CN109690149B - 换挡挡位控制装置 - Google Patents

Abstract

换挡切换控制装置(40)通过控制电机(10)的驱动来切换换挡挡位，具有反馈控制部(60)、固定相通电控制部(70)和切换控制部(75)。反馈控制部(60)根据电机(10)的实际角度及电机(10)的旋转速度即电机速度进行反馈控制。固定相通电控制部(70)进行对根据实际角度选择的固定相通电的固定相通电控制。切换控制部(75)切换电机(10)的控制状态。切换控制部(75)在切换了请求换挡挡位时，将控制状态设为反馈控制。在根据请求换挡挡位决定的目标角度与实际角度的偏差即角度偏差达到角度判定阈值以下的情况下，切换控制部(75)将控制状态由反馈控制切换为固定相通电控制。

Description

换挡挡位控制装置

对相关申请的交叉引用

本发明以在2016年9月9日申请的第2016-176279号日本专利申请为基础，并且在此引用该原专利申请的记载内容。

技术领域

本发明涉及换挡挡位控制装置。

背景技术

以往，已知有这样的换挡挡位切换装置，按照来自驾驶员的换挡挡位切换请求控制电机，由此切换换挡挡位。例如，在专利文献1中，使用开关磁阻电机作为换挡挡位切换机构的驱动源。下面，将开关磁阻电机称为“SR电机”。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：日本专利第4385768号

发明内容

不使用永磁铁的SR电机的结构简单。另外，例如DC无刷电机那样使用永磁铁的电机，与SR电机相比，虽然响应性较好，但是在为了提高响应性而增大反馈增益时，在使电机停止时，由于齿槽转矩等的影响，有可能产生波动。

本发明的目的在于，提供一种换挡挡位控制装置，能够适当地控制与换挡挡位的切换相关的电机的驱动。

本发明的换挡挡位控制装置通过控制电机的驱动来切换换挡挡位，具有反馈控制部、固定相通电控制部和切换控制部。

反馈控制部根据电机的实际角度及电机的旋转速度即电机速度进行反馈控制。固定相通电控制部进行对根据实际角度选择的固定相通电的固定相通电控制。切换控制部切换电机的控制状态。

切换控制部在切换了请求换挡挡位时，将控制状态设为反馈控制。并且，在根据请求换挡挡位决定的目标角度与实际角度的偏差即角度偏差达到角度判定阈值以下的情况下，切换控制部将控制状态由反馈控制切换为固定相通电控制。

在本发明中，在切换了请求换挡挡位时设为反馈控制，由此能够提高响应性。并且，在实际角度接近目标角度时，由反馈控制切换为固定相通电控制，由此能够适当地使电机停止。因此，能够适当地控制与换挡挡位的切换相关的电机的驱动。

附图说明

有关本发明的上述目的及其他目的、特征和优点，参照附图并根据下面的详细记述将更加明确。该附图如下：

图1是表示第1实施方式的线控换挡系统的立体图。

图2是表示第1实施方式的线控换挡系统的概略结构图。

图3是表示第1实施方式的电机及电机驱动器的电路图。

图4是表示第1实施方式的换挡挡位控制装置的框图。

图5是说明第1实施方式的目标速度设定的说明图。

图6A是说明第1实施方式的加速状态的FF占空比的说明图。

图6B是说明第1实施方式的恒定状态的FF占空比的说明图。

图6C是说明第1实施方式的减速状态的FF占空比的说明图。

图7是说明第1实施方式的切换控制处理的流程图。

图8是说明第1实施方式的反馈控制的流程图。

图9是说明第1实施方式的切换控制处理的时序图。

图10是说明第2实施方式的切换控制处理的流程图。

图11A是说明第2实施方式的过冲量的说明图。

图11B是说明第2实施方式的朝向控制下限值的突入速度与过冲量的关系的说明图。

具体实施方式

下面，根据附图对换挡挡位控制装置进行说明。下面，在多个实施方式中，对实质上相同的结构标注相同的标号并省略说明。

(第1实施方式)

图1～图9表示第1实施方式的换挡挡位控制装置。

如图1及图2所示，线控换挡系统1具有电机10、换挡挡位切换机构20、驻车锁定机构30及换挡挡位控制装置40等。

电机10通过由被安装于未图示的车辆的电池45(参照图3)供给电力而进行旋转，并作为换挡挡位切换机构20的驱动源发挥作用。电机10使用通过反馈控制能够变更电流的大小、而且能够按每相变更指令的电机。本实施方式的电机10是永磁铁式的DC无刷电机。如图3所示，电机10具有两组的绕组11、12。第1绕组11具有U1线圈111、V1线圈112及W1线圈113。第2绕组12具有U2线圈121、V2线圈122及W2线圈123。

如图2所示，编码器13检测电机10的未图示的转子的旋转位置。编码器13例如是磁气式的旋转编码器，包括与转子一体地旋转的磁铁、和磁检测用的霍尔IC等。编码器13与转子的旋转同步地、按照每规定角度输出A相及B相的脉冲信号。

减速机14设于电机10的电机轴和输出轴15之间，使电机10的旋转减速并输出至输出轴15。由此，电机10的旋转被传递至换挡挡位切换机构20。在输出轴15设有检测输出轴15的角度的输出轴传感器16。输出轴传感器16例如是电位计。

如图1所示，换挡挡位切换机构20具有止动板21及止动弹簧25等，将从减速机14输出的旋转驱动力向手动阀28及驻车锁定机构30传递。

止动板21被固定于输出轴15，通过电机10进行驱动。在本实施方式中，将止动板21远离止动弹簧25的基部的方向作为正转方向，将接近基部的方向作为反转方向。

在止动板21设有与输出轴15平行地突出的销24。销24与手动阀28连接。通过电机10对止动板21进行驱动，手动阀28沿轴向进行往复移动。即，换挡挡位切换机构20将电机10的旋转运动转换成直线运动并传递至手动阀28。手动阀28设于阀体29。通过手动阀28沿轴向进行往复移动，针对未图示的液压离合器的液压供给路径被切换，液压离合器的卡合状态切换，由此换挡挡位被变更。

在止动板21的止动弹簧25侧设有4个凹部22，用于将手动阀28保持在与各挡位对应的位置。凹部22与从止动弹簧25的基部侧起的D、N、R、P的各挡位对应。

止动弹簧25是可以弹性变形的板状部件，在前端设有止动辊26。止动辊26嵌入某一个凹部22。

止动弹簧25向止动板21的转动中心侧对止动辊26施力。在对止动板21施加规定以上的旋转力时，止动弹簧25进行弹性变形，止动辊26在凹部22中移动。通过止动辊26嵌入凹部22中某一个，止动板21的摆动被限制，手动阀28的轴向位置及驻车锁定机构30的状态被决定，自动变速机5的换挡挡位被固定。

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

驻车杆31形成为大致L字形状，一端311侧被固定于止动板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。在止动板21沿反转方向进行摆动时，圆锥体32沿箭头P的方向移动。

驻车锁定杆33与圆锥体32的圆锥面抵接，在能够以轴部34为中心进行摆动地设置的驻车锁定杆33的驻车齿轮35侧，设有能够与驻车齿轮35啮合的凸部331。在止动板21沿反转方向进行旋转、圆锥体32沿箭头P方向移动时，驻车锁定杆33被顶起，凸部331和驻车齿轮35啮合。另一方面，在止动板21沿正转方向进行旋转、圆锥体32沿箭头notP方向移动时，凸部331和驻车齿轮35的啮合被解除。

驻车齿轮35设于未图示的车轴，并且能够与驻车锁定杆33的凸部331啮合地进行设置。在驻车齿轮35和凸部331啮合时，车轴的旋转被限制。在换挡挡位是P以外的挡位即notP挡位时，驻车齿轮35不被驻车锁定杆33锁定，车轴的旋转不受驻车锁定机构30妨碍。并且，在换挡挡位是P挡位时，驻车齿轮35被驻车锁定杆33锁定，车轴的旋转被限制。

如图2及图3所示，换挡挡位控制装置40具有电机驱动器41、42及ECU 50等。

电机驱动器41是切换第1绕组11的通电的三相逆变器，开关元件411～416被桥接。成对的U相的开关元件411、414的连接点与U1线圈111的一端连接。成对的V相的开关元件412、415的连接点与V1线圈112的一端连接。成对的W相的开关元件413、416的连接点与W1线圈113的一端连接。线圈111～113的另一端在接线部115被实施接线。

电机驱动器42是切换第2绕组12的通电的三相逆变器，开关元件421～426被桥接。成对的U相的开关元件421、424的连接点与U2线圈121的一端连接。成对的V相的开关元件422、425的连接点与V2线圈122的一端连接。成对的W相的开关元件423、426的连接点与W2线圈123的一端连接。线圈121～123的另一端在接线部125被实施接线。

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

在电机驱动器41和电池45之间设有电机继电器46。在电机驱动器42和电池45之间设有电机继电器47。在作为点火开关等的起动开关接通时，电机继电器46、47被接通并向电机10侧供给电力。并且，在起动开关断开时，电机继电器46、47被断开，向电机10侧的电力的供给被切断。

在电池45的高电位侧设有检测电池电压V的电压传感器48。

并且，在电机驱动器41、42设有检测电机电流Im的未图示的电流传感器。

ECU 50控制开关元件411～416、421～426的接通断开动作，由此控制电机10的驱动。并且，ECU 50根据车速、加速器开度及驾驶员请求换挡挡位等，控制变速用液压控制螺旋管6的驱动。通过控制变速用液压控制螺旋管6来控制变速级。变速用液压控制螺旋管6设有与变速级数等对应的根数。在本实施方式中，由一个ECU 50控制电机10及螺线管6的驱动，但也可以分为控制电机10的电机控制用的电机ECU、和螺线管控制用的AT-ECU。下面，以电机10的驱动控制为中心进行说明。

ECU 50具有角度运算部51、速度运算部52、反馈控制部60、固定相通电控制部70及切换控制部75等，以微电脑等为主体而构成。ECU 50中的各处理可以是通过由CPU执行预先在ROM等实体的存储装置中存储的程序的软件处理，也可以是通过专用的电子电路进行的硬件处理。

角度运算部51根据从编码器13输出的A相及B相的脉冲，运算编码器13的计数值即实际计数值Cen。实际计数值Cen是与电机10的实际的机械角及电气角对应的值。在本实施方式中，将实际计数值Cen作为“实际角度”。

速度运算部52根据实际计数值Cen运算电机10的旋转速度即电机速度Msp。

反馈控制部60具有角度偏差运算部61、目标速度设定部62、反馈值设定部63、速度偏差运算部64、控制器65、前馈校正值运算部66、前馈项校正部67、电压校正部68及PWM信号生成部69。下面，适当地将反馈记述为“FB”，将前馈记述为“FF”。

角度偏差运算部61运算与通过未图示的换挡杆等的操作而输入的驾驶员请求换挡挡位对应的目标计数值Cen*与实际计数值Cen之差。下面，将目标计数值Cen*与实际计数值Cen之差的绝对值作为角度偏差e。

目标速度设定部62根据角度偏差e运算电机10的目标速度即目标电机速度Msp*。目标电机速度Msp*例如根据图5所示的图，在角度偏差e为规定值ea以下的情况下，被设定成在角度偏差e越大时越大，在角度偏差e大于规定值ea的情况下设为最大的规定值。并且，目标电机速度Msp*被设定成在电池电压V越大时越大。

FB值设定部63根据电机10的速度状态，设定所反馈的速度反馈值Msp_fb。

在本实施方式中，将电机10的速度状态设为加速状态、恒定状态或者减速状态。并且，作为与速度状态对应的速度模式，设加速状态为“模式1”，设恒定状态为“模式2”，设减速状态为“模式3”。并且，将进行后述的固定相通电的状态设为“模式4”，将通电断开状态设为“模式0”。下面，适当将与各模式对应的状态设为“控制状态”。

FB值设定部63在电机10的速度状态为模式2或者模式3、即恒定状态或者减速状态时，进行使电机速度Msp的相位前进的进相补偿，将速度进相值Msp_pl设为速度反馈值Msp_fb。并且，FB值设定部63在电机10的速度状态为模式1即加速状态时不进行进相补偿，将电机速度值Msp设为速度反馈值Msp_fb。关于速度进相值Msp_pl，也视为包含在“电机速度”的概念中。

速度偏差运算部64运算目标电机速度Msp*与速度反馈值Msp_fb的速度偏差ΔMsp。

控制器65为了使目标电机速度Msp*和速度反馈值Msp_fb一致，以使速度偏差ΔMsp成为0的方式，通过例如P控制或PI控制等运算FB占空比D_fb。

FF校正值运算部66运算与电机10的速度状态对应的FF占空比D_ff。

加速状态的FF占空比D_ff是根据图6A所示的图等运算出的最大加速占空比，在电机速度Msp越大时越大。在本实施方式中，以在电机速度Msp达到目标电机速度Msp*以上之前的期间成为最大占空比的方式，运算FF占空比D_ff。

恒定状态的FF占空比D_ff是根据图6B所示的图等运算出的速度维持占空比。速度维持占空比是用于在空载时维持电机速度Msp的占空比，在电机速度Msp越大时越大。

减速状态的FF占空比D_ff是根据图6C所示的图等运算出的减速校正占空比。减速校正占空比是用于实现目标电机速度Msp*的校正占空比。减速校正占空比在电机10进行正向旋转时是负的值，在电机速度Msp越大时越小。即，减速校正占空比在电机速度Msp越大时，绝对值达到越大的值。

另外，图6C是电机10进行正向旋转的情况，在电机10进行负向旋转的情况下，使FF占空比D_ff的值的正负反转。在本实施方式中，假设根据电机速度Msp运算FF占空比D_ff来进行了说明，但也可以替代电机速度Msp，而根据目标电机速度Msp*运算FF占空比D_ff。

FF项校正部67根据FF占空比D_ff校正FB占空比D_fb，运算占空比指令值。本实施方式的FF项校正部67是加法器，将FB占空比D_fb与FF占空比D_ff相加来运算占空比指令值D。

电压校正部68根据电池电压V校正占空比指令值D。下面，把电压校正后的值设为“占空比指令值”。

PWM信号生成部69根据占空比指令值及实际计数值Cen，生成与开关元件411～416、421～426的开闭相关的指令信号。并且，调整指令信号使得电机电流Im不超过电流限制值Im_max。

在本实施方式的反馈控制中，通过PWM控制等变更占空比，由此能够变更流过线圈111～113、121～123的电流及转矩的大小。

在本实施方式中，通过基于120°通电的矩形波控制，控制电机10的驱动。在基于120°通电的矩形波控制中，将第1相的高电位侧的开关元件和第2相的低电位侧的开关元件接通。并且，每隔60°电气角，切换第1相及第2相的组合，由此切换通电相。由此，在绕组11、12产生旋转磁场，电机10进行旋转。在本实施方式中，将使输出轴15沿正转方向旋转时的电机10的旋转方向作为正向。并且，将电机10输出正的转矩时的占空比设为正，将输出负的转矩时的占空比设为负，将取得的占空比范围设为-100[％]～100[％]。即，在使电机10正向旋转时设占空比为正，在使电机10反向旋转时设占空比为负。另外，在为了使正向旋转的电机10停止而产生制动转矩(即负转矩)时，电机10的旋转方向为正转方向，但占空比为负。同样，在为了使反向旋转的电机10停止而产生制动转矩时，占空比为正。

固定相通电控制部70进行固定相通电控制。固定相通电控制是用于使电机10的旋转停止的控制，选择与电气角对应的固定相，并控制开关元件411～416、421～426，以使电流向所选择的固定相的规定方向流过。由此，励磁相被固定。在励磁相被固定时，电机10以与励磁相对应的规定的电气角停止。固定相通电控制部70根据实际计数值Cen选择固定相及通电方向，以便使电机10以与当前的转子位置最近的电气角停止。

固定相通电控制是在角度偏差e达到角度判定阈值e_th以下时进行的控制。因此，在进行固定相通电控制时，视为实际计数值Cen和目标计数值Cen*大致一致。因此，通过使得在与当前的转子位置最近的能够停止的电气角停止，能够使电机10在与目标计数值Cen*大致一致的部位停止。严格地讲，在与目标计数值Cen*对应的电气角和通过固定相通电控制使电机10停止的电气角，虽然最大会产生电机分别率相应量的偏差，但如果减速机14的减速比大，则输出轴15的停止位置的偏差小，因而没有妨碍。

切换控制部75切换电机10的控制状态。特别是在本实施方式中，切换控制部75根据角度偏差e切换设为反馈控制还是设为固定相通电控制。

切换控制部向电机驱动器41、42输出与控制状态对应的驱动信号。由此，控制电机10的驱动。

根据图7所示的流程图说明切换控制处理。该处理是在起动开关被接通的期间，通过ECU 50以规定的周期执行的。下面，省略步骤S101的“步骤”，简单地记述为记号“S”。对于其它的步骤也一样。

在最初的S101中，ECU 50判断驾驶员是否操作了未图示的换挡杆、驾驶员请求换挡挡位是否变化。在判断为驾驶员请求换挡挡位没有变化的情况下(S101：否)，进入S103。在判断为驾驶员请求换挡挡位变化的情况下(S101：是)，进入S102。

在S102中，ECU 50将对电机10的通电标志设为有效(ON)。通电标志的有效(ON)无效(OFF)的处理可以通过切换控制部75进行，还可以通过与切换控制部75不同的部分来进行。

在S103中，切换控制部75判断通电标志是否有效。在判断为通电标志有效的情况下(S103：是)，进入S105。

在S104中，切换控制部75重设后述的定时器值Tc，结束本处理。

在S105中，切换控制部75判断目标计数值Cen*与实际计数值Cen之差即角度偏差e是否大于角度判定阈值e_th。在本实施方式中，角度偏差e与“目标角度与实际角度的差分值”对应。角度判定阈值e_th被设定为与接近0的规定值(例如机械角0.5°)对应的计数值。在判断为角度偏差e是角度判定阈值e_th以下的情况下(S105：否)，进入S107。在判断为角度偏差e大于角度判定阈值e_th的情况下(S105：是)，进入S106。

在S106中，切换控制部75选择反馈控制作为电机10的控制状态。即，在角度偏差e大于角度判定阈值e_th的情况下，电机10通过反馈电机位置及电机速度的反馈控制而被控制。

图8表示用于说明FB控制的子流程。另外，在通电标志刚刚有效后，将电机10的速度状态设定为模式1(加速状态)。

在S161中，目标速度设定部62根据角度偏差e及电池电压V设定目标电机速度Msp*。

在S162中，反馈控制部60判断当前的速度状态是否是模式1。在判断为当前的速度状态不是模式1的情况下(S162：否)，进入S164。在判断为速度状态是模式1的情况下(S162：是)，进入S163。

在S163中，反馈控制部60判断电机速度Msp是否大于目标电机速度Msp*。在判断为电机速度Msp是目标电机速度Msp*以下的情况下(S163：否)，进入S166，作为速度状态维持模式1。在判断为电机速度Msp大于目标电机速度Msp*的情况下(S163：是)，进入S167，将速度状态从模式1(加速)切换为模式2(恒定)。

在判断为当前的速度状态不是模式1的情况下(S163：否)所进入的S164中，反馈控制部60判断当前的速度状态是否是模式2。在判断为当前的速度状态不是模式2的情况下(S164：否)、即当前的速度状态是模式3的情况下，进入S168，作为速度状态维持模式3(减速)。在判断为当前的速度状态是模式2的情况下(S164：是)，进入S165。

在S165中，反馈控制部60判断目标电机速度的本次值是否小于目标电机速度Msp*的前次值。在图中，将目标电机速度的本次值记述为Msp*(n)，将前次值记述为Msp*(n-1)。在判断为目标电机速度的本次值Msp*(n)是前次值Msp*(n-1)以上的情况下(S165：否)，进入S167，作为速度状态维持模式2(恒定)。在判断为目标电机速度的本次值Msp*(n)小于前次值Msp*(n-1)的情况下(S165：是)，进入S168，将速度状态从模式2(恒定)切换为模式3(减速)。

在继S166～S168之后所进入的S169中，反馈控制部60判断电机10的速度状态是否是模式1。在判断为速度状态是模式1的情况下(S169：是)，进入S170。在判断为速度状态不是模式1的情况下(S169：否)、即速度状态是模式2或者模式3的情况下，进入S171。

在S170中，FB值设定部63将电机速度Msp作为速度反馈值Msp_fb，输出给速度偏差运算部64。

在S171中，FB值设定部63将进相补偿值Msp_pl作为速度反馈值Msp_fb，输出给速度偏差运算部64。

在S172中，控制器65运算FB占空比D_fb。

在S173中，FF校正值运算部66运算与速度状态对应的FF占空比D_ff。

在S174中，FF项校正部67将FB占空比D_fb和FF占空比D_ff相加，运算占空比指令值D。

在S175中，PWM信号生成部69根据被实施电压校正后的占空比指令值D生成PWM信号。根据所生成的PWM信号控制开关元件411～416、421～426的接通断开动作，由此控制电机10的驱动。

返回到图7，在判断为角度偏差e是角度判定阈值e_th以下的情况下(S105：否)所进入的S107中，切换控制部75将对固定相通电控制的持续时间进行计时的定时器的计数值即定时器值Tc加1。

在S108中，切换控制部75判断定时器值Tc是否小于持续时间判定阈值Tth。持续时间判定阈值Tth是根据使固定相通电控制持续的通电持续时间Ta(例如100ms)而设定的值。在判断为定时器值Tc小于持续时间判定阈值Tth的情况下(S108：是)，进入S109。在判断为定时器值Tc是持续时间判定阈值Tth以上的情况下，进入S110。

在从开始进行固定相通电控制起尚未经过通电持续时间Ta的情况下所进入的S109中，切换控制部75选择固定相通电控制作为电机10的控制状态。

在从开始进行固定相通电控制起经过了通电持续时间的情况下所进入的S110中，切换控制部75将电机10的控制状态设为通电断开控制。在通电断开控制中，向电机驱动器41、42输出将电机驱动器41、42的所有开关元件411～416、421～416断开的信号，将开关元件411～416、421～416断开。由此，在通电断开控制时，不向电机10侧供给电力。另外，在起动开关被接通的期间，电机继电器46、47被持续接通，因而在通电断开控制中电机继电器46、47也被接通。

并且，ECU 50将通电标志设为无效。

根据图9的时序图说明切换控制处理。图9将共同时间轴作为横轴，从上段起示出了驾驶员请求换挡挡位、通电标志、电机10的角度、电机10的控制状态、电机速度。电机10的角度用编码器13的计数值表示。

如图9所示，当在时刻x1以前驾驶员请求换挡挡位被维持在P挡位的情况下，将电机10的控制状态设为通电断开控制。

在时刻x1，在驾驶员请求换挡挡位从P挡位变化为D挡位时，通电标志从无效切换为有效。切换控制部75将电机10的控制状态从通电断开控制切换为反馈控制。

并且，设定与驾驶员请求换挡挡位对应的目标计数值Cen*。在请求换挡挡位切换的时刻x1刚刚之后，将电机10的速度状态设为模式1(加速状态)，以最大加速占空比控制电机10。并且，在加速状态下，反馈尚未进行进相补偿的电机速度Msp。

在时刻x2，在电机速度Msp与目标电机速度Msp*一致时，将速度状态切换为模式2(恒定状态)。在恒定状态下，将FF占空比D_ff设为速度维持占空比，并反馈进相补偿值Msp_pl。

在时刻x3，在目标电机速度Msp*转变为下降时，将速度状态切换为模式3(减速状态)。在减速状态下，将FF占空比D_ff设为减速校正占空比，并反馈进相补偿值Msp_pl。

关于速度状态的判别，怎样判别都可以，例如使用电机速度Msp的微分值等。

在本实施方式中，为了提高响应性，反馈作为电机位置的实际计数值Cen及电机速度Msp，来进行反馈控制。在此，若为了提高反馈控制中的响应性而增大反馈增益，则由于电机10的旋转角的检测延迟、检测的分辨率，电机速度Msp有可能波动。如用双点划线表示的参考例那样，在恒定状态及减速状态下容易产生波动。

因此，在本实施方式中，在速度状态是恒定状态或者减速状态时，反馈对速度反馈值Msp_fb进行了进相补偿的速度进相值Msp_pl。由此，如实线所示，能够抑制在恒定时及减速时的电机速度Msp的波动。

另外，在图9中，将目标电机速度Msp*用单点划线来表示，并且为了避免线的重叠，用实线略微偏离电机速度Msp进行记述，而在恒定状态及减速状态下，优选通过反馈进相值Msp_pl，使电机速度Msp与目标电机速度Msp*大致一致。

在时刻x4，在目标计数值Cen*与实际计数值Cen之差即角度偏差e达到角度判定阈值e_th以下的情况下，将电机10的控制状态从反馈控制切换为固定相通电控制。通过设为固定相通电，能够使电机10快速停止。

在从时刻x4到经过通电持续时间Ta的时刻x5的期间，继续进行固定相通电控制。由此，能够使电机10可靠地停止，因而能够使止动辊26可靠地嵌入期望的凹部中。

在从开始固定相通电控制起经过了通电持续时间Ta的时刻x5，将控制状态设为通电断开控制，将通电标志设为无效。在一直到驾驶员请求换挡挡位再次变更的期间，维持通电标志的无效状态，作为电机10的控制状态，继续通电断开控制。由此，除换挡挡位切换时以外，不对电机10通电，因而与持续通电的情况相比，能够降低功耗。

另外，在图9中说明了驾驶员请求换挡挡位从P挡位被切换为D挡位的例子，但对于其它的挡位切换时的控制也同样。

在本实施方式中，作为线控换挡系统1的致动器的电机10，使用了DC无刷电机。通过使用DC无刷电机，与使用例如SR电机的情况相比，能够提高响应性及效率。特别是在目标计数值Cen*与实际计数值Cen之差大时，通过设为反馈控制，能够提高响应性。

另一方面，若为了提高响应性而增大例如反馈增益，则在速度状态是恒定状态或者减速状态时有可能产生波动。因此，在本实施方式中，在速度状态是恒定状态或者减速状态时，反馈进行了进相滤波处理的进相值Msp_pl。由此，能够抑制恒定时及减速时的波动。

并且，为了无波动地使电机10在规定的位置停止，若实际计数值Cen接近目标计数值Cen*，则从反馈控制切换为固定相通电控制。由此，能够抑制波动，适当地使电机10停止。

即，在本实施方式中，作为线控换挡系统1的致动器使用DC无刷电机，并切换反馈控制和固定相通电控制，由此能够同时实现换挡切换初期的响应性的提高和换挡切换完成时的稳定性。

如以上说明的那样，本实施方式的换挡挡位控制装置40通过控制电机10的驱动来切换换挡挡位，具有反馈控制部60、固定相通电控制部70和切换控制部75。

反馈控制部60根据电机10的实际角度(在本实施方式中是指实际计数值Cen)及电机10的旋转速度即电机速度Msp进行反馈控制。

固定相通电控制部70进行对根据实际角度而选择的固定相通电的固定相通电控制。

切换控制部75切换电机10的控制状态。

切换控制部75在切换了请求换挡挡位时，将控制状态设为反馈控制。并且，在根据请求换挡挡位决定的目标角度即目标计数值Cen*与实际计数值Cen的差分值即角度偏差e达到角度判定阈值e_th以下的情况下，切换控制部75将控制状态由反馈控制切换为固定相通电控制。

在本实施方式中，在切换了请求换挡挡位时设为反馈控制，由此能够提高响应性。特别是在本实施方式中，通过将作为电机位置的实际角度及电机速度Msp用于反馈控制中，能够抑制过冲及波动，提高响应性。

并且，在实际角度接近目标角度时，由反馈控制切换为固定相通电控制，由此能够适当地使电机10停止。

因此，能够适当地控制与换挡挡位的切换相关的电机10的驱动。

切换控制部75在从反馈控制切换为固定相通电控制起经过通电持续时间Ta的期间，继续进行固定相通电控制。并且，在从切换为固定相通电起经过了通电持续时间Ta的情况下，切换控制部75切换为切断对电机10的通电的通电断开控制。

通过在整个通电持续时间Ta中继续进行固定相通电控制，能够使电机10可靠地停止。并且，在经过了通电持续时间Ta后设为通电断开控制，由此能够降低功耗。

反馈控制部60具有目标速度设定部62及控制器65。目标速度设定部62根据角度偏差设定电机10的目标速度即目标电机速度Msp*。

控制器65运算作为反馈占空比指令值的FB占空比D_fb，以便使目标电机速度Msp*和电机速度Msp一致。如上所述，这里所讲的“电机速度”不限于电机速度Msp自身，也包含进行了进相补偿的值即进相值Msp_pl。

由此，能够适当地使用实际计数值Cen及电机速度Msp进行反馈控制。

(第2实施方式)

图10及图11A、图11B表示第2实施方式。在本实施方式中，切换控制处理与上述实施方式不同，因而以此点为中心进行说明。

根据图10所示的流程图说明本实施方式的切换控制处理。

S201～S204的处理与图7中的S101～S104的处理相同。

在S205中，切换控制部75判断角度偏差e是否大于第1角度判定阈值e_th1。第1角度判定阈值e_th1被设定为这样的值：在电机速度Msp大时即从电机10高速旋转的状态使电机10停止时，与不产生过冲的程度的值(例如机械角1°)对应的计数值。第1角度判定阈值e_th1被设定为大于后述的第2角度判定阈值e_th2的值。即，e_th1>e_th2。

在判断为角度偏差e大于第1角度判定阈值e_th1的情况下(S205：是)，进入S210，对电机10进行FB控制。在判断为角度偏差e是第1角度判定阈值e_th1以下的情况下(S205：否)，进入S206。

在S206中，切换控制部75判断电机速度Msp是否小于速度判定阈值Msp_th。速度判定阈值Msp_th是判定电机10是否高速旋转的值，例如被设定为800[rpm]。另外，速度判定阈值Msp_th可以设定为任意的值。在判断为电机速度Msp是速度判定阈值Msp_th以上的情况下(S206：否)，进入S208。在判断为电机速度Msp小于速度判定阈值Msp_th的情况下(S206：是)，进入S207。

在S207中，切换控制部75判断角度偏差e是否大于第2角度判定阈值e_th2。第2角度判定阈值e_th2被设定为例如与第1实施方式的角度判定阈值e_th相同程度的任意的值。在判断为角度偏差e大于第2角度判定阈值e_th2的情况下(S207：是)，进入S210。在判断为角度偏差e是第2角度判定阈值e_th2以下的情况下(S207：否)，进入S208。

S208、S209的处理与S107、S108的处理相同。

并且，S210的处理与S106的处理相同，S211、S212的处理与S109、S110的处理相同。

在本实施方式中，在电机速度Msp是速度判定阈值Msp_th以上的情况下，即电机10的旋转速度比较快的情况下，进行如下控制：在角度偏差e小于被设定为比第2角度判定阈值e_th2大的值的第1角度判定阈值e_th1的阶段，由FB控制进入固定相通电控制，使电机10停止。

另一方面，在电机速度Msp小于速度判定阈值Msp_th的情况下，即电机10的旋转速度比较慢的情况下，到角度偏差e达到第2角度判定阈值e_th2为止，继续进行FB控制，在角度偏差e变得小于第2角度判定阈值e_th2的情况下，进入固定相通电控制。

在图11A的例子中，在角度偏差e小于第2角度判定阈值e_th2时，从反馈控制切换为固定相通电控制，使电机10停止。在本实施方式中，将控制范围设为目标计数值Cen*±e_th2。换言之，根据控制范围设定第2角度判定阈值e_th2。

并且，将电机10实际停止的位置超过目标计数值Cen*的量设为过冲量θover。

如图11B所示，朝向控制下限值L的突入速度越大，则过冲量θover越大。因此，在电机10的旋转速度大的情况下，若角度判定阈值比较小，在目标位置刚刚之前切换为固定相通电控制，则电机10的停止位置有可能超过控制上限值H。另一方面，若在电机10的旋转速度大的情况下将角度判定阈值设定为比较大的值以防止过冲，则在电机10的旋转速度小的情况下，电机10有可能在控制下限值L的近前侧停止。

因此，在本实施方式中，切换控制部75根据电机10的旋转速度即电机速度Msp变更角度判定阈值。具体地，在电机速度Msp小于速度判定阈值Msp_th的情况下，将角度判定阈值设为第2角度判定阈值e_th2，在角度偏差e达到第2角度判定阈值e_th2以下的情况下，从反馈控制切换为固定相通电控制。并且，在电机速度Msp是速度判定阈值Msp_th以上的情况下，将角度判定阈值设为大于第2角度判定阈值e_th2的第1角度判定阈值e_th1，在角度偏差达到第1角度判定阈值e_th1以下的情况下，从反馈控制切换为固定相通电控制。

即，在本实施方式中，电机速度Msp越大，则在目标位置的越近前侧切换为固定相通电控制。

通过使得能够根据电机速度Msp来变更从反馈控制切换为固定相通电控制的定时，能够在电机10停止时减小停止位置和目标位置的误差，能够使电机10在控制范围内可靠地停止。

并且，发挥与上述实施方式相同的效果。

(其它实施方式)

在上述实施方式中，电机是永磁铁式的三相无刷电机。在其它实施方式中，电机只要能够切换反馈控制和固定相通电控制，则可以使用任何的电机。并且，在上述实施方式中，在电机设有两组的绕组。在其它实施方式中，电机的绕组可以是一组，也可以是三组以上。

在上述实施方式中，在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，也可以在反馈控制中进行基于180°通电的矩形波控制。并且，不限于矩形波控制，也可以设为三角波比较方式或瞬时向量选择方式的PWM控制。

在上述实施方式中，使用编码器作为检测电机的旋转角的旋转角传感器。在其它实施方式中，旋转角传感器不限于编码器，也可以使用旋转变压器(resolver)等任何手段。并且，也可以替代编码器的计数值，而反馈能够换算为电机的旋转角的编码器计数值以外的值。对于固定相通电控制中的固定相的选择也是同样的。

在上述实施方式中，在速度状态为恒定状态或者减速状态时，反馈进行了进相滤波处理的进相值。在其它实施方式中，在速度状态是加速状态时也可以反馈进行了进相滤波处理的进相值。并且，还可以省略恒定状态及减速状态中的至少一方的进相滤波处理。

在第2实施方式中，使用一个速度判定阈值切换第1角度判定阈值和第2角度判定阈值。在其它实施方式中，也可以使用多个速度判定阈值，以在电机速度越大时，角度判定阈值越大的方式，分阶段地切换角度判定阈值。并且，也可以根据与电机速度对应的函数或映射等设定角度判定阈值。

在上述实施方式中，在止动板设有4个凹部。在其它实施方式中，凹部的数量不限于4个，几个都可以。例如，也可以将止动板的凹部设为2个，切换P挡位和notP挡位。并且，换挡挡位切换机构或驻车锁定机构等也可以与上述实施方式不同。

本发明不限于以上所述的上述任何实施方式，能够在不脱离发明的主旨的范围内以各种方式来实施。

本发明是根据实施方式进行记述的。但是，应理解为本发明不限于该实施方式及构造。本发明还包括各种变形例及均等范围内的变形。另外，各种的组合或方式、甚至在这些组合或方式中仅包括一个要素、包括其以上或者其以下的要素构成的其它的组合及方式，都应纳入在本发明的范畴或思想范围中。

Claims (5)

1.一种换挡挡位控制装置，通过控制电机(10)的驱动来切换换挡挡位，所述换挡挡位控制装置的特征在于，具有：

角度运算部(51)，根据检测所述电机的旋转角的旋转角传感器(13)的信号，运算实际角度；

速度运算部(52)，根据所述实际角度运算所述电机的旋转角度即电机速度；

反馈控制部(60)，根据所述实际角度及所述电机速度进行反馈控制；

固定相通电控制部(70)，进行对根据所述实际角度而选择的固定相通电的固定相通电控制；

切换控制部(75)，切换所述电机的控制状态，

所述反馈控制部具有：

目标速度设定部(62)，基于根据请求换挡挡位而决定的目标角度与所述实际角度的偏差即角度偏差，设定所述电机的目标速度；

反馈值设定部(63)，根据所述电机的速度状态设定所反馈的速度反馈值；以及

控制器(65)，以使所述目标速度和所述电机速度一致的方式，运算反馈占空比指令值，

所述切换控制部在切换了所述请求换挡挡位时，将所述控制状态设为所述反馈控制，

在所述角度偏差达到角度判定阈值以下的情况下，所述切换控制部将所述控制状态由所述反馈控制切换为所述固定相通电控制，

所述反馈值设定部，

在所述速度状态为恒定状态或减速状态时，进行使所述电机速度的相位前进的进相补偿，将速度进相值设为所述速度反馈值，

在所述速度状态为加速状态时，不进行所述进相补偿，将所述电机速度设为所述速度反馈值。

2.根据权利要求1所述的换挡挡位控制装置，其中，

所述切换控制部，

在从由所述反馈控制切换为所述固定相通电控制起经过通电持续时间的期间，使所述固定相通电控制继续，

在从切换为所述固定相通电控制起经过了所述通电持续时间的情况下，将所述控制状态切换为切断对所述电机通电的通电断开控制。

3.根据权利要求1所述的换挡挡位控制装置，其中，

所述切换控制部根据所述电机速度变更所述角度判定阈值。

4.根据权利要求1～3中任一项所述的换挡挡位控制装置，其中，

所述反馈控制部具有前馈校正值运算部(66)，该前馈校正值运算部根据所述电机速度运算前馈占空比。

5.根据权利要求4所述的换挡挡位控制装置，其中，

所述前馈校正值运算部根据加速状态、恒定状态及减速状态，使所述前馈占空比的运算不同。

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