CN110382928B - 换挡挡位控制装置 - Google Patents

Abstract

换挡挡位控制装置(40)具备角度运算部(51)、目标角度设定部(55)、学习部(52)、以及驱动控制部(56)。学习部(52)基于电机角度以及输出轴信号，学习电机角度目标值的运算所使用的修正值。学习部(52)基于第1变化点值以及第2变化点值中的至少一方，学习修正值，该第1变化点值是在旋转部件(21)从卡合部件(26)处于谷部(221～224)的中心的状态起向第1方向旋转时，输出轴信号发生变化的时刻的电机角度，该第2变化点值是在旋转部件(21)从卡合部件(26)处于谷部(221～224)的中心的状态起向第2方向旋转时，输出轴信号发生变化的时刻的电机角度。

Description

换挡挡位控制装置

关联申请的相互参照

本申请基于2017年6月16日申请的日本专利申请2017－118563号，在此引用其记载内容。

技术领域

本申请涉及一种换挡挡位控制装置。

背景技术

以往，已知有根据来自驾驶员的换挡挡位切换请求来控制电机，从而对换挡挡位进行切换的换挡挡位切换装置。例如在专利文献1中设置有检测输出轴的旋转角的输出轴传感器，该输出轴与将电机的旋转减速并传递的减速机构的旋转轴嵌合连结。

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

另外，例如作为输出轴传感器，在使用值阶跃式地变化的传感器的情况下，与值线性变化的传感器等相比检测精度较差。若使用这样的输出轴传感器而电机的控制精度降低，则在例如作为电机而使用DC无刷电机那样产生齿槽转矩的电机的情况下，由于齿槽转矩的影响，担心不能使卡合部适当地嵌入与目标挡位对应的凹部。本申请的目的在于提供能够实现高精度的定位控制的换挡挡位控制装置。

本申请的换挡挡位控制装置在换挡挡位切换系统中，通过控制电机的驱动来切换换挡挡位。换挡挡位切换系统具备电机、旋转部件、卡合部件、旋转角传感器、以及输出轴传感器。旋转部件形成有多个谷部以及谷部之间的峰部，与被传递电机的旋转的输出轴一体旋转。卡合部件能够卡合于与换挡挡位对应的谷部。电机旋转角传感器输出与电机的旋转位置对应的电机旋转角信号。输出轴传感器输出与输出轴的旋转位置对应的输出轴信号。

换挡挡位控制装置具备角度运算部、目标角度设定部、学习部、以及驱动控制部。角度运算部基于电机旋转角信号，运算电机角度。目标角度设定部设定与目标换挡挡位对应的电机角度目标值。学习部基于电机角度以及输出轴信号，学习电机角度目标值的运算中所使用的修正值。驱动控制部控制电机的驱动以使电机角度成为电机角度目标值。

在卡合部件从嵌合于谷部的状态起向相邻的谷部移动时，输出轴信号以在移动前后为不同值的方式阶跃式地变化。将使卡合部件从与P挡位对应的谷部向与P挡位以外对应的谷部移动的旋转部件的旋转方向设为第1方向，将与第1方向相反方向的旋转方向设为第2方向。学习部基于第1变化点值以及第2变化点值中的至少一方学习修正值，该第1变化点值是在旋转部件从卡合部件处于谷部的中心的状态起向第1方向旋转时，输出轴信号发生变化的时刻的电机角度，该第2变化点值是在旋转部件从卡合部件处于谷部的中心的状态起向第2方向旋转时，输出轴信号发生变化的时刻的电机角度。

在本申请中，基于在旋转部件向第1方向旋转时以及向第2方向旋转时中的至少一种情况下输出轴信号发生变化的时刻的电机角度即第1变化点值以及第2变化点值，运算修正值。并且，通过使用运算出的修正值设定电机角度目标值，从而即使在电机产生齿槽转矩的情况下，也能够高精度定位控制电机以使卡合部件适当地嵌合于与目标换挡挡位对应的谷部。

附图说明

本申请的上述目的以及其他目的、特征及优点通过参照附图及下述的详细记叙而更加明确。其附图为：

图1是表示一实施方式的线控换挡系统的立体图。

图2是表示一实施方式的线控换挡系统的概略结构图。

图3是说明一实施方式的基于输出轴信号的间隙宽度的学习的说明图。

图4是说明一实施方式的学习处理的流程图。

图5是说明一实施方式的目标角度设定处理的流程图。

具体实施方式

(一实施方式)

以下，基于附图说明换挡挡位控制装置。如图1以及图2所示，作为一实施方式的换挡挡位切换系统的线控换挡系统1具备电机10、换挡挡位切换机构20、驻车锁定机构30、以及换挡挡位控制装置40等。电机10通过由搭载于未图示的车辆的电池供电而旋转，作为换挡挡位切换机构20的驱动源发挥功能。本实施方式的电机10是永久磁铁式的DC无刷电机。

如图2所示，作为电机旋转角传感器的编码器13检测电机10的未图示的转子的旋转位置。编码器13例如是磁式的旋转编码器，包括与转子一体旋转的磁铁、磁检测用的霍尔IC等。编码器13与转子的旋转同步地按规定角度输出A相以及B相的脉冲信号。以下，将来自编码器13的信号设为电机旋转角信号SgE。在本实施方式中，编码器13利用对A相、B相各输出一个信号的单路系统构成。在本实施方式中，编码器13与输出轴传感器16相比角度检测精度高。减速机14设置于电机10的电机轴105(参照图3)与输出轴15之间，将电机10的旋转减速而向输出轴15输出。由此，电机10的旋转被传递至换挡挡位切换机构20。

输出轴传感器16具有第1传感器部161以及第2传感器部162，对输出轴15的旋转位置进行检测。本实施方式的输出轴传感器16是检测后述的设置于作为旋转部件的止动板21的靶215(参照图1)的磁场的变化的磁传感器，安装于能够检测靶215的磁场的位置。在图中，将第1传感器部161记载为“传感器1”，将第2传感器部162记载为“传感器2”。

传感器部161、162是具有检测靶215的磁场的变化的磁阻效应元件(MR元件)的所谓的MR传感器。第1传感器部161检测与靶215的旋转位置对应的磁场，将输出轴信号Sg1向ECU 50输出。第2传感器部162检测与靶215的旋转位置对应的磁场，将输出轴信号Sg2向ECU50输出。本实施方式的输出轴传感器16具有2个传感器部161、162，分别独立地向ECU 50发送输出轴信号Sg1、Sg2。即，输出轴传感器16为双路系统。

在本实施方式中，将输出轴传感器16设为通过非接触检测靶215的磁场的变化的磁传感器。由此，与接点式的传感器相比，能够不大幅度变更促动器侧的结构地容易将输出轴信号Sg1、Sg2多路复用。通过将输出轴信号Sg1、Sg2多路复用(在本实施方式中为双路复用)，能够满足针对较高安全性的要求，因此输出轴信号Sg1、Sg2适合用于例如线控换挡系统1的诊断、故障安全等的异常监视等。

如图1所示，换挡挡位切换机构20具有止动板21以及止动弹簧25等，将从减速机14输出的旋转驱动力传递至手动阀28以及驻车锁定机构30。止动板21固定于输出轴15，通过电机10的驱动与输出轴15一体旋转。

在止动板21设置有与输出轴15平行突出的销24。销24与手动阀28连接。通过止动板21被电机10驱动，从而手动阀28沿轴向往反移动。即，换挡挡位切换机构20将电机10的旋转运动转换为直线运动并向手动阀28传递。手动阀28设置于阀体29。通过手动阀28沿轴向往返移动，向未图示的油压离合器的油压供给路被切换，油压离合器的卡合状态切换，由此换挡挡位被变更。

如图3示意所示，在止动板21的止动弹簧25侧设置有4个谷部221～224。详细而言，第1谷部221与P挡位对应，第2谷部222与R挡位对应，第3谷部223与N挡位对应，第4谷部224与D挡位对应。此外，在第1谷部221与第2谷部222之间设置有第1峰部226，在第2谷部222与第3谷部223之间设置有第2峰部227，在第3谷部223与第4谷部224之间设置有第3峰部228。在图3中，点划线表示谷部221～224的中心位置。

这里，若着眼于第1峰部226，则第1谷部221与“P挡位侧谷部”对应，第2谷部222与“P挡位相反侧谷部”对应。若着眼于第2峰部227，则第2谷部222与“P挡位侧谷部”对应，第3谷部223与“P挡位相反侧谷部”对应。若着眼于第3峰部228，则第3谷部223与“P挡位侧谷部”对应，第4谷部224与“P挡位相反侧谷部”对应。

如图1所示，在止动板21设置有磁场根据输出轴15的旋转而变化的靶215。靶215由磁性体形成。靶215可以是与止动板21不同的部件，若止动板21为磁性体，则例如也可以通过对止动板21实施冲压加工等而形成。靶215形成为，根据输出轴15的旋转位置，作为输出轴传感器16的输出轴信号Sg1、Sg2的输出电压呈阶跃状变化。后详细叙述输出轴信号Sg1、Sg2。

止动弹簧25是能够弹性变形的板状部件，在前端设置作为卡合部件的止动辊26。止动辊26嵌入谷部221～224的某一个中。在本实施方式中，在止动板21形成的谷部221～224为4个，因此止动辊26卡合的卡合位置数为4。

止动弹簧25将止动辊26向止动板21的转动中心侧施力。若对止动板21施加规定以上的旋转力，则止动弹簧25弹性变形，止动辊26在谷部221～224间移动。通过止动辊26嵌入谷部221～224的某一个，从而限制止动板21的摆动，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以及驻车齿轮35。驻车杆31形成为大致L形状，一端311侧固定于止动板21。在驻车杆31的另一端312侧设置圆锥体32。圆锥体32形成为越朝向另一端312侧而越缩径。若止动板21向反转方向摆动，则圆锥体32向箭头P的方向移动。

驻车锁定杆33与圆锥体32的圆锥面抵接，设置成能够以轴部34为中心摆动。在驻车锁定杆33的驻车齿轮35侧设置能够与驻车齿轮35啮合的凸部331。若止动板21向反转方向旋转，圆锥体32向箭头P方向移动，则驻车锁定杆33被抬起，凸部331与驻车齿轮35啮合。另一方面，若止动板21向正转方向旋转，圆锥体32向箭头notP(非P)方向移动，则凸部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，能够与驻车锁定杆33的凸部331啮合地设置。通过驻车齿轮35与凸部331啮合，车轴的旋转被限制。在换挡挡位为P以外的挡位即非P(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。此外，在换挡挡位为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所示，换挡挡位控制装置40具有电机驱动器41以及ECU 50等。电机驱动器41输出向电机10的各相(U相、V相、W相)的通电所相关的驱动信号。在电机驱动器41与电池之间设置电机继电器46。电机继电器46在作为点火开关等的车辆的启动开关被接通时接通，向电机10侧供电。此外，电机继电器46在启动开关被断开时断开，切断向电机10侧的供电。

ECU 50将微型计算机等作为主体而构成，在内部具备均未图示的CPU、ROM、I/O以及将这些结构连接的总线等。ECU 50中的各处理既可以是由CPU执行预先存储于ROM等实体存储器装置(即，可读取的非暂时性有形记录介质)的程序而实现的软件处理，也可以是由专用的电子电路进行的硬件处理。

ECU 50基于驾驶员请求换挡挡位、来自制动器开关的信号以及车速等控制电机10的驱动，从而控制换挡挡位的切换。此外，ECU 50基于车速、加速器开度以及驾驶员请求换挡挡位等，控制变速用油压控制螺线管6的驱动。通过控制变速用油压控制螺线管6来控制变速级。变速用油压控制螺线管6设置有与变速级数等对应的根数。在本实施方式中，一个ECU 50控制电机10以及螺线管6的驱动，但也可以将控制电机10的电机控制用的电机ECU、与螺线管控制用的AT－ECU分开。以下，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、学习部52、目标角度设定部55、驱动控制部56、第1存储部61以及第2存储部62等。角度运算部51基于从编码器13输出的电机旋转角信号SgE，运算作为编码器13的计数值的编码器计数值θen。编码器计数值θen是与电机10的实际的机械角度以及电气角度对应的值。在本实施方式中，编码器计数值θen与“电机角度”对应。

学习部52基于编码器计数值θen以及输出轴信号Sg1、Sg2，运算间隙宽度θg。目标角度设定部55根据基于换挡开关等的驾驶员请求换挡挡位、车速、以及来自制动器开关的信号等，来设定目标换挡挡位。此外，目标角度设定部55根据目标换挡挡位，来设定作为电机角度目标值的目标计数值θcmd。驱动控制部56以电机10在编码器计数值θen成为目标计数值θcmd的旋转位置停止的方式，通过反馈控制等控制电机10的驱动。电机10的驱动控制的详细情况可以是任意的。

第1存储部61例如是RAM等易失性存储器。经由启动开关对第1存储部61供电。因此，在第1存储部61中存储的信息在启动开关被断开时被消除。第2存储部62例如是SRAM等易失性存储器。不经由启动开关而是从电池直接对第2存储部62供电。因此，在第2存储部62中存储的信息即使启动开关被断开也不被消除，而是在电池取下时消除。另外，作为第2存储部62，例如也可以使用EEPROM等非易失性存储器。

图3在上部分示意示出止动板21等，在下部分示出输出轴信号Sg1、Sg2。如图3所示，谷部221、222的中心间的角度设计值Kr，谷部222、223的中心间的角度设计值Kn，以及谷部223、224的中心间的角度设计值Kd预先存储于未图示的ROM等。此外，对于输出轴信号Sg1、Sg2发生变化的后述的角度θ1、θ3间的角度设计值K1，以及输出轴信号Sg1、Sg2发生变化的角度θ1与第1谷部221的中心之间的角度设计值K2，也预先存储于ROM等中。在本实施方式中，角度设计值Kn、Kr、Kd、K1、K2均设为与编码器13的计数值对应的值，但也可以是能够进行角度换算等的任意的值。

输出轴角度θs是与输出轴15的旋转位置对应的角度，将止动辊26处于第1谷部221与第1峰部226之间的规定的位置时的角度设为θ1，将止动辊26处于第2峰部227的顶点时的角度设为θ2，将止动辊26处于第3峰部228与第4谷部224之间的规定的位置时的角度设为θ3。在本实施方式中，角度θ1与保障驻车锁定机构30进行的驻车锁定的P锁定保障范围的边界值同样地设定。此外，角度θ3与由自动变速器5保障前进挡的油压的D油压保障范围的边界值同样地设定。

在输出轴角度θs小于角度θ1时，输出轴信号Sg1、Sg2在值V1固定。若输出轴角度θs成为角度θ1，则输出轴信号Sg1、Sg2从值V1向值V2变化。在输出轴角度θs为角度θ1以上且小于角度θ2的范围中，输出轴信号Sg1、Sg2在值V2固定。若输出轴角度θs成为角度θ2，则输出轴信号Sg1、Sg2从值V2向值V3变化。在输出轴角度θs为角度θ2以上且小于角度θ3的范围中，输出轴信号Sg1、Sg2在值V3固定。若输出轴角度θs成为角度θ3，则输出轴信号Sg1、Sg2向值V4变化。在输出轴角度θs为角度θ3以上时，输出轴信号Sg1、Sg2在值V4固定。

输出轴信号Sg1、Sg2的可取的值V1、V2、V3、V4离散，不取各值的中间值。此外，值V1与值V2、值V2与值V3、值V3与值V4之差设定为与分辨率、传感器误差等相比而足够大的值。即在本实施方式中，将随着止动辊26在谷部221～224间的移动，值从无法视为连续值的程度地不同的第1值向第2值切换定义为“值阶跃式地变化”。另外，值V1与值V2、值V2与值V3、值V3与值V4之差既可以相等也可以不同。另外，在本实施方式中，设为V1＜V2＜V3＜V4来进行说明，但值V1～V4的大小关系也可以不同。

在本实施方式中，止动辊26的卡合位置数为4个，以输出轴信号Sg1、Sg2根据止动辊26的卡合位置4阶段地变化的方式，设置输出轴传感器16以及靶215。即在本实施方式中，卡合位置数与输出轴信号Sg1、Sg2可取的输出电压的阶段数一致。例如，作为参考例，在输出轴信号是与输出轴15的旋转位置对应地连续变化的模拟信号的情况下，需要AD转换等处理。在本实施方式中，输出轴信号Sg1、Sg2与挡位对应地阶跃式地变化。只要输出轴信号Sg1、Sg2为4阶段程度，则不需要输出轴传感器16内的AD转换等处理，因此能够使输出轴传感器16的结构简单化。

在图3的上部分记载的图中，概念性地示出电机轴105与输出轴15之间的“游隙”。这里，记载为输出轴15与减速机14为一体，电机轴105能够在减速机14的游隙的范围内移动，但也可以构成为电机轴105与减速机14为一体，在减速机14与输出轴15之间存在“游隙”。这里，电机轴与输出轴之间的“游隙”以在减速机14的齿轮与电机轴105之间存在的游隙为中心进行了说明，但“游隙”也能够设为在电机轴105与输出轴15之间存在的游隙、间隙等的合计。以下适当地将电机轴105与输出轴15之间的游隙的合计设为间隙宽度θg。此外，实际上，通过止动板21与输出轴15一体旋转，从而止动辊26在谷部221～224间移动，但在图3中，图示为止动辊26与输出轴15一同移动。

在电机轴105与输出轴15之间设置有减速机14，存在包含齿隙的“游隙”。在本实施方式中，电机10为DC无刷电机，在向电机10的通电停止时，由于齿槽转矩等的影响，有时电机轴105在游隙的范围内旋转，电机轴105与输出轴15分离。此外，在止动辊26从谷部221～224的中心偏离的位置断开电机10的通电的情况下，由于齿槽转矩的影响，存在止动辊26无法通过止动弹簧25的弹簧力适当落入谷部221～224的隐患。因此，在本实施方式中，基于输出轴信号Sg1、Sg2以及编码器计数值θen，学习间隙宽度θg，并使用间隙宽度θg设定目标计数值θcmd，从而高精度地控制电机10的停止位置。

这里，对间隙宽度θg的学习进行说明。在图3中，以止动辊26向箭头A1方向移动的方式使止动板21旋转的旋转方向设为第1方向，以向箭头A2方向移动的方式使止动板21旋转的旋转方向设为第2方向。

在启动开关被断开时，换挡挡位为P挡位，止动辊26位于第1谷部221的中心。此时，存在电机10由于齿槽转矩而在间隙宽度θg的范围内旋转的隐患，在刚刚启动之后，难以确定电机10位于间隙宽度θg内的哪一位置。如箭头A1所示，若目标换挡挡位从P挡位向P挡位以外的挡位切换，则止动辊26通过止动板21的旋转从第1谷部221向第1峰部226侧移动。在止动辊26脱离第1谷部221的中心，成为所谓的“爬坡状态”时，电机轴105与输出轴15成为一体而旋转。

在本实施方式中，输出轴信号Sg1、Sg2发生变化的变化点即角度θ1设定于第1谷部221与第1峰部226之间。即，在使止动板21从止动辊26与对应于P挡位的第1谷部221嵌合的状态起向第1方向旋转时，在最初输出轴信号Sg1、Sg2发生变化的点，电机轴105是在间隙宽度θg的一端侧与减速机14抵接的状态。将此时的编码器计数值θen设为第1变化点值θenL存储于第1存储部61中。

此外，如箭头A2所示，若目标换挡挡位从D挡位向D挡位以外的挡位切换，则止动辊26通过止动板21的旋转，从第4谷部224向第3峰部228移动。在止动辊26脱离第4谷部224的中心，成为所谓的“爬坡状态”时，电机轴105与输出轴15成为一体而旋转。

在本实施方式中，输出轴信号Sg1、Sg2发生变化的变化点即角度θ3设定于第3峰部228与第4谷部224之间。即，在使止动板21从止动辊26与第4谷部224嵌合的状态起向第2方向旋转时，在最初输出轴信号Sg1、Sg2发生变化的点，电机轴105在间隙宽度θg的另一端侧与减速机14抵接。将此时的编码器计数值θen设为第2变化点值θenR存储于第1存储部61中。

作为第1变化点的角度θ1、与作为第2变化点的角度θ3之间的角度，作为角度设计值K1存储于第2存储部62中。因此，基于第1变化点值θenL、第2变化点值θenR、以及角度设计值K1，能够运算间隙宽度θg(参照式(1))。

θg＝{K1－(θenR－θenL)}…(1)

此外，预先存储作为第1变化点的角度θ1与第1谷部221的中心之间的角度设计值K2。因此，基于第1变化点值θenL、角度设计值K2、以及学习后的间隙宽度θg，能够运算止动辊26与第1谷部221嵌合、电机轴105位于间隙宽度θg的中心时的编码器计数值即P挡位中心计数值θp(参照式(2))。以下适当地，将电机轴105位于止动辊26与谷部221～224的中心嵌合时的间隙宽度θg的中心的状态，设为电机10位于谷部221～224的中心。

此外，由于各谷部221～224的中心间的角度作为角度设计值Kr、Kn、Kd而被存储，因此也能够运算电机10位于谷部222、223、224的中心时的编码器计数值即R挡位中心计数值θr、N挡位中心计数值θn以及D挡位中心计数值θd(参照式(3)～(5))。

θp＝θenL－K2－(θg/2)…(2)

θr＝θenL－K2－(θg/2)+Kr…(3)

θn＝θenL－K2－(θg/2)+Kr+Kn…(4)

θd＝θenL－K2－(θg/2)+Kr+Kn+Kd…(5)

并且，将与目标换挡挡位对应的中心计数值θp、θr、θn、θd设为目标计数值θcmd，控制电机10以使编码器计数值θen成为目标计数值θcmd，从而能够使电机10在谷部221～224的中心停止。只要电机10在谷部221～224的中心停止，则能够不受齿槽转矩的影响、利用止动弹簧25的弹簧力使止动辊26适当地嵌入与目标换挡挡位对应的谷部221～224。

这里，基于图4的流程图说明间隙宽度θg的学习处理。该处理在启动开关被接通时，通过学习部52以规定的周期执行。以下，将步骤S101的“步骤”省略，仅记作符号“S”。在最初的步骤S101中，学习部52判断第1学习完毕标志X_LN1是否被设置。在图中，将标志已被设置的状态设为“1”，未被设置的状态设为“0”。第1学习完毕标志X_LN1在第1变化点值θenL存储于第1存储部61中时被设置。另外，第1存储部61为易失性存储器，若启动开关被断开则第1变化点值θenL被消除，第1学习完毕标志X_LN1被复位。在判断为第1学习完毕标志X_LN1已被设置的情况下(S101：是)，移至S108。在判断为第1学习完毕标志X_LN1未被设置的情况下(S101：否)，移至S102。

在S102中，学习部52判断目标换挡挡位是否从P挡位切换为P挡位以外的挡位。这里，在前次处理中的目标换挡挡位为P挡位，本次处理中的目标换挡挡位为P挡位以外的情况下，为肯定判断，除此以外的情况为否定判断。在判断为目标换挡挡位从P挡位切换为P挡位以外的挡位的情况下(S102：是)，移至S103，设置第1学习中标志X_EX1。第1学习中标志X_EX1是表示处于第1变化点值θenL的学习中的标志。在判断为目标换挡挡位未被切换的情况下(S102：否)，移至S104。

在S104中，学习部52判断第1学习中标志X_EX1是否被设置。在判断为第1学习中标志X_EX1未被设置的情况下(S104：否)，移至S108。在判断为第1学习中标志X_EX1已被设置的情况下(S104：是)，移至S105。

在S105中，学习部52判断输出轴信号Sg1、Sg2是否从值V1变化为值V2。在判断为输出轴信号Sg1、Sg2未从值V1变化的情况下(S105：否)，移至S108。在判断为输出轴信号Sg1、Sg2从值V1变化为值V2的情况下(S105：是)，移至S106。

在S106中，学习部52将现在的编码器计数值θen作为第1变化点值θenL存储于第1存储部61中。在S107中，学习部52设置第1学习完毕标志X_LN1，将第1学习中标志X_EX1复位。

在S108中，学习部52判断第2学习完毕标志X_LN2是否已被设置。第2学习完毕标志X_LN2在间隙宽度θg存储于第2存储部62中时被设置。第2学习完毕标志X_LN2一旦间隙宽度θg的学习结束后，即使启动开关被断开也不被复位。此外，第2学习完毕标志X_LN2由于电池被取下、或发生电池耗尽等而在间隙宽度θg被消除时复位。并且此外，第2学习完毕标志X_LN2在启动开关的接通断开的切换从间隙宽度θg的前次的学习起被进行规定次数(例如，数千次)时被复位，进行间隙宽度θg的再学习。在判断为第2学习完毕标志X_LN2已被设置的情况下(S108：是)，不进行S109以后的处理，结束本程序。在判断为第2学习完毕标志X_LN2未被设置的情况下(S108：否)，移至S109。

在S109中，学习部52判断目标换挡挡位是否从D挡位切换为D挡位以外的挡位。这里，在前次处理中的目标换挡挡位为D挡位，本次处理中的目标换挡挡位为D挡位以外的情况下，为肯定判断，除此以外的情况为否定判断，移至S111。在判断为目标换挡挡位从D挡位切换为D挡位以外的挡位的情况下(S109：是)，移至S110，设置第2学习中标志X_EX2。第2学习中标志X_EX2是表示处于第2变化点值θenR的学习中的标志。

在S111中，学习部52判断第2学习中标志X_EX2是否已被设置。在判断为第2学习中标志X_EX2未被设置的情况下(S111：否)，不进行以后的处理，结束本程序。在判断为第2学习中标志X_EX2已被设置的情况下(S111：是)，移至S112。

在S112中，学习部52判断输出轴信号Sg1、Sg2是否从值V4变化为值V3。在判断为输出轴信号Sg1、Sg2是值V4的情况下(S112：否)，不进行S113以后的处理，结束本程序。在判断为输出轴信号Sg1、Sg2从值V4变化为值V3的情况下(S112：是)，移至S113。

在S113中，学习部52将现在的编码器计数值θen设为第2变化点值θenR。在S114中，学习部52设置第2学习完毕标志X_LN2，将第2学习中标志X_EX2复位。在S115中，学习部52根据式(1)运算间隙宽度θg，将运算出的间隙宽度θg存储于第2存储部62。

基于图5的流程图说明目标角度设定处理。该处理通过目标角度设定部55以规定的周期执行。在S201中，目标角度设定部55取得从换挡开关等输入的驾驶员请求换挡挡位、车速、以及制动器信号等。在S202中，目标角度设定部55基于驾驶员请求换挡挡位、车速、以及制动器信号等，来设定目标换挡挡位。

在S203中，目标角度设定部55根据目标换挡挡位，利用式(2)～(5)设定目标计数值θcmd。另外，也可以是在运算出间隙宽度θg后，预先运算中心计数值θp、θr、θn、θd并存储于第1存储部61等，并读取存储的值。

如以上说明那样，换挡挡位控制装置40在线控换挡系统1中，通过控制电机10的驱动来切换车辆的换挡挡位。线控换挡系统1具备电机10、止动板21、止动辊26、编码器13、以及输出轴传感器16。止动板21形成多个谷部221～224以及谷部221～224之间的峰部226～228，与被传递电机10的旋转的输出轴15一体旋转。止动辊26能够与对应于换挡挡位的谷部221～224卡合。编码器13输出与电机10的旋转位置对应的电机旋转角信号SgE。输出轴传感器16输出与输出轴15的旋转位置对应的输出轴信号Sg1、Sg2。

换挡挡位控制装置40具备角度运算部51、目标角度设定部55、学习部52、以及驱动控制部56。角度运算部51基于电机旋转角信号SgE运算编码器计数值θen。目标角度设定部55设定与目标换挡挡位对应的目标计数值θcmd。学习部52基于编码器计数值θen以及输出轴信号Sg1、Sg2，学习目标计数值θcmd的运算所使用的修正值即间隙宽度θg。驱动控制部56控制电机10的驱动以使编码器计数值θen成为目标计数值θcmd。

输出轴信号Sg1、Sg2在止动辊26从与谷部221～224嵌合的状态起向相邻的谷部移动时，以移动的前后成为不同的值的方式阶跃式地变化。这里，将从P挡位向P挡位以外的挡位切换时的止动板21的旋转方向设为第1方向，将与第1方向朝向相反的旋转方向设为第2方向。另外，第1方向以及第2方向仅定义旋转方向，例如对于从R挡位向D挡位切换等那样，使止动板21从P挡位以外旋转的情况，也设为止动板21向第1方向旋转。

学习部52基于第1变化点值θenL以及第2变化点值θenR中的至少一方，学习间隙宽度θg，该第1变化点值θenL是止动板21从止动辊26处于谷部221～223的中心的状态起向第1方向旋转时，输出轴信号Sg1、Sg2发生变化的时刻的编码器计数值θen，该第2变化点值θenR是止动板21从止动辊26处于谷部222～224的中心的状态起向第2方向旋转时，输出轴信号Sg1、Sg2发生变化的时刻的编码器计数值θen。

在本实施方式中，学习部52基于第1变化点值θenL以及第2变化点值θenR，学习间隙宽度θg，该第1变化点值θenL是止动板21从止动辊26处于第1谷部221的中心的状态起向第1方向旋转时，输出轴信号Sg1、Sg2发生变化的时刻的编码器计数值θen，该第2变化点值θenR是止动板21从止动辊26处于第4谷部224的中心的状态起向第2方向旋转时，输出轴信号Sg1、Sg2发生变化的时刻的编码器计数值。此外，本实施方式的修正值可以说是对应于电机轴105与输出轴15之间的游隙的合计的值。

在本实施方式中，输出轴信号Sg1、Sg2是根据换挡挡位阶跃式地变化的信号。此外，基于止动板21向第1方向旋转时、以及向第2方向旋转时，输出轴信号Sg1、Sg2发生变化的时刻的编码器计数值θen即第1变化点值θenL以及第2变化点值θenR，运算间隙宽度θg。并且，通过使用运算出的间隙宽度θg设定目标计数值θcmd，无论在开始驱动电机10时电机轴105位于间隙内的哪一位置的情况下，均能够控制为电机10成为谷部221～224的中心。由此，即使在电机10产生齿槽转矩的情况下，也能够高精度定位控制电机10以使止动辊26与对应于目标换挡挡位的谷部221～224适当嵌合。

在止动辊26为第1峰部226的P挡位侧谷部即第1谷部221的中心与第1峰部226的顶点之间时，输出轴信号Sg1、Sg2的值发生变化。第1变化点值θenL是止动辊26从第1谷部221向着第1峰部226的顶点移动时，所述输出轴信号的值发生变化的时刻的编码器计数值θen。此外，止动辊26为第3峰部228的P挡位相反侧谷部即第4谷部224的中心与第3峰部228之间时，输出轴信号Sg1、Sg2的值发生变化。第2变化点值θenR是止动辊26从第4谷部224向着第3峰部228移动时，输出轴信号Sg1、Sg2的值发生变化的时刻的编码器计数值θen。

在止动板21的旋转方向为第1方向、止动辊26处于第1谷部221的中心与第1峰部226的顶点之间时，在向行进方向侧偏向间隙的状态下，电机轴105与输出轴15一体旋转。此外，在止动板21的旋转方向为第2方向、止动辊26处于第4谷部224的中心与第3峰部228的顶点之间时，在向行进方向侧偏向间隙的状态下，电机轴105与输出轴15一体旋转。因此，通过使用电机轴105与输出轴15一体旋转时的编码器计数值θen，能够适当地学习间隙宽度θg。

间隙宽度θg存储于即使车辆的启动开关被断开信息也被保存的存储部即第2存储部62中。学习部52在每次启动开关被接通时学习第1变化点值θenL。此外，学习部52在第2存储部62中未存储有间隙宽度θg的信息的情况下，学习第2变化点值θenR。

通过在每次启动开关被接通时学习第1变化点值θenL，即使在因启动开关的断开使编码器13的值复位的情况下，也能够适当地设定目标计数值θcmd。此外，通过存储于即使启动开关被断开信息也被保存的第2存储部62中，在间隙宽度θg已被存储期间，能够省略第2变化点值θenR的学习。从第2变化点值θenR的学习起，启动开关的接通断开的切换被进行规定次数时，学习部52再学习第2变化点值θenR。由此，根据随时间的变化，能够适当重新设定间隙宽度θg。

(其他实施方式)

在上述实施方式中，学习部基于第1变化点值以及第2变化点值，学习作为修正值的间隙宽度。在其他的实施方式中，学习部例如也可以通过使用设计值，从而省略第1变化点值或者第2变化点值的学习的一方。

在上述实施方式中，第1变化点值在从P挡位向P挡位以外的挡位切换时学习。在其他的实施方式中也可以是，设为在止动辊26成为第2谷部222的中心与第2峰部227的顶点之间时，输出轴信号的值发生变化，将从R挡位向N挡位或者D挡位切换时，该变化时刻的电机角度设为第1变化点值。此外也可以是，设为在止动辊26成为第3谷部223的中心与第3峰部228的顶点之间时，输出轴信号的值发生变化，将从N挡位向D挡位切换时，该变化时刻的电机角度设为第1变化点值。

在上述实施方式中，第2变化点值在从D挡位向D挡位以外的挡位切换时学习。在其他的实施方式中也可以是，设为在止动辊26成为第3谷部223与第2峰部227的顶点之间时，输出轴信号的值发生变化，将从N挡位向R挡位或者P挡位切换时，该变化时刻的电机角度设为第2变化点值。此外也可以是，设为在止动辊26成为第2谷部222与第1峰部226的顶点之间时，输出轴信号的值发生变化，将从R挡位向P挡位切换时，该变化时刻的电机角度设为第2变化点值。在其他的实施方式中也可以构成为在多个位置的P挡位侧谷部的中心与峰部的顶点之间，输出轴信号发生变化。此外，也可以构成为在多个位置的P挡位相反侧谷部的中心与峰部的顶点之间，输出轴信号发生变化。

在上述实施方式中，输出轴信号发生变化的角度θ1与P锁定保障范围同样地设定。在其他的实施方式中，输出轴信号发生变化的角度θ1也可以与P锁定保障范围不同。此外，输出轴信号发生变化的角度θ1与D油压保障范围同样地设定。在其他的实施方式中，输出轴信号发生变化的角度θ3也可以与D油压保障范围不同。

在上述实施方式中，第2变化点值以及间隙宽度的学习在间隙宽度未存储于存储部中时、以及从前次的学习起启动开关的接通断开切换被进行规定次数时执行。在其他的实施方式中，第2变化点值以及间隙宽度的学习频度不限于此，例如也可以与第1变化点值同样地，在每次启动开关被接通时执行。

在上述实施方式中，修正值是相当于电机轴与输出轴之间的游隙的合计的间隙宽度。在其他的实施方式中，修正值既可以是能够运算间隙宽度等那样的值，例如也可以是与从间隙的中心至靠近间隙位置对应的值，即(θg/2)等。此外，修正值也可以是第1变化点值以及第2变化点值其本身。目标旋转位置设为通过与修正值对应的运算式运算得出。

在上述实施方式中，电机为DC无刷电机。在其他的实施方式中，电机例如也可以是开关磁阻型电机等任意的电机。在上述实施方式中，未提及电机的绕组线组数，绕组既可以是1组，也可以是多组。在上述实施方式中，电机旋转角传感器是编码器。在其他的实施方式中，电机旋转角传感器不限于编码器，也可以使用解算器(Resolver)等任意的装置。即，电机角度不限于编码器计数值，也可以是能够换算为电机角度等的任意值。

在上述实施方式中，使用MR传感器作为输出轴传感器。在其他的实施方式中，也可以使用MR传感器以外的磁传感器。此外，在上述实施方式中，为从输出轴传感器输出2个独立的输出轴信号的双路系统。在其他的实施方式中，从输出轴传感器输出的输出轴信号数既可以是1个也可以是3个以上。换言之，输出轴传感器既可以是单路系统，也可以是3路系统以上的多路系统。此外，电机旋转角传感器也可以是多路系统。

在上述实施方式中，旋转部件为止动板，卡合部件为止动辊。在其他的实施方式中，旋转部件以及卡合部件不限于止动板以及止动辊，形状等可以是任意的。此外，在上述实施方式中，在止动板设置有4个谷部。在其他的实施方式中，谷部的数量不限于4个，可以是任意个数。例如，也可以设为止动板的谷部的数量为2个，对P挡位与非P挡位进行切换。在上述实施方式中，卡合位置数与输出轴信号的阶段数一致。在其他的实施方式中，卡合位置数与输出轴信号的阶段数也可以不同，例如，也可以是对于相同的峰部，在P挡位侧谷部侧以及P挡位相反侧谷部侧，输出轴信号的值分别进行切换。此外，换挡挡位切换机构、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，在电机轴与输出轴之间设置减速机。减速机的详细内容在上述实施方式中未提及，例如，可以是使用摆线齿轮、行星齿轮、从与电机轴大致同轴的减速机构向驱动轴传递转矩的正齿轮的构成，或使用将这些组合的构成等任意的构成。此外，在其他的实施方式中，既可以省略电机轴与输出轴之间的减速机，也可以设置减速机以外的机构。以上，本申请丝毫不限于上述实施方式，在不脱离其主旨的范围内能够以各种方式实施。

本申请以实施方式为基准进行了记叙。然而，本申请不限于该实施方式以及构造。本申请也包括各种变形例以及均等范围内的变形。此外，各种组合以及形态、进而包含仅其一要素、其以上或以下的其他组合以及形态也落入本申请的范畴以及思想范围内。

Claims (5)

1.一种换挡挡位控制装置，在换挡挡位切换系统(1)中，通过控制电机的驱动来切换换挡挡位，

所述换挡挡位切换系统(1)具备：

所述电机(10)；

旋转部件(21)，形成有多个谷部(221～224)以及所述谷部之间的至少一个峰部(226～228)，与被传递所述电机的旋转的输出轴(15)一体旋转；

卡合部件(26)，能够卡合于与换挡挡位对应的所述谷部；

电机旋转角传感器(13)，输出与所述电机的旋转位置对应的电机旋转角信号；以及

输出轴传感器(16)，输出与所述输出轴的旋转位置对应的输出轴信号，

所述换挡挡位控制装置的特征在于，具备：

角度运算部(51)，基于所述电机旋转角信号运算电机角度；

目标角度设定部(55)，设定与目标换挡挡位对应的电机角度目标值；

学习部(52)，基于所述电机角度以及所述输出轴信号，学习所述电机角度目标值的运算中所使用的修正值；以及

驱动控制部(56)，基于所述电机角度控制所述电机的驱动，以使所述电机角度成为所述电机角度目标值，

在所述卡合部件从嵌合于所述谷部的状态起向相邻的所述谷部移动时，所述输出轴信号以在移动前后成为不同值的方式阶跃式地变化，

若将从P挡位向P挡位以外的挡位切换时的所述旋转部件的旋转方向设为第1方向，将与所述第1方向相反方向的旋转方向设为第2方向，

则所述学习部基于第1变化点值以及第2变化点值中的至少一方学习所述修正值，所述第1变化点值是所述旋转部件从所述卡合部件处于所述谷部的中心的状态起向所述第1方向旋转时所述输出轴信号发生变化的时刻的所述电机角度，所述第2变化点值是所述旋转部件从所述卡合部件处于所述谷部的中心的状态起向所述第2方向旋转时所述输出轴信号发生变化的时刻的所述电机角度。

2.如权利要求1所述的换挡挡位控制装置，其中，

若将所述峰部中的某一个峰部的P挡位侧的所述谷部设为P挡位侧谷部，

则所述输出轴信号的值至少在一处所述卡合部件成为所述P挡位侧谷部的中心与所述某一个峰部的顶点之间时发生变化，

所述第1变化点值是在所述卡合部件从所述P挡位侧谷部向所述某一个峰部的顶点移动时所述输出轴信号的值发生变化的时刻的所述电机角度。

3.如权利要求1或2所述的换挡挡位控制装置，其中，

若将与所述峰部中的某一个峰部的P挡位相反一侧的所述谷部设为P挡位相反侧谷部，

则所述输出轴信号的值至少在一处所述卡合部件成为所述P挡位相反侧谷部的中心与所述某一个峰部的顶点之间时发生变化，

所述第2变化点值是在所述卡合部件从所述P挡位相反侧谷部向所述某一个峰部的顶点移动时所述输出轴信号的值发生变化的时刻的所述电机角度。

4.如权利要求1或2所述的换挡挡位控制装置，其中，

所述修正值被存储于即使车辆的启动开关被断开、信息也被保存的存储部(62)中，

所述学习部在每次所述启动开关被接通时，学习所述第1变化点值，

在所述存储部中未存储有所述修正值所涉及的信息的情况下，所述学习部学习所述第2变化点值。

5.如权利要求4所述的换挡挡位控制装置，其中，

所述学习部在从所述第2变化点值的前次的学习起所述启动开关的接通断开的切换被进行了规定次数时，再学习所述第2变化点值。

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