圈112以及W1线圈113。第二绕组12具有U2线圈121、V2线圈122以及W2线圈123。

如图2所示，编码器13检测发动机10的未图示的转子的旋转位置。编码器13例如是磁性旋转编码器，包括与转子一体地旋转的磁铁、用于磁检测的霍尔IC(hall IC)等。与转子的旋转同步地，编码器13按每规定角度输出A相及B相的脉冲信号。

减速器14设置在发动机10的发动机轴与输出轴15之间，将发动机10的旋转减速并向输出轴15输出。由此，将发动机10的旋转向换挡档位切换机构20传递。在输出轴15，设有检测输出轴15的角度即输出轴角度θs的输出轴传感器16。输出轴传感器16例如是电位器(potentiometer)。

如图1所示，换挡档位切换机构20具有制动板(detent plate)21及制动弹簧(detent spring)25等，将从减速器14输出的旋转驱动力向手动阀(manual valve)28及驻车锁定机构30传递。

制动板21固定于输出轴15，由发动机10驱动。在本实施方式中，以制动板21从制动弹簧25的基部远离的方向为正旋转方向、并且以向基部接近的方向为逆旋转方向。

在制动板21，设置有与输出轴15平行地突出的销24。销24与手动阀28连接。制动板21被发动机10驱动，从而手动阀28沿轴向往复移动。即，换挡档位切换机构20将发动机10的旋转运动变换为直线运动而向手动阀28传递。手动阀28设置于阀体29。通过手动阀28在轴向上的往复移动，切换向未图示的液压离合器(hydraulic clutch)的液压供给路径，切换液压离合器的卡合状态，从而变更换挡档位。

在制动板21的制动弹簧25侧，设置有四个凹部22，该四个凹部22用于将手动阀28保持在与各档位对应的位置。凹部22从制动弹簧25的基部侧起，对应于D(drive：前进)、N(neutral：空档)、R(reverse：倒车)、P(park：驻车)各档位。

制动弹簧25是能够弹性变形的板状部件，在顶端设有制动辊26。制动辊26嵌入到凹部22的任一个中。

制动弹簧25对制动辊26向制动板21的转动中心侧施力。当向制动板21施加规定程度以上的旋转力，则制动弹簧25弹性变形，制动辊26在凹部22内移动。由于制动辊26嵌入到凹部22的任一个中，从而制动板21的摇动受限，手动阀28的轴向位置以及驻车锁定机构30的状态被决定，自动变速器5的换挡档位被固定。

驻车锁定机构30具有驻车杆31、圆锥体32、驻车锁定爪33、轴部34以及驻车齿轮35。

驻车杆31形成为大致L字形且一端311侧固定于制动板21。在驻车杆31的另一端312侧设有圆锥体32。圆锥体32形成为随着朝向另一端312侧而缩径。当制动板21向逆旋转方向摇动时，圆锥体32向箭头P的方向移动。

驻车锁定爪33与圆锥体32的圆锥面抵接，在以轴部34为中心可摇动地设置的驻车锁定爪33的驻车齿轮35侧，设有能够与驻车齿轮35啮合的凸部331。当制动板21向逆旋转方向旋转而圆锥体32向箭头P方向移动时，驻车锁定爪33被上推，凸部331与驻车齿轮35啮合。另一方面，当制动板21向正旋转方向旋转而圆锥体32向箭头notP方向移动时，凸部331与驻车齿轮35的啮合被解除。

驻车齿轮35设置于未图示的车轴(axle)，且设置为能够与驻车锁定爪33的凸部331啮合。当驻车齿轮35与凸部331啮合时，车轴的旋转受到限制。在换挡档位是P以外的档位即notP档位时，驻车齿轮35不被驻车锁定爪33锁定，车轴的旋转不被驻车锁定机构30妨碍。另外，在换挡档位是P档位时，驻车齿轮35被驻车锁定爪33锁定，车轴的旋转受到限制。

如图2及图3所示，换挡档位控制装置40具有发动机驱动器41、42以及ECU50等。

发动机驱动器41是对第一绕组11的通电进行切换的三相逆变器，开关元件411～416被桥式连接(bridge-connected)。在成对的U相的开关元件411、414的连接点，连接U1线圈111的一端。在成对的V相的开关元件412、415的连接点，连接V1线圈112的一端。在成对的W相的开关元件413、416的连接点，连接W1线圈113的一端。线圈111～113的另一端通过接线部115接线。

发动机驱动器42是对第二绕组12的通电进行切换的三相逆变器，开关元件421～426被桥式连接。在成对的U相的开关元件421、424的连接点，连接U2线圈121的一端。在成对的V相的开关元件422、425的连接点，连接V2线圈122的一端。在成对的W相的开关元件423、426的连接点，连接W2线圈123的一端。线圈121～123的另一端通过接线部125接线。

本实施方式的开关元件411～416、421～426是MOSFET，但也可以采用IGBT等其它元件。

在发动机驱动器41与电池45之间设有发动机继电器46(motor relay)。在发动机驱动器42与电池45之间设有发动机继电器47。发动机继电器46、47在作为点火开关等的起动开关接通时被接通，向发动机10侧供电。另外，发动机继电器46、47在起动开关断开时断开，切断向发动机10侧的电力供给。

ECU50对开关元件411～416、421～426的通断动作进行控制，从而控制发动机10的驱动。另外，ECU50基于车速、加速器开度以及驱动器要求换挡档位等，对变速用液压控制螺线管6的驱动进行控制。通过对变速用液压控制螺线管6进行控制来控制变速级。变速用液压控制螺线管6设有与变速级数等对应的个数。在本实施方式中，一个ECU50对发动机10及螺线管(solenoid)6的驱动进行控制，但也可以分为对发动机10进行控制的发动机控制用的发动机ECU、和用于控制螺线管的AT－ECU。以下以发动机10的驱动控制为中心进行说明。

如图4所示，ECU50具备角度运算部51、反馈控制部52、固定相通电控制部61、切换控制部65以及信号生成部66等，以微型计算机等为主体而构成。ECU50中的各处理可以是由CPU执行在ROM等实体存储装置中预先存储的程序来实现的软件处理，也可以是基于专用电路的硬件处理。

角度运算部51基于从编码器13输出的A相及B相的脉冲，来运算编码器13的计数值即实计数值Cen。实计数值Cen是与发动机10的实际的机械角及电角度对应的值。在本实施方式中将实计数值Cen设为“实角度”。

如上述那样，在发动机10的发动机轴与输出轴15之间设有减速器14。因此，若在起动开关断开时发动机轴在减速器14的齿轮的游隙的范围内旋转，则有可能在起动开关断开时和接通时发动机轴与输出轴15的相对位置偏移。因此，在角度运算部51中，在起动开关接通时，通过使发动机10向两方向旋转而使其与发动机轴所啮合的齿轮的两侧的壁相抵接的接壁控制，来进行使编码器13的计数值与输出轴15的位置对应的初始学习，并对修正值进行运算。以下，实计数值Cen设为修正值的修正后的值。

反馈控制部52具有相位超前滤波器(phase advance filter)53、减法器54、控制器55、空转判定部57以及作为电流限制部的占空比限制部(duty limiter)58，且进行位置反馈控制。

相位超前滤波器53进行使实计数值Cen的相位超前的相位超前补偿，对相位超前值Cen＿pl进行运算。进行了相位超前滤波处理的相位超前值Cen＿pl也包含于“实角度”的概念。

减法器54对目标计数值Cen*与相位超前值Cen＿pl的偏差ΔCen进行运算，该目标计数值Cen*对应于通过未图示的变速杆等的操作而输入的驱动器要求换挡档位。

为了使目标计数值Cen*与实计数值相位超前值Cen＿pl一致，控制器55通过PI控制等对限制前占空比Du＿a进行运算，以使偏差ΔCen成为0。在位置反馈控制中，通过PWM控制等变更占空比，从而能够对流过线圈111～113、121～123的电流以及转矩的大小进行变更。

在本实施方式中，利用基于120°通电的矩形波控制，对发动机10的驱动进行控制。在基于120°通电的矩形波控制中，使第一相的高电位侧的开关元件和第二相的低电位侧的开关元件接通。另外，通过每隔电角度(electric angle)60°将第一相及第二相的组合进行替换而切换通电相(energization phase)。由此，在绕组11、12中产生旋转磁场，发动机10旋转。在本实施方式中，将使输出轴15向正旋转方向旋转时的发动机10的旋转方向设为正方向。另外，以发动机10输出正的转矩时的占空比为正，以输出负的转矩时的占空比为负，将能够取得的占空比范围设为－100[％]～100[％]。即，在使发动机10正旋转时设占空比为正，在使发动机10逆旋转时设占空比为负。此外，在为了使进行正旋转的发动机10停止而产生制动转矩(即负转矩)时，虽然发动机10的旋转方向是正旋转方向，但占空比为负。同样地，在为了使进行逆旋转的发动机10停止而产生制动转矩时，占空比为正。

空转判定部57判定发动机10的旋转状态是否为空转状态。空转判定部57在发动机10的旋转状态为空转状态的情况下，使电流限制标志Flg＿L为ON并向占空比限制部58输出。

空转判定的详情后述。

占空比限制部58在发动机10的旋转状态为空转状态的情况下，为了限制发动机电流的上限值而限制占空比。占空比限制部58在电流限制标志Flg＿L为ON的情况下，将占空比的上限值限制为上限占空比DH。具体而言，占空比限制部58在限制前占空比Du＿a的绝对值比上限占空比DH大的情况下，将限制后占空比Du限制为上限占空比DH。另外，占空比限制部58在限制前占空比Du＿a的绝对值为上限占空比DH以下的情况下，将限制前占空比Du＿a设为限制后占空比Du。限制后占空比的正负依照限制前占空比。此外，在电流限制标志Flg＿L为OFF的情况下，将限制前占空比Du＿a原样作为限制后占空比Du。

限制后占空比Du被向信号生成部66输出。

固定相通电控制部61进行固定相通电控制。固定相通电控制是用于使发动机10的旋转停止的控制，该固定相通电控制选择与电角度对应的固定相，对开关元件411～416、421～426进行控制，以使得在所选择的固定相的规定方向上流通电流。由此，励磁相(excitation phase)被固定。当励磁相被固定，发动机10以与励磁相对应的规定的电角度停止。固定相通电控制部61基于实计数值Cen选择固定相及通电方向，以使发动机10以最接近当前的转子位置的电角度停止。

固定相通电控制是在实计数值Cen与目标计数值Cen*之差为角度判定阈值ENth以下时进行的控制。因而，在进行固定相通电控制时，可视为实计数值Cen与目标计数值Cen*基本一致。因此，通过使得以最接近当前的转子位置的可停止电角度进行停止，能够在与目标计数值Cen*大致一致的位置使发动机10停止。严格地讲，在与目标计数值Cen*对应的电角度和通过固定相通电控制使发动机10停止的电角度中，最大产生与发动机分辨率对应的偏差，但由于如果减速器14的减速比大则输出轴15的停止位置的偏差小从而不造成妨碍。

切换控制部65对发动机10的控制状态进行切换。特别是，在本实施方式中，切换控制部65基于目标计数值Cen*和实计数值Cen，对进行位置反馈控制还是进行固定相通电控制进行切换。

切换控制部65在驱动器要求换挡档位发生了变化的情况下，使发动机10的控制状态为位置反馈控制。切换控制部65在目标计数值Cen*与实计数值Cen之差的绝对值为角度判定阈值ENth以下的情况下，切换为固定相通电控制。切换控制部65在从切换为固定相通电控制起到经过通电持续时间Ta的期间中，使固定相通电控制持续，在通电持续时间Ta经过后，进行通电关断控制。在通电关断控制中，使开关元件411～416、421～426全部断开。在本实施方式中，目标计数值Cen*与实计数值Cen之差的绝对值对应于“目标角度与实角度的差分值”。

信号生成部66根据切换控制部65所选择的控制状态，生成对开关元件411～416、421～426的通断进行切换的驱动信号，并输出到发动机驱动器41、42。由此来控制发动机10的驱动。

在此，基于图5，说明发动机10的发动机轴与输出轴15的关系。图5示意性地表示了发动机轴与输出轴的关系，在图5中，将发动机轴及输出轴的旋转方向设为纸面上下方向进行说明。

如图5所示，在发动机10的旋转轴即发动机轴与输出轴15之间，设有减速器14，存在包含减速器14与输出轴15之间的齿轮间隙的“游隙”。在本实施方式中，发动机10为直流无刷发动机，因此当向发动机10的通电停止时，由于齿槽转矩(cogging torque)等的影响，发动机轴在游隙范围内旋转，减速器14与输出轴15有可能远离。若从减速器14与输出轴15在旋转方向侧远离并停止的状态对发动机10进行驱动，则在游隙范围内，发动机轴以大致无负荷状态进行旋转。

以下，将发动机10在存在于发动机轴与输出轴15之间的游隙范围内进行旋转的状态作为“空转状态”。在本实施方式中，作为空转状态，以在减速器14的齿轮和输出轴15在旋转方向侧远离的状态下发动机10进行旋转的情况为中心进行说明。

另外，将以减速器14的传动比(gear ratio)对与实计数值Cen对应的发动机10的旋转角度进行换算所得的换算值设为“发动机角度θm”。如上所述，实计数值Cen是通过初始学习而修正了的值，因此当发动机轴与输出轴15一体地旋转时，发动机角度θm与输出轴角度θs一致。因而，当发动机轴与输出轴15一体地旋转时，发动机角度θm的变化量即发动机角度变化量Δθm与输出轴角度θs的变化量即输出轴角度变化量Δθs一致。变化量Δθm、Δθs均设为与各自的上次运算值之间的差分值。

因此，当输出轴角度变化量Δθs与发动机角度变化量Δθm不同时，空转判定部57判定为发动机10的旋转状态为空转状态。在本实施方式中，当输出轴角度变化量Δθs与发动机角度变化量Δθm之差的绝对值大于空转判定阈值θth的情况下，判定为是空转状态。空转判定阈值θth被设定为输出轴角度变化量Δθs与发动机角度变化量Δθm可视为一致的程度的较小值(例如0.1°)。

此外，在图4中，记载了实计数值Cen被输入到空转判定部57，但也可以构成为，由角度运算部51对发动机角度θm进行运算，将运算所得的发动机角度θm输入到空转判定部57。另外，发动机角度变化量Δθm可以作为发动机角度θm的上次值与本次值的差分值来算出，也可以通过对实计数值Cen的上次值与本次值的差分值进行传动比换算而算出。

如在图5中由箭头Ym所示那样，当发动机10空转、减速器14的齿轮内面与输出轴15碰撞时产生碰撞声。特别是，在游隙大的情况下，当发动机10高速地空转时，碰撞声会变大。此外，如果一旦减速器14的齿轮内面与输出轴15抵接，则在发动机10持续进行同方向的旋转的期间，减速器14与输出轴15成为一体地进行旋转，因此不产生该碰撞声。

因此，在本实施方式中，当发动机10的旋转状态为空转状态时，通过限制发动机电流的上限值、抑制发动机10的旋转速度，从而抑制碰撞声。在本实施方式中，通过限制占空比来限制发动机电流的上限值。

基于图6所示的流程图来说明本实施方式的空转判定处理。该处理在起动开关接通的期间由ECU50以规定的周期执行。

在最初的S101中，空转判定部57判断通电标志是否开启(ON)。通电标志在驱动器要求换挡档位发生了变化时被开启，在固定相通电控制结束时被关闭(OFF)。在判断为通电标志关闭的情况下(S101：否)，不进行以下的处理。在判断为通电标志开启的情况下(S101：是)，向S102转移。

在S102中，空转判定部57判断输出轴角度θs是否发生变化。在判断为输出轴角度θs发生变化的情况下(S102：是)，向S105转移。在判断为输出轴角度θs没有变化的情况下(S102：否)，向S103转移。

在S103中，空转判定部57判断输出轴角度变化量Δθs与发动机角度变化量Δθm是否一致。在判断为输出轴角度变化量Δθs与发动机角度变化量Δθm一致的情况下(S103：是)，视为发动机10的旋转状态不是空转状态，向S105转移。在判断为输出轴角度变化量Δθs与发动机角度变化量Δθm不一致的情况下(S103：否)，视为发动机10的旋转状态为空转状态，向S104转移。

在S104中，空转判定部57使电流限制标志Flg＿L开启并向占空比限制部58输出。另外，占空比限制部58将占空比的上限值限制为上限占空比DH。

在S105中，将电流限制标志Flg＿L设为关闭。另外，占空比限制部58不进行占空比限制。

基于图7的时序图来说明本实施方式的发动机控制处理。图7中，以共通时间轴为横轴，示出了驱动器要求换挡档位、通电标志、发动机角度θm及输出轴角度θs、占空比、发动机电流、电流限制标志Flg＿L。这里，以为了将换挡档位从P档位切换为D档位而使发动机10向正方向旋转的情况为例来说明，但在其它切换时，除了目标计数值Cen*、发动机10的旋转方向等不同之外，空转判定、电流限制等的具体情况也是同样的。

图7中，用虚线示出不进行电流限制的情况下的发动机角度θm＿c、输出轴角度θs＿c、占空比以及发动机电流。另外，在图7的发动机角度θm及输出轴角度θs中，θ(Cen*)及θ(ENth)是将目标计数值Cen*及角度判定阈值ENth以减速器14的传动比进行换算得到的值。另外，发动机轴与输出轴15成为一体地旋转时，发动机角度θm与输出轴角度θs一致，但是为了说明而在图中记载为略微错开。

如图7所示，在时刻x1，当驱动器要求换挡档位从P档位被变更为D档位，通电标志从关闭(OFF)切换为开启(ON)。当驱动器要求档位被变更，则设定与驱动器要求换挡档位对应的目标计数值Cen*。在变更了驱动器要求换挡档位的时刻x1的刚刚之后，目标计数值Cen*与实计数值Cen之差大于角度判定阈值ENth，因此通过位置反馈控制来控制发动机10。

在本实施方式中，通过进行位置反馈控制，使发动机10的响应性提高。在发动机10的起动初期，目标计数值Cen*与实计数值Cen之差较大，限制前占空比Du＿a为100％。另外，在发动机10起动时，当减速器14与输出轴15远离，发动机10以负荷大致为0的状态旋转。因此，如虚线所示，若不限制占空比而使发动机10起动，则有可能减速器14与输出轴15碰撞从而产生较大的碰撞声。

因此，在本实施方式中，在从发动机10的旋转状态为空转状态的时刻x1起到时刻x2的期间，对占空比进行限制。具体而言，使电流限制标志Flg＿L开启，将占空比的上限值限制为上限占空比DH。由此，与限制发动机电流而不限制占空比的情况相比，发动机10的旋转速度减小，碰撞声得到抑制。在本实施方式中，在到空转状态结束为止的期间，限制发动机电流。

在时刻x2，若空转状态结束、减速器14的齿轮与输出轴15抵接，则发动机轴与输出轴15经由减速器14成为一体地进行旋转，所以不产生碰撞声。因此，在时刻x2以后，将电流限制标志Flg＿L设为关闭而解除占空比限制，通过位置反馈控制来控制发动机10。由此，实计数值Cen接近于目标计数值Cen*。这里，通过对进行了相位超前滤波处理的相位超前值Cen＿pl进行反馈，从而能够使响应性进一步提高。

另外，在时刻x3，当目标计数值Cen*与实计数值Cen之差成为角度判定阈值ENth以下，则将发动机10的控制状态从位置反馈控制切换为固定相通电控制。通过设为固定相通电，能够迅速地使发动机10停止。

在从时刻x3起到通电持续时间Ta经过的时刻x4的期间，使固定相通电控制持续。由此，摆动(hunting)等被抑制，能够可靠地使发动机10停止，从而能够使制动辊26可靠地嵌入所希望的凹部。

在从固定相通电控制的开始起、经过了通电持续时间Ta的时刻x4，切换控制部65使控制状态为通电关断控制。另外，使通电标志关闭。在到驱动器要求换挡档位再度变更为止的期间，通电标志的关闭状态持续，作为发动机10的控制状态，持续进行通电关断控制。由此，在换挡档位切换时以外不向发动机10通电，因此与通电持续的情况相比能够降低耗电。

另外，在固定相通电控制及通电关断控制中，虽然不使用位置反馈控制中的占空比，但是在图中为了方便而记载为占空比为0。

如图7的发动机角度θm及输出轴角度θs所示，若将从发动机10的旋转状态为空转状态的时刻x1起到时刻x2的期间设为空转期间，则在空转期间中，发动机角度θm与输出轴角度θs不同。并且，在空转期间中，由于发动机角度θm变化，所以发动机角度变化量Δθm≠0，由于输出轴角度θs是固定的，所以输出轴角度变化量Δθs≈0。即，在空转期间中，发动机角度变化量Δθm与输出轴角度变化量Δθs不同。

当空转期间结束，发动机角度θm与输出轴角度θs一致，输出轴角度θs随着发动机角度θm的变化而同样地变化。因而，当空转状态结束，发动机角度变化量Δθm与输出轴角度变化量Δθs一致。因此，在本实施方式中，当发动机角度变化量Δθm与输出轴角度变化量Δθs不同时，判定为是空转状态。由此，能够基于发动机角度θm和输出轴角度θs，恰当地判断发动机10的旋转状态是否为空转状态。

如以上说明的那样，换挡档位控制装置40通过对发动机10的驱动进行控制来切换换挡档位，具备空转判定部57和占空比限制部58。

空转判定部57判定是否为发动机10在存在于发动机10的旋转轴即发动机轴与被传递发动机10的旋转的输出轴15之间的游隙范围内进行旋转的空转状态。

在判断为空转状态的情况下，占空比限制部58限制发动机10的电流。

由此，能够减小换挡档位切换时的碰撞声。

空转判定部57基于与发动机10的旋转对应的角度即发动机角度θm以及与输出轴15的旋转对应的角度即输出轴角度θs来判定是否为空转状态。

具体而言，在输出轴角度变化量Δθs与发动机角度变化量Δθm不同的情况下，空转判定部57判定为空转状态。由此能够基于发动机角度θm及输出轴角度θs，恰当地判定空转状态。

(第二实施方式)

图8示出了本发明的第二实施方式。

在上述实施方式中，当发动机角度变化量Δθm与输出轴角度变化量Δθs不一致时，空转判定部57判定为空转状态。

在发动机10的旋转状态为空转状态的情况下，发动机10的旋转不被传递至输出轴15，因此输出轴15不旋转，输出轴角度θs不变化。因此在本实施方式中，在输出轴15不旋转且发动机10旋转的情况下，空转判定部57能够判定为发动机10的旋转状态为空转状态。

能够根据输出轴角度θs的变化的有无来判定输出轴15是否旋转。另外，能够根据发动机角度θm的变化的有无来判定发动机10是否旋转。例如能够基于上次值与本次值的差分值即变化量Δθs、Δθm来判定输出轴角度θs及发动机角度θm的变化的有无。如果输出轴角度变化量Δθs为被设定为接近0的值的判定阈值以下，则输出轴角度θs没有变化，如果大于判定阈值，则能够判定为输出轴角度θs变化。并且，也可以取代输出轴角度变化量Δθs而采用输出轴角度θs的微分值等来判定变化的有无。对于发动机角度θm也是同样的。

另外，也可以取代传动比换算后的值即发动机角度θm，省略传动比换算，采用传动比换算前的实计数值Cen等，来判定发动机10是否旋转。

基于图8所示的流程图来说明本实施方式的空转判定处理。该处理与图6的处理同样地，在起动开关接通的期间由ECU50以规定的周期执行。

由于S201、S202、S204、S205的处理与图6中的S101、S102、S104、S105是同样的所以省略详细说明。

在判断为输出轴角度θs没有变化的情况下(S202：是)在转移的S203中判断发动机角度θm是否变化。在判断为发动机角度θm没有变化的情况下(S203：否)，向S205转移。在判断为发动机角度θm变化的情况下(S204：是)，向S204转移。

即，在本实施方式中，在输出轴角度θs没有变化(S202：否)且发动机角度θm变化的情况下(S203：是)，视为发动机10的旋转状态为空转状态，使电流限制标志Flg＿L开启，对占空比进行限制(S204)。

如图7的发动机角度θm及输出轴角度θs所示那样，在空转期间中，发动机10旋转，发动机角度θm变化。另一方面，在空转期间中，输出轴15不旋转，输出轴角度θs是固定的。另外，当空转期间结束，输出轴15与发动机轴成为一体地旋转，所以输出轴角度θs与发动机角度θm同样地变化。因而，即使如本实施方式这样进行判定，也能够基于发动机角度θm和输出轴角度θs，适当地判断发动机10的旋转状态是否为空转状态。

在本实施方式中，在输出轴角度θs不变化且发动机角度θm变化的情况下，空转判定部57判定为空转状态。这样也能够基于输出轴角度θs及发动机角度θm适当地判定空转状态。

并且，起到与上述实施方式同样的效果。

(其它实施方式)

在上述实施方式中，发动机是永磁式的三相无刷发动机。在其它实施方式中，发动机不限于永磁式的三相无刷发动机，可以采用能够进行电流限制的各种发动机。另外，在上述实施方式中，发动机设有两组绕组。在其它实施方式中，发动机的绕组也可以是一组或三组以上。

在上述实施方式中，在位置反馈控制中，进行基于120°通电的矩形波控制。在其它实施方式中，在位置反馈控制中，也可以进行基于180°通电的矩形波控制。并且，不限于矩形波控制，也可以采用基于三角波比较方式或瞬时矢量选择方式的PWM控制。

在上述实施方式中，作为发动机控制状态，对位置反馈控制和固定相通电控制进行切换。在其它实施方式中，发动机驱动控制部也可以使位置反馈控制及固定相通电控制的至少一方为不同的控制状态。另外，在上述实施方式中，对位置反馈控制和固定相通电控制进行切换。在其它实施方式中，也可以不切换发动机的控制状态而以例如位置反馈控制等一个控制状态对发动机的驱动进行控制。

在上述实施方式中，通过限制占空比来限制发动机电流。在其它实施方式中，也可以通过对占空比以外的参数例如电流指令值、电压指令值或转矩指令值等进行限制来限制发动机电流。

在上述实施方式中，作为对发动机的旋转角进行检测的旋转角传感器而使用编码器。在其它实施方式中，旋转角传感器不限于编码器，也可以采用旋转变压器(resolver)等任意装置。在上述实施方式中，对编码器的计数值进行相位超前滤波处理，并用于位置反馈控制。在其它实施方式中，也可以使用发动机的旋转角本身、或能够换算为发动机的旋转角的编码器计数值以外的值来进行位置反馈控制。固定相通电控制中的固定相的选择也是同样的。并且，在其它实施方式中，也可以省略相位超前滤波处理。

在上述实施方式中，制动板设有四个凹部。在其它实施方式中，凹部的数量不限于四个，是几个都可以。例如，也可以使制动板的凹部为两个，对P档位和notP档位进行切换。另外，换挡档位切换机构、驻车锁定机构等也可以与上述实施方式不同。

在上述实施方式中，在发动机轴与输出轴之间设置减速器。在其它实施方式中，也可以省略发动机轴与输出轴之间的减速器，也可以设置减速器以外的机构。即，在上述实施方式中，以发动机轴与输出轴之间的“游隙”存在于减速器的齿轮与输出轴之间的情况为中心进行了说明，但“游隙”可以是存在于发动机轴与输出轴之间的游隙、松动等的合计。

在其它实施方式中，空转判定不限于上述实施方式的判定方法，基于输出轴角度及发动机角度，怎样进行判定都可以。另外，在第一实施方式的空转判定处理中也可以省略S102的处理。

在上述实施方式中，也可以对发动机轴角度进行传动比换算，使其与输出轴角度一致。在其它实施方式中，也可以对输出轴角度进行传动比换算，使其与发动机轴角度一致。并且，在发动机轴与输出轴之间没有设置变速器等情况下，也可以适宜地省略传动比换算。

这里，本申请记载的流程图、或者流程图的处理包含多个步骤(或者可以称为部分)，各步骤例如表现为S101。此外，各步骤能够分割为多个子步骤，另一方面，也可以将多个步骤合成为一个步骤。

以上例示了本发明的一个方式的换挡档位控制装置的实施方式、结构、形态，但是本发明的实施方式、结构、形态并不限定于上述各实施方式、各结构、各形态。例如将不同的实施方式、结构、形态分别公开的技术适宜地组合而得到的实施方式、结构、形态也包含于本发明的实施方式、结构、形态的范围。

Claims (4)

1.一种换挡档位控制装置，通过控制发动机(10)的驱动来切换换挡档位，其特征在于，

具备：

空转判定部(57)，判定上述发动机是否为在存在于上述发动机的旋转轴即发动机轴与被传递上述发动机的旋转的输出轴(15)之间的游隙范围内旋转的空转状态；

电流限制部(58)，在判定为是上述空转状态的情况下，限制上述发动机的电流；以及

减速器，在上述发动机的旋转轴即发动机轴与上述输出轴之间，

在上述空转状态下，在上述减速器的齿轮与上述输出轴在旋转方向侧远离的状态下上述发动机进行旋转。

2.如权利要求1记载的换挡档位控制装置，其特征在于，

上述空转判定部基于与上述发动机的旋转对应的角度即发动机角度、以及与上述输出轴的旋转对应的角度即输出轴角度，判定是否为上述空转状态。

3.如权利要求2记载的换挡档位控制装置，其特征在于，

在上述输出轴角度的变化量即输出轴角度变化量与上述发动机角度的变化量即发动机角度变化量不同的情况下，上述空转判定部判定为是上述空转状态。

4.如权利要求2记载的换挡档位控制装置，其特征在于，

在上述输出轴角度不变化且上述发动机角度变化的情况下，上述空转判定部判定为是上述空转状态。

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