CN112088265B - 换挡挡位控制装置 - Google Patents

Abstract

换挡挡位控制装置(40)对换挡挡位切换系统(1)进行控制，换挡挡位切换系统(1)通过对马达(10)的驱动进行控制来切换换挡挡位。马达角度运算部(51)基于马达旋转角信号运算马达角度。输出轴信号取得部(52)从输出轴传感器(16)取得与输出轴(15)的旋转位置对应的输出轴信号。目标角度设定部(54)基于目标换挡挡位及输出轴信号设定目标旋转角度。驱动控制部(55)对马达(10)的驱动进行控制，以使马达角度成为目标旋转角度。目标角度设定部(54)在基于输出轴信号设定的目标旋转角度是旋转到比对应于切换前后的换挡挡位而设定的目标限制值更靠旋转方向里侧的值的情况下，将上述目标旋转角度设为上述目标限制值。

Description

换挡挡位控制装置

本申请基于2018年3月7日提出的日本专利申请第2018－040650号，这里引用其记载内容。

技术领域

本发明涉及换挡挡位控制装置。

背景技术

以往，已知有通过对马达进行驱动来切换换挡挡位的挡位切换机构。例如在专利文献1中，使用输出轴传感器的角度来设定目标马达旋转角。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：日本特许第4385768号

发明内容

在如专利文献1那样在马达的目标角度的设定中使用输出轴传感器的情况下，如果输出轴传感器的传感信号中产生噪声、或传感器发生异常等，则有可能马达的目标角度被设定在错误的位置。本发明是鉴于上述问题而做出的，目的在于提供能够适当地切换换挡挡位的换挡挡位控制装置。

本发明的换挡挡位控制装置对换挡挡位切换系统进行控制，该换挡挡位切换系统通过对马达的驱动进行控制来切换换挡挡位，上述换挡挡位控制装置具备马达角度运算部、输出轴信号取得部、目标角度设定部和驱动控制部。

马达角度运算部，从检测马达的旋转的马达旋转角传感器取得与马达的旋转位置对应的马达旋转角信号，基于马达旋转角信号运算马达角度。输出轴信号取得部从检测被传递马达的旋转的输出轴的旋转位置的输出轴传感器，取得与输出轴的旋转位置对应的输出轴信号。目标角度设定部基于目标换挡挡位及输出轴信号，设定目标旋转角度。驱动控制部对马达的驱动进行控制，以使马达角度成为目标旋转角度。

目标角度设定部在基于输出轴信号设定的目标旋转角度是旋转到比对应于切换前后的换挡挡位而设定的目标限制值更靠旋转方向里侧的值的情况下，将目标旋转角度设为目标限制值。由此，即使例如因输出轴信号的异常而设定了错误的目标旋转角度，也能够通过将目标旋转角度变更为目标限制值而适当地切换换挡挡位。

附图说明

关于本发明的上述目的及其他目的、特征及优点，一边参照附图一边通过下述详细的记述会更明确。

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是说明第1实施方式的目标计数值的设定的时间图。

图4是说明第1实施方式的目标计数值的设定的示意图。

图5是说明输出轴信号的异常时的目标计数值的误设定的时间图。

图6是说明输出轴信号的异常时的目标计数值的误设定的示意图。

图7是说明第1实施方式的目标计数值的设定的时间图。

图8是说明第1实施方式的目标角度设定处理的流程图。

图9是说明第1实施方式的目标角度设定处理的流程图。

图10是说明第1实施方式的马达控制处理的示意图。

图11是说明第2实施方式的马达控制处理的示意图。

具体实施方式

(第1实施方式)

基于附图说明换挡挡位控制装置。以下，在多个实施方式中，对于实质上相同的结构赋予相同的标号而省略说明。在图1～图10中表示第1实施方式的换挡挡位控制装置。如图1及图2所示，作为换挡挡位切换系统的线控换挡系统1具备马达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。

马达10被从搭载在未图示的车辆中的电池供给电力而旋转，作为换挡挡位切换机构20的驱动源发挥功能。本实施方式的马达10是开关磁阻马达，但也可以是DC马达等，使用怎样的种类都可以。

如图2所示，作为马达旋转角传感器的编码器13检测马达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，包括与转子一体地旋转的磁铁和磁检测用的霍尔IC等。编码器13同步于转子的旋转而按每规定角度输出A相及B相的脉冲信号。以下，将来自编码器13的信号作为马达旋转角信号SGN_en。减速机14设置在马达10的马达轴105(参照图4等)与输出轴15之间，将马达10的旋转减速并向输出轴15输出。由此，马达10的旋转被传递给换挡挡位切换机构20。

输出轴传感器16具有第1传感器部161及第2传感器部162，检测输出轴15的旋转位置。本实施方式的输出轴传感器16是对后述设置于作为旋转部件的止动板21的靶215(参照图1)的磁场变化进行检测的磁传感器，被安装在能够检测靶215的磁场的部位。在图中，将第1传感器部161记作“传感器1”，将第2传感器部162记作“传感器2”。

传感器部161、162是具有对靶215的磁场变化进行检测的磁阻效应元件(MR元件)的所谓MR传感器。第1传感器部161检测靶215的与旋转位置对应的磁场，将输出轴信号Sg1向后述的ECU50输出。第2传感器部162检测靶215的与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具有两个传感器部161、162，分别独立地向ECU50发送输出轴信号SGN_s1、SGN_s22。即，输出轴传感器16为双重系统。以下，将输出轴信号SGN_s1、SGN_s2一并简单记作输出轴信号SGN_s。

如图1所示，换挡挡位切换机构20具有止动板21及作为施力部件的止动弹簧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，被马达10驱动。在本实施方式中，将止动板21从止动弹簧25的基部远离的方向设为正旋转方向，将向基部接近的方向设为逆旋转方向。

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。通过用马达10将止动板21驱动，手动阀28在轴向上往复移动。即，换挡挡位切换机构20将马达10的旋转运动变换为直线运动，向手动阀28传递。手动阀28设置于阀身29。通过手动阀28在轴向上的往复移动，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从而换挡挡位被变更。

在止动板21的止动弹簧25侧，设有第1谷部221、第2谷部222以及形成在两个谷部221、222之间的峰部225(参照图5)。在本实施方式中，将距止动弹簧25的基部较近侧设为第2谷部222，将较远侧设为第1谷部221。在本实施方式中，谷部221对应于P挡位，谷部222对应于P挡位以外的非P(notP)挡位。此外，在止动板21，设有对止动辊26向谷部221、222的外侧方向的移动进行限制的壁部226、227。以下适当将P挡位侧的壁部设为第1壁部226，将非P挡位侧的壁部设为第2壁部227。

在止动板21设有靶215，靶215的磁场对应于输出轴15的旋转而变化。靶215由磁性体形成。靶215可以是与止动板21不同的部件，如果止动板21是磁性体，则例如可以通过对止动板21施以压力加工等而形成。靶215被形成为，对应于输出轴15的旋转位置，作为输出轴传感器16的输出轴信号SGN_s的输出电压阶跃状地变化。

如图4等所示，输出轴信号SGN_s取与P挡位对应的值V1、与非P挡位对应的值V3、以及中间值V2这3阶段的值。非P挡位是指P挡位以外的挡位。输出轴信号SGN_s能够取的值V1、值V2、值V3是离散的，不取各值的中间值。此外，值V1与值V2、值V2与值V3的差被设定为与传感器误差等相比充分大的值。即，在本实施方式中，输出轴信号SGN_s的值阶跃性地变化。作为补充，在本实施方式中，随着输出轴15的旋转，输出轴信号SGN_s切换为不能视为连续的程度的不同值，将这称为“值阶跃性地变化”。另外，值V1与值V2的差以及值V2与值V3的差既可以相等也可以不同。以下适当将值的切换称为“边沿(edge)”。

如图1所示，止动弹簧25是能够弹性变形的板状部件，在前端设有作为卡合部件的止动辊26。止动弹簧25将止动辊26向止动板21的转动中心侧施力。如果对止动板21作用规定以上的旋转力，则止动弹簧25弹性变形，止动辊26在谷部221、222间移动。通过使止动辊26嵌入到谷部221、222的某个中，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。止动辊26当换挡挡位为非P挡位时向谷部222嵌入，当P挡位时向谷部221嵌入。在本实施方式中，对应于换挡挡位，将通过止动弹簧25的施力而止动辊26嵌入的部位作为谷部221、222的最底部。

驻车锁定机构30具有驻车杆31、圆锥体32、驻车锁定柱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，越是朝向另一端312侧越是缩径。如果止动板21向逆旋转方向摆动，则圆锥体32向P方向移动。

驻车锁定柱33与圆锥体32的圆锥面抵接，能够以轴部34为中心摆动地设置。在驻车锁定柱33的驻车齿轮35侧，设有能够与驻车齿轮35啮合的凸部331。如果止动板21向逆旋转方向旋转，圆锥体32向P方向移动，则驻车锁定柱33被推起，凸部331与驻车齿轮35啮合。另一方面，如果止动板21向正旋转方向旋转，圆锥体32向非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设于未图示的车轴，能够与驻车锁定柱33的凸部331啮合地设置。如果驻车齿轮35与凸部331啮合，则车轴的旋转被限制。当换挡挡位为非P挡位时，驻车齿轮35不被驻车锁定柱33锁定，车轴的旋转不被驻车锁定机构30妨碍。此外，当换挡挡位为P挡位时，驻车齿轮35被驻车锁定柱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具有马达驱动器41及ECU50等。马达驱动器41输出与向马达10的各相(U相、V相、W相)的通电有关的驱动信号。在马达驱动器41与电池之间，设有马达继电器46。马达继电器46当作为点火开关等的车辆的启动开关接通时接通，电力被向马达10侧供给。此外，马达继电器46当启动开关断开时断开，向马达10侧的电力供给被切断。此外，通过控制马达继电器46的通断，来切换向马达10的供电或切断。

ECU50以微控制器等为主体而构成，内部具备均未图示的CPU、ROM、RAM、I/O及将这些结构连接的总线等。ECU50中的各处理既可以是通过由CPU执行预先存储在ROM等实体性存储器装置(即，可读出非暂时性有形记录介质)中的程序而进行的软件处理，也可以是通过专用的电子电路进行的硬件处理。

ECU50通过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对马达10的驱动进行控制，来控制换挡挡位的切换。此外，ECU50基于车速、加速器开度及驾驶员要求换挡挡位等，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，1个ECU50对马达10及螺线管6的驱动进行控制，但也可以将对马达10进行控制的马达控制用的马达ECU和螺线管控制用的AT－ECU分开。以下，以马达10的驱动控制为中心进行说明。

ECU50具有马达角度运算部51、输出轴信号取得部52、目标角度设定部54及驱动控制部55等。马达角度运算部51基于从编码器13取得的马达旋转角信号SGN_en，将A相信号及B相信号的脉冲边沿计数，运算编码器计数值θen。编码器计数值θen是与马达10的旋转位置对应的值，对应于“马达角度”。输出轴信号取得部52从输出轴传感器16取得输出轴信号SGN_s。

目标角度设定部54基于目标换挡挡位及输出轴信号SGN_s，设定使马达10停止的目标计数值θcmd。在本实施方式中，目标计数值θcmd对应于“目标旋转角度”。驱动控制部55通过反馈控制等对马达10的驱动进行控制，以使编码器计数值θen成为目标计数值θcmd。马达10的驱动控制的详细情况是怎样的都可以。

基于图3及图4对目标计数值θcmd的设定进行说明。图3将共通时间轴设为横轴，从上段起，表示目标挡位、输出轴信号SGN_s、马达角度。马达角度设为编码器计数值θen。以下，将挡位切换开始时的编码器计数值θen设为θen_0。此外，将第2壁部227记作“非P壁”。关于后述的图5等也是同样的。

在图4中，示意地表示了作为马达10的旋转轴的马达轴105、输出轴15及止动板21的关系。如图4所示，在马达轴105与输出轴15之间形成有游隙。在图4中，减速机14和输出轴15为一体，在马达轴105与减速机14之间形成有“游隙”，但也可以马达轴104和减速机14为一体，在减速机14与输出轴15之间形成有“游隙”。所谓“游隙”，能够理解为在马达轴105与输出轴15之间存在的游隙或余隙等的合计。以下适当将相当于设在马达轴105与输出轴15之间的游隙的合计的角度作为余隙角度θg。此外，将游隙的合计简称作“余隙”。

在图4中，将马达10的旋转方向设为纸面左右方向，表示了随着输出轴15的旋转而止动辊26在谷部221、222间移动的状态。实际上，通过止动板21的旋转，止动辊26在谷部221、222间移动，但在图4中，为了进行说明，图示为止动辊26与输出轴15一起移动。关于后述的图6等也是同样的。

以下，以将换挡挡位从P挡位切换为非P挡位的情况为例进行说明。如果在时刻x10，目标换挡挡位从P挡位切换为非P挡位，则临时目标值θt1被设定为目标计数值θcmd，开始马达10的驱动。在本实施方式中，将在将换挡挡位从P挡位切换为非P挡位的情况下临时设定的值设为临时目标值θt1，将从非P挡位切换为P挡位的情况下临时设定的值设为临时目标值θt2。临时目标值θt1、θt2被设定为止动辊26能超过峰部225的程度的任意值。

如果在时刻x11，输出轴信号SGN_s从值V1切换为值V2，则将目标计数值θcmd变更为目标修正值θa。目标修正值θa根据输出轴信号SGN_s切换时的编码器计数值θen和设计值K1、K2来运算。式(1－1)是将换挡挡位从P挡位切换为非P挡位的情况下的值，式(1－2)是将换挡挡位从非P挡位切换为P挡位的情况下的值。

θa＝θen_edg+K1…(1－1)

θa＝θen_edg+K2…(1－2)

式(1－1)、(1－2)中的θen_edg是边沿检测定时的编码器计数值。设计值K1是从输出轴信号SGN_s从值V1切换为值V2的位置开始到谷部222的最底部为止的角度所对应的值。设计值K2是从输出轴信号SGN_s从值V3切换为值V2的位置开始到谷部221的最底部为止的角度所对应的值。设计值K1、K2都是换算为编码器计数值θen后的值，对应于旋转方向而被设定正负。在本实施方式中，K1是正值，K2是负值。

如果输出轴信号SGN_s正常，则通过在边沿检测时将目标计数值θcmd修正，能够使止动辊26在谷部222的最底部停止。另外，这里，在输出轴信号SGN_s从值V1切换为值V2的定时将目标计数值θcmd修正，但例如也可以在从值V2切换为值V3的定时将目标计数值θcmd修正，也可以对应于输出轴信号SGN_s，将目标计数值θcmd进行多次修正。

基于图5及图6说明输出轴信号SGN_s异常的情况。输出轴信号SGN_s的异常包括通过电气性噪声等产生的异常、以及输出轴传感器16的组装异常等。

如图5及图6所示，在发生了输出轴信号SGN_s从值V1切换为值V2的定时延迟的异常的情况下，如果在输出轴信号SGN_s的边沿检测定时即时刻x12进行式(1－1)的修正，则目标修正值θa有可能被设定到比第2壁部227靠里侧。如果目标计数值θcmd被设定为比壁部226、227靠里侧，则有可能无法进行正常的挡位切换。此外，如果止动辊26以高速碰撞到壁部226、227，则换挡挡位切换机构20有可能损坏。此外，在设置对输出轴信号SGN_s的边沿进行检测的边沿检测窗口的情况下，如果将实际的公差累积，则有可能窗口变得过大而不成立。此外，即使设置了检测窗口，在窗口的端部检测到边沿的情况下，目标修正值θa也有可能被设定到比壁部226、227靠里侧。

所以，在本实施方式中，如图7所示，在目标修正值θa被设定在比壁部226、227靠里侧的情况下，通过将目标计数值θcmd更换为预先计算出的目标限制值θlim，来限制驱动量。目标限制值θlim利用目标换挡挡位进行了切换时的编码器计数值θen、以及驱动限制量Klim来运算。式(2－1)是将换挡挡位从P挡位切换为非P挡位的情况下的值，式(2－2)是将换挡挡位从非P挡位切换为P挡位的情况下的值。

θlim＝θen_0+Klim…(2－1)

θlim＝θen_0－Klim…(2－2)

驱动限制量Klim能够任意地设定，但在本实施方式中，利用谷部221、222间的最底部间的角度即谷谷间角度θv、以及余隙角度θg，在式(3)中设定。就输出轴15的角度讲，谷谷间角度θv例如是20°，余隙角度θg例如是3.5°，但能够任意地设定。此外，当用于目标计数值θcmd的设定时，谷谷间角度θv及余隙角度θg都设为换算为编码器计数值后的值。输出轴15的角度和编码器计数值θen能够根据齿轮比来换算。

Klim＝θv+θg…(3)

基于图8及图9的流程图说明本实施方式的目标角度设定处理。图8是将换挡挡位从P挡位切换为非P挡位的情况，图9是将换挡挡位从非P挡位切换为P挡位的情况。该处理由目标角度设定部54以规定的周期执行。以下，将步骤S101的“步骤”省略，简记作记号“S”。其他步骤也同样。

如图8所示，在S101中，目标角度设定部54判断目标换挡挡位是否从P挡位向非P挡位进行了变化。这里，仅在挡位切换了的初次做出肯定判断。S201也同样。在判断为目标换挡挡位没有向非P挡位变化的情况下(S101：否)，向S104转移。在判断为目标换挡挡位向非P挡位进行了变化的情况下(S101：是)，向S102转移。

在S102中，目标角度设定部54将目标计数值θcmd设定为临时目标值θt1。在S103中，目标角度设定部54对当前的编码器计数值θen加上驱动限制量Klim，运算目标限制值θlim(参照式(1－1))。

在S104中，目标角度设定部54判断是否检测到输出轴信号SGN_s的边沿。这里，当输出轴信号SGN_s从值V1切换为值V2时，做出肯定判断。在判断为没有检测到输出轴信号SGN_s的边沿的情况下(S104：否)，不进行S105以后的处理，结束本例程。在判断为检测到输出轴信号SGN_s的边沿的情况下(S104：是)，向S105转移。

在S105中，目标角度设定部54运算目标修正值θa(参照式(1－1))，将目标计数值θcmd从临时目标值θt1变更为目标修正值θa。

在S106中，目标角度设定部54判断目标修正值θa是否比目标限制值θlim大。在目标修正值θa比目标限制值θlim大的情况下，目标计数值θcmd有可能设定在比壁部227靠里侧。在判断为目标修正值θa是目标限制值θlim以下的情况下(S106：否)，不进行S107的处理。因而，使目标计数值θcmd保持为目标修正值θa不变。在判断为目标修正值θa比目标限制值θlim大的情况下(S106：是)，向S107转移，将目标计数值θcmd设为目标限制值θlim。

如图9所示，在S201中，目标角度设定部54判断目标换挡挡位是否从非P挡位向P挡位进行了变化。在判断为目标换挡挡位没有向P挡位变化的情况下(S201：否)，向S204转移。在判断为目标换挡挡位向P挡位进行了变化的情况下(S201：是)，向S202转移。

在S202中，目标角度设定部54将目标计数值θcmd设定为临时目标值θt2。在S203中，目标角度设定部54从当前的编码器计数值θen减去驱动限制量Klim，运算目标限制值θlim(参照式(2－2))。

在S204中，目标角度设定部54判断是否检测到输出轴信号SGN_s的边沿。这里，当输出轴信号SGN_s从值V3切换为值V2时，做出肯定判断。在判断为没有检测到输出轴信号SGN_s的边沿的情况下(S204：否)，不进行S205以后的处理，结束本例程。在判断为检测到输出轴信号SGN_s的边沿的情况下(S204：是)，向S205转移。

在S205中，目标角度设定部54运算目标修正值θa(参照式(1－2))，将目标计数值θcmd从临时目标值θt1变更为目标修正值θa。

在S206中，目标角度设定部54判断目标修正值θa是否比目标限制值θlim小。在目标修正值θa比目标限制值θlim小的情况下，目标计数值θcmd有可能设定在比壁部226靠里侧。在判断为目标修正值θa是目标限制值θlim以上的情况下(S206：否)，不进行S207的处理。因而，使目标计数值θcmd保持为目标修正值θa不变。在判断为目标修正值θa比目标限制值θlim小的情况下(S206：是)，向S207转移，将目标计数值θcmd设为目标限制值θlim。驱动控制部55对马达10的驱动进行控制，以使编码器计数值θen成为所设定的目标计数值θcmd。

基于图10说明本实施方式的马达控制处理。在图10中，省略了第1壁部226的记载。在止动弹簧25的施力下，能够使止动辊26落入谷部222的范围即吸入范围θd是距谷部222的最底部为±θg以上的范围，从谷部222的最底部到第2壁部227的角度即谷壁间角度θvw被设计为余隙角度θg以上。

将从止动辊26处于谷部221、马达轴105处于余隙内的最靠P挡位侧的状态被驱动的情况作为“左对齐启动”，将从处于最靠非P挡位侧的状态被驱动的情况作为“右对齐启动”。在图10中，在上段表示输出轴信号SGN_s，在中段表示左对齐启动的情况，在下段表示右对齐启动的情况。在图中，将左对齐启动时的编码器计数值设为θen_0L，将右对齐启动时的编码器计数值设为θen_0R。

如图10所示，在输出轴信号SGN_s正常的情况下，由于将基于输出轴信号SGN_s从值V1切换为值V2的边沿检测定时的编码器计数值θen_edg及设计值K1的目标修正值θa设为目标计数值θcmd，所以不论是马达轴105从余隙内的哪个位置启动的情况，都在止动辊26为谷部222的最底部时将马达10停止。因此，能够抑制马达10的停止后的振动。

在左对齐启动的情况下，目标限制值θlim被设定为止动辊26在谷部222的最底部停止的位置。在右对齐启动的情况下，目标限制值θlim被设定为止动辊26以余隙角度θg的量旋转到比谷部222的最底部靠里侧的位置。在本实施方式中，由于谷壁间角度θvw被设计为余隙角度θg以上，所以即使将马达10旋转直到成为目标限制值θlim，止动辊26也在壁部227的跟前停止。因而，在驱动开始时，在马达轴105处于余隙内的任意部位的情况下，都能够防止止动辊26碰撞到第2壁部227。

此外，吸入范围θd被设计为在谷部222的最底部的两侧为余隙角度θg以上。因此，即使是通过右对齐启动使马达10旋转直到成为止动辊26比谷部222的最底部靠里侧的目标限制值θlim的情况下，也在止动弹簧25的施力下，使止动辊26落入到谷部222的最底部。由此，即使是输出轴信号SGN_s异常的情况，也能够适当地切换换挡挡位。

如以上说明，本实施方式的换挡挡位控制装置40控制通过对马达10的驱动进行控制而切换换挡挡位的线控换挡系统1，具备马达角度运算部51、输出轴信号取得部52、目标角度设定部54和驱动控制部55。

马达角度运算部51从检测马达10的旋转的编码器13取得与马达10的旋转位置对应的马达旋转角信号SGN_en，基于马达旋转角信号SGN_en来运算编码器计数值θen。输出轴信号取得部52从检测被传递了马达10的旋转的输出轴15的旋转位置的输出轴传感器16取得与输出轴15的旋转位置对应的输出轴信号SGN_s。目标角度设定部54基于输出轴信号SGN_s设定目标计数值θcmd。驱动控制部55对马达10的驱动进行控制，以使编码器计数值θen成为目标计数值θcmd。

目标角度设定部54在基于目标换挡挡位及输出轴信号SGN_s设定的目标计数值θcmd是旋转到比根据切换前后的换挡挡位设定的目标限制值θlim更靠旋转方向里侧的值的情况下，将目标计数值θcmd设为目标限制值θlim。由此，即使因输出轴信号SGN_s的异常而设定了错误的目标计数值θcmd，也能够通过将目标计数值θcmd变更为目标限制值θlim来适当地切换换挡挡位。

线控换挡系统1具有：止动板21，形成有多个谷部221、222，与输出轴15一体地旋转；止动辊26，与对应于换挡挡位的谷部221、222卡合；以及止动弹簧25，将止动辊26向与谷部221、222嵌合的方向施力。在作为马达10的旋转轴的马达轴105与输出轴15之间，形成有游隙。将相当于游隙的合计的角度设为余隙角度θg。

目标限制值根据对应于切换前的换挡挡位的谷部与对应于目标换挡挡位的谷部之间的角度、以及余隙角度θg来设定。由此，能够不阻碍挡位切换功能而适当地切换换挡挡位。

谷部包括设在一端侧而与P挡位对应的第1谷部221、以及设在另一端侧而与P挡位以外的挡位对应的第2谷部222。在止动板21，形成有设在第1谷部221的一端侧的第1壁部226以及设在第2谷部222的另一端侧的第2壁部227。第1谷部221与第1壁部226之间的角度以及第2谷部222与第2壁部227之间的角度比余隙角度θg大。

目标限制值θlim被设定在吸入范围内，在该范围内，止动辊26成为比第1壁部226或第2壁部227更靠跟前侧的位置，并且在止动弹簧25的施力下能够使止动辊26嵌入到与目标换挡挡位对应的谷部221、222中。由此，止动辊26不会碰撞到壁部226、227，能够适当地切换换挡挡位。

(第2实施方式)

将第2实施方式表示在图11中。图11是与图10对应的图。关于输出轴信号SGN_s正常的情况下的目标计数值θcmd的设定，与上述实施方式是同样的，所以省略。在本实施方式中，目标限制值θlim与上述实施方式不同。在图11中，对从P挡位向非P挡位的切换进行说明。余隙角度θg与上述实施方式同样，在输出轴15的角度下设为3.5°。

在本实施方式中，在将换挡挡位从P挡位切换为非P挡位的情况下，对马达10的驱动进行控制，以使止动辊26成为以谷部222的最底部为中心的控制范围θc内。以输出轴15的角度，如果控制范围θc设为例如距谷部222的最底部为±1.5°，则控制范围θc是3°，比余隙角度θg小。关于控制范围θc，也在被用于目标计数值θcmd的设定的情况下，使用换算为编码器计数值θen的值。在本实施方式中，驱动限制量Klim基于谷谷间角度θv、余隙角度θg及控制范围θc而在式(4)中设定。目标角度设定处理的详细情况与上述实施方式是同样的。

Klim＝θv+θg－(1/2)×θc…(4)

如图11所示，在以左对齐启动将换挡挡位从P挡位切换为非P挡位的情况下，目标限制值θlim将止动辊26设定在控制范围θc内的最跟前侧。在右对齐启动的情况下，目标限制值θlim将止动辊26设定在控制范围θc内的最里侧。由此，在驱动开始时，不论马达轴105处于余隙内的哪个部位，都能够防止止动辊26碰撞到第2壁部227。

此外，在本实施方式中，在右对齐启动的情况下，止动辊26也不会旋转到从谷部222中心比{θg－(1/2)×θc}更靠里侧。在本实施方式的例子中，{θg－(1/2)×θc}是2°。因而，将谷壁间角度θvw设为{θg－(1/2)×θc}以上就可以。此外，将吸入范围θd设为距谷部222的最底部±{θg－(1/2)×θc}以上就可以。由此，能够减小谷壁间角度θvw，能够使换挡挡位切换机构20小型化。

目标限制值θlim根据在谷部221、222中使止动辊26停止的控制范围θc而设定。由此，在输出轴信号SGN_s发生了异常的情况下，也能够精度良好地对马达10进行控制。此外，由于能够减小谷部221、222与壁部226、227之间的角度即谷壁间角度，所以能够使换挡挡位切换机构20小型化。

(其他实施方式)

在上述实施方式中，在止动板形成两个谷部。在其他实施方式中，形成于止动板的谷部的数量也可以是3以上。例如，止动板的谷部可以是4个，与P(驻车挡)、R(倒挡)、N(空挡)、D(前进挡)的各挡对应。在此情况下，对应于P挡位的谷部与第1谷部对应，对应于D挡位的谷部与第2谷部对应，在两侧形成壁部。因此，在向P挡位切换时及向D挡位切换时，有可能由于基于输出轴信号的误修正而止动辊碰撞到壁部，所以进行基于目标限制值的限制。此外，在向R挡位或N挡位切换时，也可以同样进行基于目标限制值的限制，由于对应于该挡位的谷部不与壁部相邻，所以也可以省略基于目标限制值的限制。此外，换挡挡位切换机构及驻车锁定机构等可以与上述实施方式不同。

在第1实施方式中，基于谷谷间角度及余隙角度决定目标限制值。第2实施方式中，除了谷谷间角度及余隙角度以外还基于限制范围决定目标限制值。在其他实施方式中，目标限制值能够在能够切换换挡挡位、并且止动辊不碰撞到壁部的范围中任意设定。

在上述实施方式中，输出轴信号的阶段数是3。在其他实施方式中，输出轴信号的阶段数也可以是2，也可以是4以上。此外，输出轴信号并不限于以阶跃状变化的信号，例如也可以是值线性地变化等，只要是对应于输出轴的旋转而值变化，是怎样的都可以。此外，输出轴传感器并不限于磁传感器，例如也可以使用电位差计等能够检测输出轴的旋转等的任何仪器。

在上述实施方式中，马达是SR马达。在其他实施方式中，马达例如也可以是DC无刷马达等，是怎样的马达都可以。在上述实施方式中，关于马达的绕线组数没有言及，但绕线组既可以是1组，也可以是多组。在上述实施方式中，马达旋转角传感器是编码器。在其他实施方式中，马达旋转角传感器并不限于编码器，使用旋转变压器等怎样的设备都可以。

在上述实施方式中，在马达轴与输出轴之间设置减速机。关于减速机的详细情况，在上述实施方式中没有言及，但例如可以是使用摆线齿轮、行星齿轮、从与马达轴大致同轴的减速机构向驱动轴传递转矩的正齿轮的结构、或将它们组合使用的结构等，是怎样的结构都可以。此外，在其他实施方式中，也可以将马达轴与输出轴之间的减速机省略，也可以设置减速机以外的机构。以上，本发明完全不受上述实施方式限定，在不脱离其主旨的范围中能够以各种形态实施。

本发明所记载的控制部及其方法可以由专用计算机实现，所述专用计算机通过构成被编程以执行由计算机程序具体化的一至多个功能的处理器及存储器来提供。或者，本发明所记载的控制部及其方法也可以由专用计算机实现，所述专用计算机通过用一个以上的专用硬件逻辑电路构成处理器来提供。或者，本发明所记载的控制部及其方法也可以由一个以上的专用计算机实现，所述专用计算机通过被编程以执行一至多个功能的处理器及存储器与由一个以上的硬件逻辑电路构成的处理器的组合所构成。此外，计算机程序也可以作为由计算机执行的指令而存储到计算机可读取的非移动型有形记录介质中。

将本发明依据实施方式进行了记述。但是，本发明并不限定于该实施方式及构造。本发明也包含各种各样的变形例及等价的范围内的变形。此外，各种各样的组合及形态，进而在它们中仅包含一要素、其以上或其以下的其他组合及形态也落入本发明的范畴及思想范围中。

Claims (4)

1.一种换挡挡位控制装置，对换挡挡位切换系统(1)进行控制，该换挡挡位切换系统(1)通过对马达(10)的驱动进行控制来切换换挡挡位，上述换挡挡位控制装置的特征在于，

具备：

马达角度运算部(51)，从检测上述马达的旋转的马达旋转角传感器(13)取得与上述马达的旋转位置对应的马达旋转角信号，基于上述马达旋转角信号运算马达角度；

输出轴信号取得部(52)，从检测被传递上述马达的旋转的输出轴(15)的旋转位置的输出轴传感器(16)，取得与上述输出轴的旋转位置对应的输出轴信号；

目标角度设定部(54)，基于目标换挡挡位及上述输出轴信号，设定目标旋转角度；以及

驱动控制部(55)，对上述马达的驱动进行控制，以使上述马达角度成为上述目标旋转角度；

上述目标角度设定部，在所设定的上述目标旋转角度是旋转到比对应于切换前后的换挡挡位而设定的目标限制值更靠旋转方向里侧的值的情况下，将上述目标旋转角度设为上述目标限制值。

2.如权利要求1所述的换挡挡位控制装置，其特征在于，

上述换挡挡位切换系统具有形成有多个谷部(221、222)并与上述输出轴一体地旋转的旋转部件(21)、与对应于换挡挡位的上述谷部卡合的卡合部件(26)、以及将上述卡合部件向与上述谷部嵌合的方向施力的施力部件(25)，在作为上述马达的旋转轴的马达轴(105)与上述输出轴之间形成有游隙，将相当于上述游隙的合计的角度设为余隙角度；

上述目标限制值根据对应于切换前的换挡挡位的上述谷部与对应于上述目标换挡挡位的上述谷部之间的角度、以及上述余隙角度而设定。

3.如权利要求2所述的换挡挡位控制装置，其特征在于，

上述目标限制值根据在上述谷部使上述卡合部件停止的控制范围而设定。

4.如权利要求2或3所述的换挡挡位控制装置，其特征在于，

上述谷部包括设在一端侧且与P挡位对应的第1谷部(221)、以及设在另一端侧且与P挡位以外的挡位对应的第2谷部(222)；

在上述旋转部件，形成有设在上述第1谷部的一端侧的第1壁部(226)、以及设在上述第2谷部的另一端侧的第2壁部(227)；

上述第1谷部与上述第1壁部之间的角度、以及上述第2谷部与上述第2壁部之间的角度比上述余隙角度大；

上述目标限制值被设定在吸入范围内，在该吸入范围内，上述卡合部件成为比上述第1壁部或上述第2壁部更靠跟前侧的位置、并且通过上述施力部件的施力能够将上述卡合部件嵌入到对应于上述目标换挡挡位的上述谷部。

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