CN112443658B - 换挡装置 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种能够实现用于取得与换挡切换部件的多个谷部的谷底对应的马达的旋转角度的节拍时间的缩短的换挡装置。该换挡装置(100)构成为,基于使棘爪弹簧(72)以连续通过多个谷部(80)的方式移动的期间的、输出轴旋转角度传感器(40)的输出值和转子旋转角度传感器(30)的输出值,检测减速机构部(20)所含的间隙(S)的宽度,并且基于检测出的间隙(S)的宽度来计算与间隙的中心对应的转子(11)的旋转角度,基于计算出的与间隙(S)的中心对应的转子(11)的旋转角度、与对应于谷部(80)的谷底(V)的输出轴旋转角度传感器(40)的输出值的关联,取得与间隙(S)的中心对应的马达(10)的旋转角度。

Description

换挡装置
技术领域
本发明涉及搭载于车辆的换挡装置。
背景技术
以往,公知有搭载于车辆的换挡装置(例如参照专利文献1)。
在上述专利文献1中公开了具备基于与乘客的换挡操作对应的控制信号进行动作的促动器单元、以及被促动器单元驱动由此切换换挡位置的换挡切换机构部的换挡装置。在该专利文献1所记载的换挡装置中,促动器单元包含:马达、减速机构部、马达旋转角度传感器、输出轴旋转角度传感器、以及ECU(engine control unit:发动机控制单元)。另外,促动器单元包含被设置于减速机构部的输出侧的输出轴。马达旋转角度传感器检测转子的旋转量(旋转角度)。输出轴旋转角度传感器检测输出轴的输出角(旋转角度)。
另外,在上述专利文献1中,换挡切换机构部包含棘爪板、和棘爪弹簧。棘爪板是包含与换挡位置对应的多个谷部的板。另外,棘爪弹簧在嵌入棘爪板的多个谷部中的任一个的状态下使换挡位置成立。另外,棘爪板被固定于促动器单元的输出轴的下端部。而且,棘爪板与促动器单元的输出轴一起一体地转动。
而且,在上述专利文献1中,基于来自与乘客对操作部的操作对应的ECU的控制信号,在马达旋转并且马达的旋转被减速机构部减速了的状态下,向输出轴传递。而且,棘爪板与输出轴一起转动,由此位于棘爪板的一个谷部的棘爪弹簧向其它谷部移动。由此,换挡位置被切换。
另外,在上述专利文献1所记载的换挡装置中,为了提高棘爪弹簧相对于棘爪板的定位精度,预先取得供棘爪弹簧嵌入的谷部的谷底的位置。具体而言,在减速机构部设置有被设置于促动器侧的驱动侧部件(齿轮)、以及被设置于棘爪板侧、与驱动侧部件一起转动的从动侧部件(齿轮)。另外,在驱动侧部件与从动侧部件之间设置有规定量的间隙。由此,在通过马达旋转而驱动侧部件与从动侧部件之间的间隙被填满的状态下,从动侧部件与驱动侧部件一起转动。另外,在间隙被填满之前,驱动侧部件与马达的旋转一起转动,而从动侧部件不移动。另外,棘爪弹簧具有作用力。而且,在驱动侧部件与从动侧部件之间设置有间隙,由此在棘爪弹簧从棘爪板的顶部落入谷部时,利用棘爪弹簧的作用力,从动侧部件早于驱动侧部件的转动而转动。因此,在棘爪弹簧位于谷部的谷底的状态下,是间隙未被填满的状态,马达旋转角度传感器的检测值(驱动侧部件的旋转角度)变化,而输出轴旋转角度传感器的检测值(从动侧部件的旋转角度)大致不变化。
而且,在上述专利文献1所记载的换挡装置中,在多个谷部中的一个谷部中,使马达多次沿正方向以及反方向旋转,由此马达旋转角度传感器的检测值(计算值)变化而输出轴旋转角度传感器的检测值不变化的状态被多次检测。即在输出轴旋转角度传感器的检测值不变化的状态下的、马达旋转角度传感器的检测值(计算值)的范围作为间隙的宽度而被检测。而且,该范围(间隙的宽度)的中间的马达旋转角度传感器的检测值(计算值)作为与一个谷部的谷底(间隙的中心)对应的马达旋转角度传感器的检测值(位置)而被取得。另外,在取得与一个谷部的谷底对应的马达的旋转角度之后,通过与上述动作相同的动作,取得多个谷部中的与其它谷部的谷底对应的马达的旋转角度。
专利文献1:日本特开2016-75364号公报
在上述专利文献1所记载的换挡装置中,为了取得与棘爪弹簧嵌入的谷部的谷底对应的马达的旋转角度,每个谷部,使马达多次沿正方向以及反方向旋转,来取得间隙的宽度。因此,为了取得与多个谷部的各个谷底对应的马达的旋转角度,需要比较多的时间。因此,期望缩短用于取得与棘爪板(换挡切换部件)的多个谷部的各个谷底(间隙的中心)对应的马达的旋转角度的节拍时间。
发明内容
本发明正是为了解决上述课题而完成的,本发明的一个目的是提供一种能够实现用于取得与换挡切换部件的多个谷部的谷底对应的马达的旋转角度的节拍时间的缩短的换挡装置。
为了实现上述目的,本发明的一个方面的换挡装置是搭载于车辆的换挡装置,构成为具备:换挡切换部件,其包含以与换挡位置对应的方式设置的多个谷部;定位部件,其用于在嵌入换挡切换部件的多个谷部中的任一个的状态下使换挡位置成立;马达,其对换挡切换部件进行驱动,包含转子和定子;减速机构部,其在使从马达侧传递的旋转速度减速的状态下使换挡切换部件转动;转子旋转角度传感器,其检测转子的旋转角度;以及输出轴旋转角度传感器,其检测换挡切换部件的旋转角度,基于使定位部件以连续通过多个谷部的方式移动的期间的、输出轴旋转角度传感器的输出值和转子旋转角度传感器的输出值,检测减速机构部所含的间隙的宽度,并且基于检测出的间隙的宽度来计算与间隙的中心对应的转子的旋转角度,基于计算出的与间隙的中心对应的转子的旋转角度、与对应于谷部的谷底的输出轴旋转角度传感器的输出值的关联,取得与间隙的中心对应的马达的旋转角度。
在本发明的一个方面的换挡装置中,如上述那样构成为,基于使定位部件以连续通过多个谷部的方式移动的期间的、输出轴旋转角度传感器的输出值和转子旋转角度传感器的输出值,检测减速机构部所含的间隙的宽度,并且基于检测出的间隙的宽度来计算与间隙的中心对应的转子的旋转角度,基于计算出的与间隙的中心对应的转子的旋转角度、与对应于谷部的谷底的输出轴旋转角度传感器的输出值的关联,来取得与间隙的中心对应的马达的旋转角度。由此,与对多个谷部的各个检测间隙的宽度并且基于对多个谷部的各个检测出的间隙的宽度来取得与间隙的中心对应的马达的旋转角度的情况不同,能够基于对多个谷部共同检测出的间隙的宽度,取得与间隙的中心对应的(与各谷部的谷底对应的)马达的旋转角度。即与在每个谷部中使马达多次向正方向以及反方向旋转来对多个谷部的各个检测间隙的宽度的情况不同,能够使定位部件的动作简单化(使定位部件连续通过多个谷部),所以能够实现用于取得与换挡切换部件的多个谷部的谷底(间隙的中心)对应的马达的旋转角度的节拍时间的缩短。
在上述一个方面的换挡装置中,优选构成为,基于定位部件从换挡切换部件的谷部的谷底移动到山部的顶部的移动区间的、输出轴旋转角度传感器的输出值和转子旋转角度传感器的输出值,检测减速机构部所含的间隙的宽度。
这里,在定位部件具有作用力的情况下,在马达的旋转之前,定位部件已从换挡切换部件的山部的顶部向谷部的谷底移动。在该情况下,输出轴旋转角度传感器的输出值急剧地变化,而马达的旋转角度的变化率是恒定的。即存在输出轴旋转角度传感器的输出值与马达的旋转角度的对应偏离的情况。因此,通过上述那样地构成,在从换挡切换部件的谷部的谷底向山部的顶部移动的期间,不使输出轴在马达的旋转之前转动,所以输出轴旋转角度传感器的输出值与转子旋转角度传感器的输出值对应。由此,能够正确地检测减速机构部所含的间隙的宽度。
在上述一个方面的换挡装置中,优选构成为,基于使马达向第一方向旋转时、和向与第一方向相反的第二方向旋转时的、移动区间的输出轴旋转角度传感器的输出值和转子旋转角度传感器的输出值,检测间隙的宽度。
若这样地构成,则能够基于往路的输出轴旋转角度传感器的输出值与转子旋转角度传感器的输出值的关系、与回程的输出轴旋转角度传感器的输出值与转子旋转角度传感器的输出值的关系之差,检测间隙的宽度。即能够通过定位部件的一次往复动作,检测间隙的宽度。其结果是,能够使定位部件的动作简单化,并且能够容易取得与间隙的中心对应的(与谷部的谷底对应的)马达的旋转角度。
在该情况下,优选构成为,将根据使马达向第一方向旋转时的、多个移动区间的输出轴旋转角度传感器的输出值以及转子旋转角度传感器的输出值计算出的转子相对于输出轴旋转角度传感器的旋转角度的第一推断值、与根据使马达向第二方向旋转时的、多个移动区间的输出轴旋转角度传感器的输出值以及转子旋转角度传感器的输出值计算出的转子相对于输出轴旋转角度传感器的旋转角度的第二推断值之差作为间隙的宽度来检测,将间隙的宽度的中间值作为间隙的中心。
若这样地构成,则能够基于第一推断值与第二推断值之差,通过运算容易地检测间隙的宽度。
在上述一个方面的换挡装置中,优选构成为,在换挡切换部件所含的多个谷部中的、被配置于最靠近端部侧的端部侧谷部设置有用于抑制定位部件越过端部侧谷部而移动的壁部,定位部件以不与壁部碰撞且连续通过多个谷部的方式移动。
若这样地构成,则能够取得与谷部的谷底对应的马达的旋转角度而不用使定位部件按压在换挡切换部件的壁部等,所以能够抑制换挡切换部件的耐久性降低的情况。
此外,在本申请中,在上述一方面的换挡装置中,还考虑了以下那样的结构。
附记项1
即在上述一个方面的换挡装置中,构成为减速机构部包含被设置于驱动换挡切换部件的马达侧的驱动侧部件、和被设置于换挡切换部件侧并伴随着驱动侧部件的转动而转动的从动侧部件,在驱动侧部件与从动侧部件之间预先设置规定量的间隙,使定位部件以连续通过多个谷部的方式移动,由此检测被设置于驱动侧部件与从动侧部件之间的规定量的间隙的宽度。
这里,利用不是意外的而是由组装误差等产生的比较小的间隙,正确地计算与间隙的中心(谷部的谷底)对应的转子的旋转角度情况下,为了正确地检测比较小的间隙的有无,需要使定位部件低速通过多个谷部。因此,如上述那样预先设置规定量的间隙(例如比不是有意的间隙大的间隙),由此即使使定位部件高速通过多个谷部,也能够正确地计算与间隙的中心(谷部的谷底)对应的马达的旋转角度。由此,能够进一步缩短用于取得与换挡切换部件的多个谷部的谷底对应的马达的旋转角度的节拍时间。
附记项2
在将上述第一推断值与第二推断值之差作为间隙的宽度来检测的换挡装置中,第一推断值通过对使马达向第一方向旋转时的、多个移动区间的转子旋转角度传感器的输出值相对于输出轴旋转角度传感器的输出值进行线性近似而计算,第二推断值通过对使马达向第二方向旋转时的、多个移动区间的转子旋转角度传感器的输出值相对于输出轴旋转角度传感器的输出值进行线性近似而计算。
若这样地构成,则能够通过线性近似容易地计算第一推断值与第二推断值。
附记项3
在通过线性近似来计算上述第一推断值与第二推断值的换挡装置中,还具备:非易失性的存储部,其存储线性近似的第一推断值、线性近似的第二推断值、线性近似的第一推断值与线性近似的第二推断值的中间值亦即间隙的中心、与间隙的中心对应的输出轴旋转角度传感器的输出值以及转子旋转角度传感器的输出值。
若这样地构成,则能够通过参照被存储于非易失性的存储部的、第一推断值、第二推断值、间隙的中心以及与间隙的中心对应的输出轴旋转角度传感器的输出值以及转子旋转角度传感器的输出值,容易且高精度地将定位部件定位在换挡切换部件。
附图说明
图1是表示本发明的一实施方式的换挡装置的控制结构的框图。
图2是简要表示本发明的一实施方式的换挡装置的整体结构的立体图。
图3是表示构成本发明的一实施方式的换挡装置的棘爪板的构造的图。
图4是表示构成本发明的一实施方式的换挡装置的促动器单元的剖视图。
图5是表示在构成本发明的一实施方式的换挡装置的促动器单元中,从主体部取下了齿轮外壳的状态下的减速机构部的内部构造的图。
图6是表示在构成本发明的一实施方式的换挡装置的促动器单元中,中间齿轮的卡合状态(能够传递驱动力状态)的图。
图7是表示在构成本发明的一实施方式的换挡装置的促动器单元中,中间齿轮的卡合状态(驱动力非传递状态)的图。
图8是表示本发明的一实施方式的换挡装置的、输出轴旋转角度传感器的输出值(输出电压)、转子旋转角度传感器的输出值(马达旋转角度)以及马达的旋转次数的关系的图。
图9是表示马达的旋转轴与输出轴的关系的图。
图10是表示本发明的一实施方式的换挡装置的、第一推断值、第二推断值以及间隙的中心的关系的图。
图11是用于说明输出轴旋转角度传感器的输出值与转子旋转角度传感器的输出值的关系的图。
附图标记的说明
10…马达;11…转子;12…定子;20…减速机构部;21…中间齿轮(驱动侧部件);22…中间齿轮(从动侧部件);30…转子旋转角度传感器;40…输出轴旋转角度传感器;71…棘爪板(换挡切换部件);72…棘爪弹簧(定位部件);80、82、83…谷部;81、84…谷部(端部侧谷部);81a、84a…壁部;85…山部;90…存储部;100…换挡装置;110…车辆;S…间隙;T…顶部;V…谷底。
具体实施方式
以下,结合附图来说明本发明的实施方式。
首先,参照图1~图11对本实施方式的换挡装置100的结构进行说明。此外,在本申请说明书中,“马达的旋转角度”与“转子的旋转角度”表示相同的意思。
本实施方式的换挡装置100搭载于汽车等车辆110。如图1所示,在车辆110中,在乘客(驾驶员)经由换挡杆(或者换挡开关)等操作部111进行了换挡的切换操作的情况下,针对变速机构部120的电换挡切换控制被进行。即经由被设置于操作部111的换挡传感器112向换挡装置100侧输入换挡杆的位置。而且,基于从被设置于换挡装置100的专用ECU50发送的控制信号,将变速机构部120切换为与乘客的换挡操作对应的P(停车)位置、R(倒车)位置、N(空挡)位置以及D(行驶)位置中的任一个换挡位置。这样的换挡切换控制被称为线控换挡(SBW)。
换挡装置100具备促动器单元60、和被促动器单元60驱动的换挡切换机构部70。另外,换挡切换机构部70机械地连接变速机构部120内的液压控制回路部130的液压阀体的手动滑阀(未图示)与停车机构部140。而且,构成为通过换挡切换机构部70被驱动来机械地切换变速机构部120的换挡状态(P位置、R位置、N位置以及D位置)。
促动器单元60具备马达10、减速机构部20、转子旋转角度传感器30、输出轴旋转角度传感器40以及ECU50。此外,如图2所示,ECU50是将电子部件安装于基板51的基板部件。另外,上述部件被收纳于固定在变速机构部120的壳体的箱状的主体部61。另外,促动器单元60具备与减速机构部20的输出侧连接的输出轴25。
如图2所示,换挡切换机构部70包含棘爪板71(技术方案的换挡切换部件的一个例子)、以及棘爪弹簧72(技术方案的定位部件的一个例子)。棘爪弹簧72构成为在与P位置、R位置、N位置以及D位置的各个对应的转动角度位置处保持棘爪板71。
如图3所示,棘爪板71具有以与换挡位置(P位置、R位置、N位置以及D位置)对应的方式设置的四个谷部80(谷部81~84)。另外,通过谷部81~84在棘爪板71形成有具有连续的起伏形状的凸轮面71a。另外,相互邻接的谷部80彼此(例如谷部81与谷部82,谷部82与谷部83等)被具有一个顶部T的山部85隔开。棘爪弹簧72的基端部72a(参照图2)被固定于变速机构部120的外壳121(参照图2),并且在其自由端72b(参照图2)侧安装有辊部73。而且,棘爪弹簧72的辊部73总是按压凸轮面71a(谷部81~84或者山部85的任一个位置)。而且,棘爪弹簧72在嵌入多个谷部81~84中的任一个的状态下使换挡位置成立。
另外,在本实施方式中,如图3所示,在棘爪板71所含的多个谷部80中的、被配置于最靠近端部侧的谷部81(技术方案的端部侧谷部的一个例子)以及谷部84(技术方案的端部侧谷部的一个例子)分别设置有用于抑制棘爪弹簧72超越谷部81以及谷部84而移动的壁部81a以及壁部84a。具体而言,在被配置于棘爪板71的箭头A方向的端部的谷部81设置有壁部81a。另外,在被配置于棘爪板71的箭头B方向的端部的谷部84设置有壁部84a。
另外,如图2所示,棘爪板71被固定于输出轴25的下端部(Z2侧),棘爪板71与输出轴25一体地绕转动轴C1转动。由此,棘爪弹簧72构成为伴随着棘爪板71的向箭头A方向或者箭头B方向的正反转动(摆动)而使辊部73沿着凸轮面71a滑动,由此利用棘爪弹簧72的作用力F使辊部73与谷部81~84中的任一个嵌合。另外,棘爪弹簧72构成为使辊部73选择性地与棘爪板71的谷部81~84中的任一个嵌合,由此分别在与P位置、R位置、N位置或者D位置对应的转动角度位置处保持棘爪板71。由此,P位置、R位置、N位置或者D位置各自成立。
另外,棘爪板71还具有臂部87以及臂部88。在臂部87连接停车杆75,在臂部88连接手动阀杆76(参照图3)。而且,在棘爪板71转动到与R位置对应的转动角度位置的情况下,手动阀杆76的前端部的手动滑阀向与液压阀体内的R位置对应的位置移动,由此在液压控制回路部130(参照图1)内形成R位置用的液压回路。关于其它换挡位置也与R位置相同,手动阀杆76(手动滑阀)伴随着棘爪板71的转动而向与任一个换挡位置对应的位置移动,由此在液压控制回路部130内形成与各换挡位置对应的液压回路。
如图2所示,停车机构部140包含与发动机150的曲柄轴(未图示)连结的驻车齿轮141、以及与驻车齿轮141卡合的锁定卡爪142。锁定卡爪142伴随着停车杆75的移动而向锁定位置以及非锁定位置移动。在棘爪板71转动到与P位置对应的转动角度位置的情况下,锁定卡爪142以转动轴C2为转动中心转动到锁定位置而突起部142a与驻车齿轮141的齿底部141a卡合。由此,驻车齿轮141的自由转动被限制而曲柄轴的旋转被限制。另外,在棘爪板71转动到与P位置以外的换挡状态(R、N以及D位置)对应的转动角度位置的情况下,锁定卡爪142向非锁定位置转动,锁定卡爪142与驻车齿轮141的卡合被解除。
另外,如图1所示,换挡装置100具备非易失性的存储部90。非易失性的存储部90被设置于促动器单元60的内部。
接下来,对促动器单元60的详细结构进行说明。
如图4所示,促动器单元60的主体部61由马达外壳62、马达罩63及齿轮外壳64构成。具有耐热性的树脂制的马达外壳62以及马达罩63在使各自的凹部62a以及凹部63a对置的状态下被组装,由此在马达室65收纳有马达10以及ECU50。另外,树脂制的齿轮外壳64以使凹部64a对置的方式从相反侧(Z2侧)被组装于马达外壳62,由此在齿轮室66收纳有减速机构部20。
在马达外壳62的一侧的外侧面62b形成有具有端子52的插头62c。此外,端子52经由布线53与ECU50电连接。另外,经由与插头62c连接的布线电缆(未图示),向促动器单元60供给电力。另外,经由布线电缆,进行ECU50与控制发动机150的ECU151(参照图1)的相互通信。另外,ECU50与马达10(参照图1)、转子旋转角度传感器30(参照图1)以及输出轴旋转角度传感器40(参照图1)电连接。
如图4所示,马达10由相对于马达外壳62被支承为能够旋转的转子11、和在转子11的周围以具有磁隙地对置的方式配置的定子12构成。另外,马达10构成为驱动棘爪板71。
另外,作为马达10使用将永久磁铁组装于转子11的表面的表面磁铁型(SPM)的三相马达。具体而言,转子11具有轴小齿轮11a和转子铁芯11b,在转子铁芯11b的表面绕转动轴C1以等角度间隔(45°)交替地贴附有作为永久磁铁的N极磁铁以及S极磁铁。因此,马达10的极数是8。
轴小齿轮11a的上端部(Z1侧)通过被配置于马达罩63的旋转轴支承承部63b的轴承部件1而被支承为能够旋转,并且下端部(Z2侧)通过输出轴承部26的轴承部件2而被支承为能够旋转,该输出轴承部26通过被压入输出轴支承承部64b的轴承部件3而被支承为能够转动。此外,轴承部件2沿着输出轴承部26的上端部(Z1侧)的凹部的内周而被配置。由此,转子11的轴小齿轮11a与输出轴25绕相同的转动轴C1旋转。另外,轴小齿轮11a在从中央部到下端部(Z2侧)的外周区域,一体地形成有将齿轮槽形成为螺旋状的齿轮部11c。此外,齿轮部11c是使齿轮直径足够小那样以小齿数并且大螺旋角形成的所谓的小齿数螺旋齿轮。
如图4所示,定子12具有被固定于马达外壳62的马达室65内的定子铁芯13、和通过通电产生磁力的多相(U相、V相以及W相)的励磁线圈(未图示)。
如图4所示,定子铁芯13以与转子11的轴小齿轮11a相同的轴心一体地具有近似圆筒状的主体部13a以及从主体部13a的内壁面朝向轴心侧突出的多个(四个)齿13b。在这些齿13b中的、以轴心为中心被配置于相互相反的径向两侧的一对齿13b分别形成有与轴小齿轮11a平行的贯通孔。而且,被插入马达外壳62的贯通孔的棒状的支承轴67a以及支承轴67b贯通于贯通孔。支承轴67a以及支承轴67b的后端部与马达罩63的凹部63c(图4的上端部)嵌合,并且它们的前端部(图4的下端部)与齿轮外壳64的凹部64c嵌合。由此,定子12被固定于马达室65内。另外,对于支承轴67a、支承轴67b以及轴小齿轮11a而言,轴心相互沿着Z方向而平行地设置。
减速机构部20构成为在使从马达10侧传递的旋转速度减速了的状态下使棘爪板71转动。具体而言,如图4以及图5所示,减速机构部20包含:转子11的齿轮部11c、具有与齿轮部11c啮合的齿轮部21a的中间齿轮21、以与中间齿轮21相同的轴心被配置于下表面侧(Z2侧)并且与中间齿轮21卡合的中间齿轮22、以及具有与中间齿轮22的齿轮部22a啮合的齿轮部23a的最终齿轮23。此外,中间齿轮21(技术方案的驱动侧部件的一个例子)被设置于驱动棘爪板71的马达10侧。另外,中间齿轮22(技术方案的从动侧部件的一个例子)被设置于棘爪板71侧,伴随着中间齿轮21的转动而转动。另外,轴小齿轮11a的下端部被轴承部件2支承由此齿轮部11c在上下方向(Z方向)横切齿轮室66。另外,中间齿轮21被轴承部件4支承为能够相对于被插入到马达外壳62的贯通孔的支承轴67a旋转。另外,中间齿轮22通过被嵌入支承轴67a的近似圆筒状的轴承部件5而被支承为能够旋转。另外,中间齿轮21与中间齿轮22同轴地重叠。
另外,如图6以及图7所示,中间齿轮21在旋转中心部与外周部(齿轮部21a)之间设置有长径沿着周向延伸的多个(6个)长孔21e。长孔21e在周向上相互以60°间隔而配置。另外,中间齿轮22具有供齿轮部22a设置的椭圆形状的主体部22b,设置有从主体部22b的与齿轮部22a相反的一侧的上表面(Z1侧)向上方突出的多个(两个)圆柱状的卡合凸部22e。卡合凸部22e被配置于主体部22b的长径方向的两侧的周缘部。而且,在从下方朝向上方(Z1侧)将中间齿轮22邻接配置于中间齿轮21的状态下,每个相互以180°间隔配置的卡合凸部22e构成为分别插入(卡合)于对应的中间齿轮21的两个长孔21e。
此外,卡合凸部22e具有由规定的大小(周向的长度)构成的间隙S而嵌合于中间齿轮21的长孔21e。即如图7所示,构成为以相互嵌合的卡合凸部22e与长孔21e所产生的圆周方向的间隙S(规定角度宽度),允许中间齿轮21与中间齿轮22之间的相对的自由转动(自由旋转)。因此,构成为中间齿轮21与中间齿轮22并不总是一体地旋转,向中间齿轮21传递的旋转以规定角度宽度允许向一个方向(箭头A方向)或者另一个方向(箭头B方向)的相对自由转动(自由旋转)地向中间齿轮22传递。此外,图6示出了能够从中间齿轮21向中间齿轮22传递驱动力的状态,图7示出了不能从中间齿轮21向中间齿轮22传递驱动力的状态。
另外,如图5所示,中间齿轮22的齿轮部22a在具有与输出轴承部26相同的转动轴C1的状态下,与以与输出轴承部26一体地旋转的方式被组装的扇形状的最终齿轮23的齿轮部23a啮合。在被设置于最终齿轮23的近似圆弧状的插入孔23b且在沿着外周缘的内侧作为内齿轮形成了齿轮部23a。齿轮部23a被形成为直径比齿轮部22a大的齿轮。另外,最终齿轮23在扇形的“扇轴(扇形的起点)”的位置且具有旋转中心的嵌合孔23c固定有输出轴承部26。减速机构部20构成为通过中间齿轮21、中间齿轮22以及最终齿轮23,在输出轴25侧使轴小齿轮11a的旋转减速。
此外,减速机构部20构成为减速比是1:50。即在转子11旋转50圈(马达10的24×50=1200通电步骤)的情况下,输出轴25旋转1圈。因此,在马达10中,通过1个通电步骤转子11旋转15°,所以输出轴25旋转0.3°(=15/50)。
另外,在输出轴承部26的下端部(Z2侧)的凹部的内周形成有沿轴向延伸的多个纵槽(细齿)26a。另外,在输出轴25(参照图4)的上端部(Z1侧)的外周形成有沿轴向延伸的多个纵槽部(细齿)25a。由此,构成为以能够在适当的旋转角度位置传递扭矩的方式使输出轴25的纵槽部25a嵌合并连结于输出轴承部26的纵槽部26a。因此,在下端部(Z2侧)固定有棘爪板71的输出轴25在适当的旋转角度位置被组装于促动器单元60。
转子旋转角度传感器30构成为检测转子11的旋转角度。例如转子旋转角度传感器30由MR传感器(Magneto Resistive Sensor:磁阻传感器)构成。
输出轴旋转角度传感器40构成为检测棘爪板71(输出轴25)的旋转角度。例如输出轴旋转角度传感器40由霍尔元件构成。此外,输出轴25的旋转位置(输出角)作为连续的电压值而被检测。
接下来,对换挡位置的移动、输出轴旋转角度传感器40的输出值以及转子旋转角度传感器30的输出值的关系进行说明。
如图8所示,以换挡位置伴随着马达10的旋转次数(零次、一次、两次、……、七次)的增加而按P位置、R位置、N位置以及D位置的顺序变化的方式,使与输出轴25连接的棘爪板71转动。此时,棘爪弹簧72按谷部81~84的顺序嵌入谷部80。而且,输出轴旋转角度传感器40的输出值伴随着马达10的旋转次数的增加而增加。
例如,当前辊部73嵌入到谷部81(P位置)(区间1)。马达10(参照图1)被驱动由此经由减速机构部20(参照图1)使棘爪板71向箭头A方向转动。此外,在中间齿轮21与中间齿轮22之间设置有规定量的间隙S(参照图7)。因此,在辊部73完全嵌入谷部81的谷底V的状态(参照图9的区间1)下,无论中间齿轮21与转子11的旋转一起转动与否,在长孔21e的内部利用间隙S而不能传递驱动力地卡合了卡合凸部22e,所以中间齿轮22不转动。其结果是,在区间1中,由转子旋转角度传感器30(参照图1)检测出的转子11的旋转角度(rad)线性增加,而与由输出轴旋转角度传感器40(参照图1)检测出的输出轴25的旋转角度对应的电压电平是恒定的。
然后,在区间2中,中间齿轮21的长孔21e的一方端部以能够传递驱动力的方式与中间齿轮22的卡合凸部22e卡合(参照图6以及图9的区间2),马达10的驱动力经由齿轮部11c、中间齿轮21、中间齿轮22以及最终齿轮23(参照图4)而向输出轴25(参照图2)传递。由此,棘爪板71向箭头A方向转动,并且辊部73以沿着谷部81(P位置)的谷部82(R位置)侧的斜面朝向并越过山部85的方式移动。此外,马达10在P位置(区间1)大致旋转一次。而且,在区间2中,由转子旋转角度传感器30(参照图1)检测出的转子11的旋转角度(rad)线性增加。另外,与由输出轴旋转角度传感器40(参照图1)检测出的输出轴25的旋转角度对应的电压电平以恒定的比例增加。另外,该状态下的中间齿轮21以及22的卡合状态与图6的状态对应。
而且,在区间3中,辊部73越过谷部81(P位置)与谷部82(R位置)之间的边界的山部85之后,棘爪板71在马达10(中间齿轮21)之前向箭头A方向自然地转动。即棘爪板71总是被辊部73朝向谷部82施力,所以利用该作用力F(参照图3),棘爪板71在长孔21e的间隙S的大小的范围内先于马达10向箭头A方向转动。而且,辊部73落入谷部82的谷底V(参照图9的区间3)。此时,转子11的旋转角度增加,而与输出轴25的旋转角度对应的电压电平伴随辊部73向谷底V的落入(吸入)而急剧地增加。
此外,换挡位置从R位置向N位置移动的动作、从N位置向D位置移动的动作与从上述P位置向R位置移动的动作相同。
而且,马达10使旋转方向反转。由此,换挡位置经由D位置(区间4)、区间5以及区间6,向N位置移动。此外,D位置(区间4)的动作与上述区间1的动作相同。即由转子旋转角度传感器30(参照图1)检测出的转子11的旋转角度(rad)线性减少,而与由输出轴旋转角度传感器40(参照图1)检测出的输出轴25的旋转角度对应的电压电平是恒定的。另外,区间5的动作与上述区间2的动作相同。即在区间5中,转子11的旋转角度线性减少,并且与输出轴25的旋转角度对应的电压电平以恒定的比例减少。另外,区间6的动作与上述区间3的动作相同。即转子11的旋转角度减少,另一方面与输出轴25的旋转角度对应的电压电平伴随辊部73向谷底V的落入(吸入)而急剧地减少。
这里,为了提高棘爪弹簧72相对于棘爪板71(谷部80的谷底V)的定位精度,需要正确地掌握在棘爪弹簧72位于谷部80的谷底V的状态下的、马达10(转子11)的旋转角度。因此,在换挡装置100中,例如在工厂出货时,对每个换挡装置100,取得(学习)与谷部80的谷底V对应的马达10(转子11)的旋转角度。
接下来,对多个换挡位置(P位置、R位置、N位置以及D位置)各自的、与谷部80的谷底V(间隙S的中心)对应的马达10(转子11)的旋转角度的取得(学习)进行说明。此外,与谷底V对应的马达10的旋转角度的取得例如由ECU50来进行。
在本实施方式中,如图10所示,首先,棘爪弹簧72(辊部73)以连续通过多个谷部80的方式移动。而且,基于棘爪弹簧72移动的期间的、输出轴旋转角度传感器40的输出值和转子旋转角度传感器30的输出值,检测减速机构部20所含的间隙S的宽度。此外,输出轴旋转角度传感器40的输出值是电压(V)。另外,转子旋转角度传感器30的输出值是旋转角度(rad)。另外,被检测出的、输出轴旋转角度传感器40的输出值和转子旋转角度传感器30的输出值在图10中,用粗线表示。
具体而言,棘爪弹簧72以P位置、R位置、N位置、D位置、N位置、R位置、以及P位置的顺序连续移动。此外,“连续”是指在棘爪弹簧72从P位置向D位置沿着箭头A方向移动时,不向箭头B方向移动而从P位置向D位置移动。同样,“连续”是指在棘爪弹簧72从D位置向P位置沿着箭头B方向移动时,不向箭头A方向移动而从D位置向P位置移动。即棘爪弹簧72在棘爪板71的多个谷部80中往复一次。而且,在棘爪弹簧72以P位置、R位置、N位置以及D位置的顺序移动的去程中检测出的、输出轴旋转角度传感器40的输出值和转子旋转角度传感器30的输出值由图10的直线L1上的粗线表示。另外,在棘爪弹簧72以D位置、N位置、R位置以及P位置的顺序移动的回程中检测出的、输出轴旋转角度传感器40的输出值和转子旋转角度传感器30的输出值由图10的直线L2上的粗线表示。
而且,在本实施方式中,基于棘爪弹簧72从棘爪板71的谷部80的谷底V移动到山部85的顶部T的移动区间的、输出轴旋转角度传感器40的输出值和转子旋转角度传感器30的输出值,检测减速机构部20所含的间隙S的宽度。此外,如图6所示,间隙S的宽度是指在间隙S被填满的状态(能够从中间齿轮21向中间齿轮22传递驱动力的状态)下的、卡合凸部22e与长孔21e之间的宽度W。
另外,如图9所示,棘爪弹簧72从棘爪板71的谷部80的谷底V移动到山部85的顶部T的移动区间(区间1以及区间5)是中间齿轮21与中间齿轮22之间的间隙S被填满的状态(参照图6),且中间齿轮22伴随着中间齿轮21的转动而转动的区间。另外,棘爪弹簧72从谷底V移动到顶部T的移动区间包含棘爪板71沿箭头A方向转动时的区间2、和棘爪板71沿箭头B方向转动时的区间5。
另外,在本实施方式中,如图10所示,基于使马达10向箭头A方向(技术方案的第一方向的一个例子)旋转时、和向与箭头A方向相反的箭头B方向(技术方案的第二方向的一个例子)旋转时的、移动区间的输出轴旋转角度传感器40的输出值和转子旋转角度传感器30的输出值,检测间隙S的宽度。具体而言,如上述那样,基于使马达10向箭头A方向旋转时的间隙S被填满的状态的区间2、和使马达10向箭头B方向旋转时的间隙S被填满的状态的区间5的、输出轴旋转角度传感器40的输出值和转子旋转角度传感器30的输出值,检测间隙S的宽度。区间2包含棘爪弹簧72从P位置向R位置移动时的区间2、从R位置向N位置移动时的区间2、从N位置向D位置移动时的区间2。另外,区间5包含棘爪弹簧72从D位置向N位置移动时的区间2、从N位置向R位置移动时的区间2、从R位置向P位置移动时的区间5。
另外,在本实施方式中,根据使马达10向箭头A方向旋转时的、多个移动区间中的输出轴旋转角度传感器40的输出值以及转子旋转角度传感器30的输出值,计算转子旋转角度传感器30相对于输出轴旋转角度传感器40的输出值的第一推断值。具体而言,根据使马达10向箭头A方向旋转时的、三个区间2(棘爪弹簧72从P位置向R位置移动时的区间2、从R位置向N位置移动时的区间2、从N位置向D位置移动时的区间2)中的输出轴旋转角度传感器40的输出值以及转子旋转角度传感器30的输出值,来计算第一推断值。
详细而言,在本实施方式中,第一推断值通过对使马达10向箭头A方向旋转时的、多个移动区间(三个区间2、图10的直线L1上的粗线)中的转子旋转角度传感器30的输出值相对于输出轴旋转角度传感器40的输出值进行线性近似而计算。即将横轴作为输出轴旋转角度传感器40的输出值(电压),将纵轴作为转子旋转角度传感器30的输出值(旋转角度),对三个区间2中的电压(V)与旋转角度(rad)的关系进行线性近似。由此,作为第一推断值,取得直线L1。即计算直线L1的、斜率(以下,称为a1)和截距(以下,称为b1)。此外,实际上纵轴表示马达10的旋转角度的累计值(即2π×马达10的旋转次数+旋转角度)。
另外,在本实施方式中,根据使马达10向箭头B方向旋转时的、多个移动区间中的输出轴旋转角度传感器40的输出值以及转子旋转角度传感器30的输出值,计算转子旋转角度传感器30相对于输出轴旋转角度传感器40的输出值的第二推断值。具体而言,根据使马达10向箭头B方向旋转时的、三个区间5(棘爪弹簧72从D位置向N位置移动时的区间5、从N位置向R位置移动时的区间5、从R位置向P位置移动时的区间5)中的输出轴旋转角度传感器40的输出值以及转子旋转角度传感器30的输出值,来计算第二推断值。
详细而言,在本实施方式中,第二推断值通过对使马达10向箭头B方向旋转时的、多个移动区间(三个区间5)中的转子旋转角度传感器30的输出值相对于输出轴旋转角度传感器40的输出值进行线性近似而计算。即将横轴作为输出轴旋转角度传感器40的输出值(电压),将纵轴作为转子旋转角度传感器30的输出值(旋转角度),对三个区间5中的电压(V)与旋转角度(rad)的关系进行线性近似。由此,作为第二推断值取得直线L2。即计算直线L2的、斜率(以下,称为a2)和截距(以下,称为b2)。
而且,在本实施方式中,将第一推断值与第二推断值之差检测为间隙S的宽度,将间隙S的宽度的中间值设为间隙S的中心。此外,间隙S的宽度是被预先设置在中间齿轮21与中间齿轮22之间的规定量的间隙S的宽度(参照图6)。具体而言,将通过线性近似计算出的第一推断值(直线L1)、与通过线性近似计算出的第二推断值(直线L2)之间的宽度W作为间隙S的宽度来检测。即在中间齿轮21与中间齿轮22之间预先设置有规定量的间隙S,所以即使是相同的输出轴旋转角度传感器40的输出值(横轴),也使马达10的旋转角度(纵轴)产生差异。而且,能够将该差异作为间隙S的宽度而取得。
而且,在本实施方式中,基于被检测出的间隙S的宽度来计算与间隙S的中心对应的转子11的旋转角度。具体而言,能够将使马达10向箭头A方向旋转时的间隙S被填满的状态、与使马达10向箭头B方向旋转时的间隙S被填满的状态之间的中间状态(即间隙S的宽度的中间)作为间隙S的中心。即通过作为第一推断值的直线L1与作为第二推断值的直线L2之间的中间的、作为间隙S的中心的直线L3,被作为与间隙S的中心对应的转子11的旋转角度而取得。即计算直线L3的、斜率(以下,称为a3)和截距(以下,称为b3)。另外,直线L3示出了与间隙S的中心对应的、输出轴旋转角度传感器40的输出值与转子旋转角度传感器30的输出值(转子11的旋转角度)的关系。
而且,在本实施方式中,基于计算出的与间隙S的中心对应的转子11的旋转角度、和与谷部80的谷底V对应的输出轴旋转角度传感器40的输出值的关联,取得与间隙S的中心对应的马达10的旋转角度。具体而言,取得使马达10向箭头A方向旋转时的、多个区间1(与P位置、R位置、N位置以及D位置对应的区间1)中的输出轴旋转角度传感器40的输出值。此外,在多个区间1各自中,输出轴旋转角度传感器40的输出值是恒定值。具体而言,与P位置、R位置、N位置以及D位置各自对应的输出轴旋转角度传感器40的输出值分别是E1、E2、E3以及E4。
另外,取得使马达10向箭头B方向旋转时的、多个区间4(与D位置、N位置、R位置、以及P位置对应的区间4)中的输出轴旋转角度传感器40的输出值。此外,在多个区间4的各个中,输出轴旋转角度传感器40的输出值是恒定值。具体而言,与D位置、N位置、R位置、以及P位置各自对应的输出轴旋转角度传感器40的输出值分别是E4、E3、E2以及E1。即相同的换挡位置的、区间1的输出轴旋转角度传感器40的输出值与区间4的输出轴旋转角度传感器40的输出值大致相同。
而且,取得在直线L3中,与区间1(或者区间4)对应的马达10的旋转角度。具体而言,取得与输出轴旋转角度传感器40的输出值E1、E2、E3以及E4各自对应的马达10的旋转角度θ1、θ2、θ3以及θ4。其结果是,取得与P位置、R位置、N位置以及D位置的各个谷底V(间隙S的中心)对应的、马达10的旋转角度θ1、θ2、θ3以及θ4。此外,如上述那样,图10的纵轴示出了马达10的旋转角度的累计值(=2π×马达10的旋转次数+旋转角度),所以取得与P位置、R位置、N位置以及D位置的各个谷底V(间隙S的中心)对应的、马达10的旋转次数和该旋转次数的旋转角度。
而且,在本实施方式中,线性近似的第一推断值(直线L1)、线性近似的第二推断值(直线L2)、线性近似的第一推断值与线性近似的第二推断值的中间值亦即间隙S的中心(直线L3)、与间隙S的中心对应的输出轴旋转角度传感器40的输出值以及转子旋转角度传感器30的输出值被存储于非易失性的存储部90(参照图1)。具体而言,存储直线L1、L2以及L3各自的斜率(a1、a2以及a3)以及截距(b1、b2以及b3)、与P位置、R位置、N位置以及D位置的各个谷底V(间隙S的中心)对应的输出轴旋转角度传感器40的输出值(E1、E2、E3以及E4)以及马达10的旋转角度(θ1、θ2、θ3以及θ4)。
此外,在本实施方式中,在检测出检测间隙S的宽度时,棘爪弹簧72以不与壁部81a以及84a(参照图3)碰撞的方式连续通过多个谷部80那样地移动。以下,对用于不使棘爪弹簧72与壁部81a以及84a碰撞的控制进行说明。首先,在棘爪板71位于D位置的谷部84的状态下,使棘爪板71向箭头A方向侧转动。此时,若输出轴旋转角度传感器40的输出值在规定的范围内(即若输出轴旋转角度传感器40的输出值大致恒定),则是间隙S未被填满的状态,所以棘爪板71的转动继续。即棘爪板71位于谷底V的附近,所以棘爪板71的转动继续。然后,在输出轴旋转角度传感器40的输出值超过规定的范围的情况下,间隙S被填满而成为棘爪板71与壁部84a接近的状态,所以棘爪板71的转动停止。由此,棘爪板71与壁部84a碰撞的情况被抑制。
同样,在棘爪板71位于P位置的谷部81的状态下,使棘爪板71向箭头B方向侧转动。此时,若输出轴旋转角度传感器40的输出值在规定的范围内(即若输出轴旋转角度传感器40的输出值大致恒定),则处于间隙S未被填满的状态,所以棘爪板71的转动继续。即棘爪板71位于谷底V的附近,所以棘爪板71的转动继续。然后,在输出轴旋转角度传感器40的输出值超过规定的范围的情况下,间隙S被填满而成为棘爪板71与壁部81a接近的状态,所以棘爪板71的转动停止。由此,棘爪板71与壁部81a碰撞的情况被抑制。
另外,如图11所示,在未设置壁部的N位置的谷部83中,在上述专利文献1那样的使马达10多次向正方向(CW)以及反方向(CCW)旋转的方法中,基于输出轴旋转角度传感器40的输出值的间隙S的中心C11(输出值平坦的部分的中间)、与基于转子旋转角度传感器30的输出值的间隙S的中心C12(在马达10反转(CCW)时的马达10的旋转角度的中间)大致一致。由此,能够比较正确地取得间隙S的中心。即使在没有设置壁部的R位置的谷部82,同样也能够比较正确地取得间隙S的中心。
另一方面,D位置的谷部84设置有壁部84a,所以棘爪弹簧72无法登上壁部84a。因此,即使在间隙S被填满的状态下,输出轴旋转角度传感器40的输出值的变化也较小(大致恒定)。因此,在上述专利文献1的方法中,基于输出轴旋转角度传感器40的输出值的间隙S的中心C21(输出值平坦部分的中间)、与基于转子旋转角度传感器30的输出值的间隙S的中心C22(马达10反转(CCW)时的马达10的旋转角度的中间)不一致。因此,难以正确地取得间隙S的中心(与间隙S的中心对应的马达10的旋转角度)。另一方面,在本实施方式中,如上述那样,使棘爪弹簧72连续通过多个谷部80,基于上述第一推断值以及第二推断值取得间隙S的中心,由此抑制壁部81a以及84a的影响并且取得(学习)间隙S的中心。由此,能够正确地取得间隙S的中心。
在本实施方式中,能够得到以下那样的效果。
在本实施方式中,如上述那样,与对多个谷部80的各个检测间隙S的宽度并且基于对多个谷部80的各个检测出的间隙S的宽度而取得与间隙S的中心对应的马达10的旋转角度的情况不同,能够基于对多个谷部80共同检测出的间隙S的宽度,取得与间隙S的中心对应的(与各谷部80的谷底V对应的)马达10的旋转角度。即,与在每个谷部80中使马达10多次向正方向以及反方向旋转来对多个谷部80的各个检测间隙S的宽度的情况不同,能够使棘爪弹簧72的动作简单化(使棘爪弹簧72连续通过多个谷部80),所以能够实现用于取得与棘爪板71的多个谷部80的谷底V(间隙S的中心)对应的马达10的旋转角度的节拍时间的缩短。
另外,在本实施方式中,如上述那样,在从棘爪板71的谷部80的谷底V移动到山部85的顶部T的期间,输出轴25不在马达10的旋转之前转动,所以输出轴旋转角度传感器40的输出值与转子旋转角度传感器30的输出值对应。由此,能够正确地检测减速机构部20所含的间隙S的宽度。
另外,在本实施方式中,如上述那样,能够基于去路的输出轴旋转角度传感器40的输出值与转子旋转角度传感器30的输出值的关系、与回程的输出轴旋转角度传感器40的输出值与转子旋转角度传感器30的输出值的关系之差,检测检测间隙S的宽度。即能够通过棘爪弹簧72的一次往复动作,来检测检测间隙S的宽度。其结果是,能够使棘爪弹簧72的动作简单化并且能够容易取得与间隙S的中心对应的(与谷部80的谷底V对应的)马达10的旋转角度。
另外,在本实施方式中,如上述那样,能够基于第一推断值与第二推断值之差,通过运算容易地检测间隙S的宽度。
另外,在本实施方式中,如上述那样,能够取得与谷部80的谷底V的位置对应的马达10的旋转角度而不使棘爪弹簧72按压在棘爪板71的壁部81a以及84a等,所以能够抑制棘爪板71的耐久性的降低。
另外,在本实施方式中,如上述那样,预先设置规定量的间隙S(例如比有意的间隙大的间隙S),由此即使使棘爪弹簧72高速地通过多个谷部80也能够正确地计算与间隙S的中心(谷部80的谷底V)对应的马达10的旋转角度。由此,能够进一步缩短用于取得与棘爪板71的多个谷部80的谷底V对应的马达10的旋转角度的节拍时间。
另外,在本实施方式中,如上述那样,能够通过线性近似,容易地计算第一推断值与第二推断值。
另外,在本实施方式中,如上述那样,参照被存储于非易失性的存储部90的、第一推断值、第二推断值、间隙S的中心以及与间隙S的中心对应的输出轴旋转角度传感器40的输出值以及转子旋转角度传感器30的输出值,能够容易且高精度地将棘爪弹簧72定位在棘爪板71。
变形例
此外,这次公开的实施方式在所有方面仅是例示不应理解为是进行限制的。本发明的范围由技术方案示出而并非由上述实施方式的说明内容表示,而且包含与技术方案等同的意思以及范围内的全部的改变(变形例)。
例如在上述实施方式中,虽例示了棘爪弹簧72以P位置、R位置、N位置、D位置、N位置、R位置以及P位置的顺序,连续移动(往复移动)的例子,但本发明并不限于此。例如棘爪弹簧72也可以不在全部的换挡位置处移动。即也能够在四个换挡位置中的两个或者三个处往复移动,由此取得与间隙S的中心对应的马达10的旋转角度。另外,即使在棘爪弹簧72在全部的换挡位置处移动的情况下,也可以以与上述顺序不同的顺序移动。
另外,在上述实施方式中,虽示出了基于线性近似来计算第一推断值以及第二推断值的例子,但本发明并不限于此。例如也可以通过线性近似以外的方法(多项式近似等)计算第一推断值以及第二推断值。
另外,在上述实施方式中,虽示出了分别在P位置的谷部81以及D位置的谷部84设置有壁部81a以及壁部84a的例子,但本发明并不限于此。本发明也能够应用于没有在谷部80设置壁部81a以及84a的换挡装置。
另外,在上述实施方式中,虽示出了棘爪弹簧72以不与壁部81a以及84a碰撞的方式、且连续通过多个谷部80的方式进行移动的例子,但本发明并不限于此。即使在棘爪弹簧72与壁部81a以及84a碰撞的情况下,也能够应用本发明。
另外,在上述实施方式中,虽例示了在中间齿轮21与中间齿轮22之间预先设置规定量的间隙S的例子,但本发明并不限于此。即使在中间齿轮21与中间齿轮22之间未设置规定量的间隙S的情况下(产生组装误差等不希望的间隙的情况下),也能够应用本发明。
另外,在上述实施方式中,虽例示了换挡位置是四个(P、R、N以及D)的例子,但本发明并不限于此。例如即使对于具有四个以外的数量的换挡装置,也能够应用本发明。
另外,在上述实施方式中,虽例示了将本发明的换挡装置100应用于汽车用的换挡装置的例子,但本发明并不限于此。也可以将本发明的换挡装置例如应用于电车等汽车用以外的换挡装置。

Claims (8)

1.一种换挡装置,是构成为搭载于车辆的换挡装置,其特征在于,构成为具备:
换挡切换部件,其包含以与换挡位置对应的方式设置的多个谷部;
定位部件,其用于在嵌入上述换挡切换部件的上述多个谷部中的任一个的状态下使上述换挡位置成立;
马达,其对上述换挡切换部件进行驱动,包含转子和定子;
减速机构部,其在使从上述马达侧传递的旋转速度减速的状态下使上述换挡切换部件转动;
转子旋转角度传感器,其检测上述转子的旋转角度;以及
输出轴旋转角度传感器,其检测上述换挡切换部件的旋转角度,
基于使上述定位部件以连续通过上述多个谷部的方式移动的期间的、上述输出轴旋转角度传感器的输出值和上述转子旋转角度传感器的输出值,检测上述减速机构部所含的间隙的宽度,并且基于检测出的上述间隙的宽度来计算与上述间隙的中心对应的上述转子的旋转角度,基于计算出的与上述间隙的中心对应的上述转子的旋转角度、与对应于上述谷部的谷底的上述输出轴旋转角度传感器的输出值的关联,取得与上述间隙的中心对应的上述马达的旋转角度,上述的连续通过上述多个谷部是指在通过上述多个谷部时沿一个方向移动而不向另一个方向往复。
2.根据权利要求1所述的换挡装置,其特征在于,构成为,
基于上述定位部件从上述换挡切换部件的上述谷部的上述谷底移动到山部的顶部的移动区间的、上述输出轴旋转角度传感器的输出值和上述转子旋转角度传感器的输出值,检测上述减速机构部所含的间隙的宽度。
3.根据权利要求1或2所述的换挡装置,其特征在于,构成为,
基于使上述马达向第一方向旋转时、和向与上述第一方向相反的第二方向旋转时的、移动区间的上述输出轴旋转角度传感器的输出值和上述转子旋转角度传感器的输出值,检测上述间隙的宽度。
4.根据权利要求3所述的换挡装置,其特征在于,构成为,
将根据使上述马达向上述第一方向旋转时的、多个上述移动区间的上述输出轴旋转角度传感器的输出值以及上述转子旋转角度传感器的输出值计算出的上述转子相对于上述输出轴旋转角度传感器的旋转角度的第一推断值、与根据使上述马达向上述第二方向旋转时的、多个上述移动区间的上述输出轴旋转角度传感器的输出值以及上述转子旋转角度传感器的输出值计算出的上述转子相对于上述输出轴旋转角度传感器的旋转角度的第二推断值之差作为上述间隙的宽度来检测,将上述间隙的宽度的中间值作为上述间隙的中心。
5.根据权利要求1或2所述的换挡装置,其特征在于,构成为,
在上述换挡切换部件所含的上述多个谷部中的、被配置于最靠近端部侧的端部侧谷部设置有用于抑制上述定位部件越过上述端部侧谷部而移动的壁部,上述定位部件以不与上述壁部碰撞且连续通过上述多个谷部的方式移动。
6.根据权利要求1所述的换挡装置,其特征在于,构成为,
上述减速机构部包含被设置于驱动上述换挡切换部件的马达侧的驱动侧部件、和被设置于上述换挡切换部件侧并伴随着上述驱动侧部件的转动而转动的从动侧部件,在上述驱动侧部件与上述从动侧部件之间预先设置规定量的间隙,使上述定位部件以连续通过上述多个谷部的方式移动,由此检测被设置于上述驱动侧部件与上述从动侧部件之间的规定量的上述间隙的宽度。
7.根据权利要求4所述的换挡装置,其特征在于,
上述第一推断值通过对使上述马达向第一方向旋转时的、上述多个移动区间的上述转子旋转角度传感器的输出值相对于上述输出轴旋转角度传感器的输出值进行线性近似而计算,上述第二推断值通过对使上述马达向第二方向旋转时的、上述多个移动区间的上述转子旋转角度传感器的输出值相对于上述输出轴旋转角度传感器的输出值进行线性近似而计算。
8.根据权利要求7所述的换挡装置,其特征在于,还具备:
非易失性的存储部,其存储线性近似的上述第一推断值、线性近似的上述第二推断值、线性近似的上述第一推断值与线性近似的上述第二推断值的中间值亦即上述间隙的中心、与上述间隙的中心对应的上述输出轴旋转角度传感器的输出值以及上述转子旋转角度传感器的输出值。
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