CN110678674B - 换挡挡位控制装置 - Google Patents

Abstract

旋转角传感器(13)检测电机(10)的旋转位置，输出与电机(10)的旋转位置相应的电机旋转角信号。输出轴传感器(16)检测与被传递电机(10)的旋转的输出轴(15)一体地旋转的靶(215)的磁场的变化，输出与输出轴(15)的旋转位置相应的输出轴信号。换挡挡位控制部(50)具有电机控制部(52)、角度运算部(51)以及异常监视部(55)。角度运算部(51)对基于输出轴信号的第一输出轴角度、以及基于输出轴信号和电机旋转角信号的第二输出轴角度进行运算。异常监视部(55)基于第一输出轴角度监视换挡挡位切换系统(1)的异常。换挡挡位控制部(50)向控制自动变速器(5)的变速级的变速器控制部(60)输出第二输出轴角度。

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5月29日申请的日本专利申请2017－105425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要求来控制电机，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

专利文献1中，作为输出轴传感器，例示与旋转角相应的输出电压线性变化的电位计、或者在与各挡位对应的旋转角范围内接通的开关。专利文献1的电位计、开关为接触式。因此，例如在为了满足对安全性的较高要求而将专利文献1的输出轴传感器多路复用的情况下，需要变更挡位切换机构的构造。本申请的目的在于提供一种能够容易地将输出轴传感器的信号多路复用的换挡挡位控制装置。

本申请的换挡挡位控制装置，控制换挡挡位切换系统，该换挡挡位切换系统通过控制电机的驱动而切换车辆的换挡挡位，该换挡挡位控制装置具备电机旋转角传感器、输出轴传感器、以及换挡挡位控制部。电机旋转角传感器检测电机的旋转位置，输出与电机的旋转位置相应的电机旋转角信号。输出轴传感器检测与被传递电机的旋转的输出轴一体地旋转的靶的磁场的变化，并输出与输出轴的旋转位置相应的输出轴信号。

换挡挡位控制部具有电机控制部、角度运算部以及异常监视部。电机控制部基于电机旋转角信号控制电机的驱动。角度运算部对基于输出轴信号的第一输出轴角度、以及基于输出轴信号和电机旋转角信号的第二输出轴角度进行运算。异常监视部基于第一输出轴角度监视换挡挡位切换系统的异常。换挡挡位控制部向控制自动变速器的变速级的变速器控制部输出第二输出轴角度。

输出轴传感器是通过检测靶的磁场的变化来检测输出轴的旋转位置的所谓的磁传感器。通过将输出轴传感器设为磁传感器，无需变更促动器侧的构成，就能够容易地将输出轴信号多路复用，能够满足对安全性的相对较高的要求。另外，角度运算部运算第一输出轴信号以及第二输出轴信号这两种信号。通过根据各种运算所要求的安全性要求、角度精度要求等分开使用第一输出轴角度与第二输出轴角度，能够适当地控制换挡挡位切换系统。

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输出轴信号的说明图。

图4是说明参考例的输出轴传感器为触点式开关的情况下的传感器信号的说明图。

图5是说明一实施方式的输出轴角度设计值的说明图。

图6是说明一实施方式的第二输出轴角度的运算的说明图。

图7是说明一实施方式的第二输出轴角度推断处理的流程图。

图8是说明一实施方式的液压控制处理的流程图。

图9是说明一实施方式的异常监视处理的流程图。

具体实施方式

以下，基于附图对换挡挡位控制装置进行说明。

(一实施方式)

图1以及如图2所示，作为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是开关磁阻型电机。以下，适当地将开关磁阻型电机称作“SR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具有第一传感器部161以及第二传感器部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，将第一传感器部161记载为“传感器1”，将第二传感器部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。第一传感器部161检测与靶215的旋转位置对应的磁场，将输出轴信号Sg1向后述的SBW－ECU50输出。第二传感器部162检测与靶215的旋转位置对应的磁场，将输出轴信号Sg2向SBW－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SBW－ECU50发送输出轴信号Sg1、Sg2。即，输出轴传感器16为双路系统。

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而驱动。在本实施方式中，将止动板21从止动弹簧25的基部离开的方向设为正转方向，将接近基部的方向设为反转方向。

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，向未图示的液压离合器的液压供给路被切换，液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侧设置有四个谷部221～224。谷部221～224与P、R、N、D的各挡位对应。另外，在P挡位所对应的谷部221与R挡位所对应的谷部222之间设置峰部226。在R挡位所对应的谷部222与N挡位所对应的谷部223之间设置峰部227。在N挡位所对应的谷部223与D挡位所对应的谷部224之间设置峰部228。

如图1所示，在止动板21以磁场根据输出轴15的旋转而变化的方式设置靶215。靶215由磁性体形成。靶215还可以是与止动板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以及作为换挡挡位控制部的线控换挡ECU50等。将线控换挡ECU适当地设为“SBW－ECU”。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启动开关被接通时接通，向电机10侧供电。另外，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。

SBW－ECU50基于驾驶员要求换挡挡位、来自制动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。作为变速器控制部的变速器ECU60基于加速器开度、车速、发动机转速以及后述的第二输出轴角度θtm等，控制变速用液压控制螺线管6的驱动。通过控制变速用液压控制螺线管6，控制变速级。变速用液压控制螺线管6设置有与变速级数等相应的根数。以下，将变速器ECU适当设为“TM－ECU”。

ECU50、60将微机等作为主体而构成，在内部具备均未图示的CPU、ROM(可读出非暂时性有形记录介质)、I/O以及连接这些构成的总线等。ECU50、60中的各处理既可以是由CPU执行预先存储于ROM等实体存储器装置的程序而进行的软件处理，也可以是由专用的电子电路进行的硬件处理。ECU50、60例如经由CAN(Controller Area Network)等构成为能够相互收发信息。

SBW－ECU50具有角度运算部51、电机控制部52以及异常监视部55。角度运算部51基于从编码器13取得的A相以及B相的信号运算电机角度θe。另外，角度运算部51对与输出轴15的旋转位置相应的第一输出轴角度θs以及第二输出轴角度θtm进行运算。第一输出轴角度θs基于从输出轴传感器16取得的输出轴信号Sg1、Sg2而运算。另外，第一输出轴角度θs的运算中未使用从编码器13取得的电机旋转角信号SgE。第二输出轴角度θtm基于从编码器13取得的电机旋转角信号SgE以及从输出轴传感器16取得的输出轴信号Sg1、Sg2而运算。SBW－ECU50将运算出的第二输出轴角度θtm向TM－ECU60发送。

电机控制部52根据基于编码器13的检测值的电机角度θe以及第一输出轴角度θs，控制电机10的驱动。另外，也可以取代第一输出轴角度θs而使用第二输出轴角度θtm。电机控制部52通过反馈控制等控制电机10的驱动，以使电机角度θe与和要求换挡挡位相应的目标电机旋转角一致。电机10的驱动控制的详细内容可以是任何一种。异常监视部55基于第一输出轴角度θs监视线控换挡系统1的异常。

在本实施方式中，卡合位置数为四个，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。

如图3所示，输出轴角度在止动辊26(图3中未图示)位于谷部221时设为0，将位于峰部226的顶点时的输出轴角度设为角度θpr，将位于峰部227时的输出轴角度设为角度θrn，将位于峰部228时的输出轴角度设为角度θnd。这里，设为θpr＜θrn＜θnd，并设定为通过从P挡位侧旋转到D挡位侧而变大，但也可以以通过从D挡位侧旋转到P挡位侧而变大的方式设定为反向。

例如在为了将换挡挡位从P挡位切换为D挡位而输出轴15旋转时，在输出轴角度比角度θpr小的情况下，输出轴信号Sg1、Sg2值在V1为恒定。若输出轴角度成为角度θpr，则输出轴信号Sg1、Sg2从值V1变化为值V2。在输出轴角度为角度θpr以上、且比角度θrn小的范围中，输出轴信号Sg1、Sg2值在V2为恒定。若输出轴角度成为角度θrn，则输出轴信号Sg1、Sg2从值V2变化为值V3。在输出轴角度为角度θrn以上、且比角度θnd小的范围中，输出轴信号Sg1、Sg2值在V3为恒定。若输出轴信号成为角度θnd，则输出轴信号Sg1、Sg2从值V3变化为值V4。在输出轴角度为角度θnd以上时，输出轴信号Sg1、Sg2在值V4为恒定。

换言之，输出轴信号Sg1、Sg2在P挡位时为值V1，在R挡位时为值V2，在N挡位时为值N3，在D挡位时为值V4。输出轴信号Sg1、Sg2的可取的值V1、V2、V3、V4是离散的，不取各值的中间值。另外，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一值向第二值切换这一情况定义为“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。

角度运算部51基于从输出轴传感器16输出的输出轴信号Sg1、Sg2，能够运算出输出轴15处于哪个角度范围。在本实施方式中，第一输出轴角度θs在输出轴信号Sg1、Sg2为值V1时是止动辊26位于谷部221的中心时的值，在输出轴信号Sg1、Sg2为值V2时是止动辊26位于谷部222的中心时的值，在输出轴信号Sg1、Sg2为值V3时是止动辊26位于谷部223的中心时的值，在输出轴信号Sg1、Sg2为值V4时是止动辊26位于谷部224的中心时的值。

图4是在输出轴传感器中使用了触点式的位置传感器的情况下的参考例。触点式的位置传感器包括P挡位开关(图中的“P－sw”)、R挡位开关(图中的“R－sw”)、N挡位开关(图中的“N－sw”)以及D挡位开关(图中的“D－sw”)这四个开关，与各个挡位对应，在自动变速器5产生与挡位相应的液压的区域内接通。另外，存在全部开关断开的不定区域Rn。

图4中说明的触点式的位置传感器具有四个开关，但与一个挡位对应的开关为一个，可视为单路系统。在将触点式的位置传感器多路复用的情况下，开关数变多。另外，在将触点式的传感器多路复用的情况下，存在需要变更促动器侧的构成的隐患。另外，在触点式的传感器中，存在无法满足功能安全的要求的隐患。

因此在本实施方式中，将输出轴传感器16设为通过非接触方式检测靶215的磁场的变化的磁传感器。由此，能够容易地将从输出轴传感器16输出的输出轴信号Sg1、Sg2多路复用。在本实施方式中，输出轴传感器16被双路复用，满足了相对较高的对安全性的要求。在本实施方式中，使用输出轴传感器16的检测值进行了线控换挡系统1的异常监视。

另外，例如在输出轴信号Sg1、Sg2是根据输出轴15的旋转位置连续地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，以输出轴信号Sg1、Sg2根据挡位阶跃式地变化的方式设置输出轴传感器16以及靶215。如果输出轴信号Sg1、Sg2为4阶段左右，则不需要输出轴传感器16内的AD转换等处理，因此能够简化输出轴传感器16的构成。

然而，如图4中说明那样，在自动变速器5中，在与输出轴15的旋转位置相应的规定的区域产生与换挡挡位相应的液压。因此在角度运算部51中，使用编码器13的检测值补充输出轴传感器16的检测值，运算出根据输出轴15的旋转大致连续地变化的第二输出轴角度θtm。

基于图5～图7对第二输出轴角度θtm的运算进行说明。图5是说明输出轴15的旋转位置所涉及的设计值K1～K3的图。如基于图3说明那样，在本实施方式中，构成为在止动辊26越过峰部226～228的定时，输出轴信号Sg1、Sg2变化。因此，在本实施方式中，将输出轴信号Sg1、Sg2变化的点与设计值K1、K2、K3建立关联地预先存储于未图示的ROM等。

在P挡位与R挡位之间输出轴信号Sg1、Sg2变化时的设计值K1是与P挡位所对应的谷部221和峰部226之间的角度相应的值。在R挡位与N挡位之间输出轴信号Sg1、Sg2变化时的设计值K2是和谷部221与峰部227之间的角度相应的值。在N挡位与D挡位之间输出轴信号Sg1、Sg2变化时的设计值K3是和谷部221与峰部228之间的角度相应的值。另外，在图中，将在P挡位与R挡位之间输出轴信号Sg1、Sg2变化的点记载为“P/R”，将在R挡位与N挡位之间输出轴信号Sg1、Sg2变化的点记载为“R/N”，将在N挡位与D挡位之间输出轴信号Sg1、Sg2变化的点记载为“N/D”。

图6是说明将换挡挡位从P挡位切换为D挡位的情况下的时序图，将横轴设为时间，从上起表示要求换挡挡位、输出轴角度、电机通电。在图6中，图6中的θes是以减速机14的齿轮比将电机角度θe换算为输出轴15的旋转角度的值，以下设为电机角度换算值。另外，对输出轴角度所对应的挡位标注括号而记载。另外，在图6中，为了进行说明，清楚地记载了电机角度换算值θes与第二输出轴角度θtm之差。

在时刻x1，若要求换挡挡位从P挡位切换为D挡位，则开始向电机10通电，伴随着电机10的旋转，电机角度换算值θes变化。直到止动辊26越过峰部226的时刻x2为止，第一输出轴角度θs不变化。因此，角度运算部51将换挡挡位为P挡位时的第二输出轴角度θtm设为0，在从时刻x1到时刻x2的期间，将作为电机角度换算值θes的变化量的角度变化量Δθ累计到前次值，作为第二输出轴角度θtm。

在时刻x2，若止动辊26越过峰部226，则第一输出轴角度θs阶跃式地变化。另外，在输出轴信号Sg1、Sg2变化的定时，将第二输出轴角度θtm设为设计值K1。从时刻x2到时刻x3的期间的第二输出轴角度θtm通过将角度变化量Δθ累计到前次值而运算。

在时刻x3，若止动辊26越过峰部227，则第一输出轴角度θs阶跃式地变化。另外，在输出轴信号Sg1、Sg2变化的定时，将第二输出轴角度θtm设为设计值K2。从时刻x3到时刻x4的期间的第二输出轴角度θtm通过将角度变化量Δθ累计到前次值而运算。

在时刻x4，若止动辊26越过峰部228，则第一输出轴角度θs阶跃式地变化。另外，在输出轴信号Sg1、Sg2变化的定时，将第二输出轴角度θtm设为设计值K3。从时刻x4到时刻x5的期间的第二输出轴角度θtm通过将角度变化量Δθ累计到前次值而运算。若止动辊26嵌合于谷部224，则电机10停止，在时刻x5，输出轴角度θs、θtm一致。然后，在止动辊26嵌合于谷部224之后的规定的定时即时刻x6，断开向电机10的通电。

基于图7的流程图对第二输出轴角度θtm的推断处理进行说明。该处理由角度运算部51以规定的周期(例如1ms)执行。以下，省略步骤S101的“步骤”，仅记述为符号“S”。关于其他步骤也相同。以下适当地对当前值标注(n)，对前次值标注(n－1)。在最初的S101中，角度运算部51从电机角度换算值θes的当前值减去前次值，运算角度变化量Δθ(参照式(1))。

Δθ＝θes(n)－θes(n－1)···(1)

在S102中，角度运算部51判断向电机10的通电是否断开。在判断为向电机10的通电接通的情况下(S102：否)，移至S104。在判断为向电机10的通电断开的情况下(S102：是)，移至S103。

在S103中，将第二输出轴角度θtm的当前值设为第一输出轴角度θs。在没有进行向电机10的通电时，止动辊26嵌合于谷部221～224中的某一个，且输出轴15不旋转，因此将基于输出轴传感器16的第一输出轴角度θs原样设为第二输出轴角度θtm即可。

在接通向电机10的通电的情况下(S102：否)所转移的S104中，角度运算部51判断是否是第一输出轴角度θs的变化点。这里，在输出轴信号Sg1、Sg2与前次值相比变化了判定阈值以上的情况下，判定为是第一输出轴角度θs的变化点。判定阈值与噪声、传感器误差等相比设定为充分大的值。在判断为是第一输出轴角度θs的变化点的情况下(S104：是)，移至S105。在判断为不是第一输出轴角度θs的变化点的情况下(S104：否)，移至S106。

在S105中，角度运算部51将第二输出轴角度θtm的当前值设为设计值Kz。这里，“z”是1、2、3中的任意一个值，如果是P挡位与R挡位之间的变化点，则设为设计值K1，如果是R挡位与N挡位之间的变化点，则设为设计值K2，如果是N挡位与D挡位之间的变化点，则设为设计值K3。

在S106中，角度运算部51将第二输出轴角度θtm的前次值加上在S101中运算出的角度变化量Δθ而得的值作为第二输出轴角度θtm的当前值(参照式(2))。

θtm(n)＝θtm(n－1)+Δθ···(2)

在接着S103、S105或者S106而转移的S107中，角度运算部51使运算出的第二输出轴角度θtm的当前值作为下次运算时的前次值，存储于不存储的RAM等存储部。运算出的第二输出轴角度θtm通过CAN通信等输出到TM－ECU60。

基于图8的流程图对TM－ECU60中的液压控制处理进行说明。该处理由TM－ECU60以规定的周期执行。液压控制处理的控制周期可以与SBW－ECU50中的各种运算周期相同，也可以不同。

在S201中，TM－ECU60取得液压控制所需的各种信息。TM－ECU60作为液压控制所需的信息之一，从SBW－ECU50取得第二输出轴角度θtm。除此之外，TM－ECU60取得车速、发动机转速以及加速器开度等信息。在S202中，TM－ECU60基于取得的第二输出轴角度θtm、车速、发动机转速以及加速器开度等，控制变速用液压控制螺线管6。另外，手动阀28根据止动板21的旋转位置确定轴向位置，因此第二输出轴角度θtm也能够视为手动阀轴角度。

基于图9的流程图对SBW－ECU50的异常监视部55中的异常监视处理进行说明。该处理由异常监视部55以规定的周期执行。异常监视处理的控制周期可以与其他处理相同，也可以不同。在S301中，异常监视部55判断线控换挡系统1是否产生了系统异常。在本实施方式中，在驾驶员要求换挡挡位与实际挡位不同的状态持续了持续判定时间以上的情况下，视为线控换挡系统1产生了异常。这里，在实际挡位的检测中使用第一输出轴角度θs。换言之，在线控换挡系统1的异常监视中，作为输出轴15的角度相关的信息，使用基于成为双路系统的输出轴传感器16的检测值的第一输出轴角度θs，不使用包含作为单路系统的编码器13的信息的第二输出轴角度θtm。另外，持续判定时间被设定为比换挡挡位的切换所需的时间(例如0.1～0.2s左右)充分长的时间(例如1s)。

在判断为线控换挡系统1未产生异常的情况下(S301：否)，不进行S302的处理而结束例程。在判断为线控换挡系统1产生了异常的情况下(S301：是)，移至S302。在S302中，SBW－ECU50使向电机10的通电断开。另外，SBW－ECU50向用户警告线控换挡系统1产生了异常。向用户的警告方法例如是使仪表板的警报灯点亮。警告方法并不局限于警报灯的点亮，也可以是语音下的引导等任意的方法。由此，催促将其带入修理工厂等。

在本实施方式中，将输出轴传感器16设为检测与止动板21一体地旋转的靶215的磁场的变化的非接触式的磁传感器。由此，无需大幅度变更促动器侧的构成，就能够使输出轴传感器16为多路系统(在本实施方式中双路系统)。另外，在线控换挡系统1的异常监视中，使用了基于输出轴传感器16的检测值的第一输出轴角度θs。由此，关于线控换挡系统1的异常监视，能够满足对功能安全的比较高的要求。

另一方面，对于TM－ECU60中的液压控制，相比于功能安全性，更要求角度精度。因此，除了信号呈阶跃状变化的输出轴传感器16的检测值之外，还使用虽然是单路系统但角度精度高的编码器13的检测值，生成第二输出轴角度θtm，用于TM－ECU60中的液压控制。第二输出轴角度θtm能够视为基于输出轴传感器16的检测值以及编码器13的检测值的合成信号。在TM－ECU60中的液压控制中，通过使用基于输出轴传感器16以及编码器13的检测值的第二输出轴角度θtm，能够适当地控制变速用液压控制螺线管6。

如以上说明那样，本实施方式的换挡挡位控制装置40通过控制电机10的驱动来控制切换车辆的换挡挡位的线控换挡系统1，具备编码器13、输出轴传感器16、以及SBW－ECU50。编码器13检测电机10的旋转位置，输出与电机10的旋转位置相应的电机旋转角信号SgE。输出轴传感器16检测与被传递电机10的旋转的输出轴15一体地旋转的靶215的磁场的变化，输出与输出轴15的旋转位置相应的输出轴信号Sg1、Sg2。

SBW－ECU50具有电机控制部52、角度运算部51、以及异常监视部55。电机控制部52基于电机旋转角信号SgE，控制电机10的驱动。角度运算部51运算基于输出轴信号Sg1、Sg2的第一输出轴角度θs、以及基于输出轴信号Sg1、Sg2和电机旋转角信号SgE的第二输出轴角度θtm。电机控制部52基于电机旋转角信号SgE，控制电机10的驱动。异常监视部55基于第一输出轴角度θs，监视线控换挡系统1的异常。SBW－ECU50向控制自动变速器5的变速级的TM－ECU60输出第二输出轴角度θtm。

本实施方式的输出轴传感器16是通过检测靶215的磁场的变化而检测输出轴15的旋转位置的所谓的磁传感器。通过使输出轴传感器16为磁传感器，无需变更促动器侧的构成，就能够容易地将输出轴信号Sg1、Sg2多路复用，能够满足对安全性的比较高的要求。

此外，角度运算部运算第一输出轴角度θs以及第二输出轴角度θtm这两种信号。这里，例如设为输出轴传感器16被多路复用，编码器13未被多路复用，并且编码器13的检测精度比输出轴传感器16更高。在该情况下，可以说第一输出轴角度θs满足相对较高的安全性要求，第二输出轴角度θtm满足相对较高的角度精度要求。在本实施方式中，在线控换挡系统1的诊断、故障安全等的异常监视中使用满足了相对较高的安全性要求的第一输出轴角度θs，在自动变速器5的控制中使用相对较角度精度高的第二输出轴角度θtm。根据各种运算所要求的安全性要求、角度精度要求等，分开使用第一输出轴角度θs与第二输出轴角度θtm，从而能够适当地控制线控换挡系统1。

靶215设于形成有供止动辊26根据换挡挡位而卡合的多个谷部221～224并与输出轴15一体地旋转的止动板21。输出轴信号Sg1、Sg2在止动辊26向相邻的谷部221～224移动时，以在移动的前后成为不同的值的方式阶跃式地变化。由此，能够适当地检测输出轴15的旋转位置。另外，如果输出轴信号Sg1、Sg2的输出为4阶段左右，则在输出轴传感器16中不需要AD转换处理等，因此例如与输出根据输出轴15的旋转而连续地变化相比，能够简化输出轴传感器16的构成。

第二输出轴角度θtm根据输出轴信号Sg1、Sg2变化的定时的输出轴15的旋转位置、以及基于电机旋转角信号SgE的输出轴15的旋转位置的变化量即角度变化量Δθ而运算。由此，能够基于输出轴传感器16以及编码器13的检测值适当地运算第二输出轴角度θtm。

(其他实施方式)

在上述实施方式中，电机是SR电机。在其他实施方式中，电机例如也可以是DC无刷电机等任意的电机。在上述实施方式中，未提及电机的绕组线组数，但绕组既可以是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。在其他实施方式中，电机旋转角传感器并不局限于编码器，也可以使用分解器(Resolver)等任意的装置。

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。另外，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，卡合位置数与输出轴信号的阶段数一致。在其他实施方式中，卡合位置数与输出轴信号的阶段数也可以不同。另外，输出轴信号并不局限于呈阶跃状变化的信号，也可以任意的信号。在上述实施方式中，在止动板从P挡位向D挡位方向旋转时，输出轴信号变大。在其他实施方式中，也可以构成为，在止动板从P挡位向D挡位方向旋转时，输出轴信号变小。

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。

在上述实施方式中，换挡挡位控制部与变速器控制部由不同的ECU构成。在其他实施方式中，换挡挡位控制部与变速器控制部也可以由一个ECU构成，在内部输出第二输出轴角度。以上，本申请不受上述实施方式的任何限定，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 (7)

1.一种换挡挡位控制装置，控制换挡挡位切换系统(1)，该换挡挡位切换系统(1)通过控制电机(10)的驱动而切换车辆的换挡挡位，所述换挡挡位控制装置具备：

电机旋转角传感器(13)，检测所述电机的旋转位置，输出与所述电机的旋转位置相应的电机旋转角信号；

输出轴传感器(16)，检测与被传递所述电机的旋转的输出轴(15)一体地旋转的靶(215)的磁场的变化，并输出与所述输出轴的旋转位置相应的输出轴信号；以及

换挡挡位控制部(50)，具有电机控制部(52)，所述电机控制部(52)基于所述电机旋转角信号来控制所述电机的驱动，

所述靶设置于旋转部件(21)，该旋转部件(21)形成有供卡合部件(26)根据换挡挡位而卡合的多个谷部(221～224)，并与所述输出轴一体地旋转，

所述换挡挡位控制装置的特征在于，

所述输出轴信号在所述卡合部件向相邻的所述谷部移动时，以在移动的前后成为不同的值的方式阶跃式地变化。

2.根据权利要求1所述的换挡挡位控制装置，其中，

所述换挡挡位控制部具有角度运算部(51)及异常监视部(55)，所述角度运算部(51)对基于所述输出轴信号的第一输出轴角度、以及基于所述输出轴信号和所述电机旋转角信号的第二输出轴角度进行运算，所述异常监视部(55)基于所述第一输出轴角度，监视所述换挡挡位切换系统的异常，所述换挡挡位控制部向控制自动变速器(5)的变速级的变速器控制部(60)输出所述第二输出轴角度。

3.如权利要求2所述的换挡挡位控制装置，其中，

所述第二输出轴角度是根据所述输出轴信号变化的定时下的所述输出轴的旋转位置、以及基于所述电机旋转角信号的所述输出轴的旋转位置的变化量进行运算而得到的。

4.如权利要求1所述的换挡挡位控制装置，其中，

所述卡合部件所卡合的谷部的数量与所述输出轴信号的阶段数一致。

5.如权利要求1所述的换挡挡位控制装置，其中，

所述旋转部件具有所述多个谷部、以及被设置在多个相邻的所述谷部之间的多个峰部(226～228)，

所述输出轴设定位于多个峰部时的输出轴角度(θpr、θrn、θnd)，

所述输出轴信号到第一输出轴角度(θpr)为止设为第一值(V1)，从所述第一输出轴角度(θpr)至第二输出轴角度(θrn)为止设为第二值(V2)，所述第一值及所述第二值为恒定的值。

6.如权利要求5所述的换挡挡位控制装置，其中，

所述第一值与所述第二值之差被设定为，与分辨率及传感器误差相比足够大的值。

7.如权利要求1所述的换挡挡位控制装置，其中，

所述输出轴传感器具有检测所述靶的磁场的变化的第一传感器部(161)以及第二传感器部(162)，通过分别独立地输出输出轴信号(Sg1、Sg2)来构成双路系统。

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