CN114439932B - 线控换挡系统 - Google Patents

Abstract

对换挡位置进行切换的线控换挡系统具备止动板、止动弹簧、旋转电机、齿轮装置以及电子控制单元。该线控换挡系统所具备的、被配置为控制旋转电机转矩的电子控制单元被配置为：在为了对换挡位置进行切换而从旋转电机输出使所述止动板沿转动方向转动的所述旋转电机转矩之后，在所述止动板产生的止动转矩从反转动方向反转至转动方向，在通过反转后的所述止动转矩进行的齿轮装置中的齿隙部的齿隙消除结束之前，使所述旋转电机转矩反转。

Description

线控换挡系统

技术领域

本发明涉及具备将旋转电机所输出的转矩动力传递至止动板的齿轮装置的线控换挡系统。

背景技术

已知一种线控换挡系统，该线控换挡系统被配置为：将旋转电机所输出的转矩经由作为齿轮装置的齿轮副动力传递至止动板来对换挡位置进行切换。例如，日本特开2018－80807所记载的线控换挡系统就是如此。

在日本特开2018－80807所记载的线控换挡系统中，存在如下问题：在换挡位置被切换的情况下，当由止动弹簧在止动板产生的止动转矩从作为与止动板的转动方向相反的方向的反转动方向反转至转动方向时，齿轮装置的齿隙消除状态反转而产生打齿声(例如，齿轮副中的齿彼此的碰撞声)。

发明内容

因此，本发明涉及能减小换挡位置被切换的情况下的齿轮装置中的打齿声的线控换挡系统。

本发明的方案是一种线控换挡系统，对换挡位置进行切换，所述线控换挡系统具备止动板、止动弹簧、旋转电机、齿轮装置以及电子控制单元。所述止动板在周面具有与所述换挡位置对应的多个凹部，并且被设为能绕转动轴线转动。所述止动弹簧具有与所述止动板的所述凹部中的任一个卡合的卡合部，并且被配置为将所述卡合部向所述止动板的所述周面侧按压，在所述卡合部按压所述凹部的转动位置保持所述止动板。所述齿轮装置被配置为将所述旋转电机所输出的旋转电机转矩传递至所述止动板。所述电子控制单元被配置为控制所述旋转电机转矩。所述电子控制单元被配置为：在为了对所述换挡位置进行切换而从所述旋转电机输出使所述止动板沿转动方向转动的所述旋转电机转矩之后，通过所述卡合部的按压而在所述止动板产生的止动转矩从作为与所述转动方向相反的方向的反转动方向反转至所述转动方向，在通过反转后的所述止动转矩进行的所述齿轮装置中的齿隙部的齿隙消除结束之前，使所述旋转电机转矩反转。

根据所述方案的线控换挡系统，具备：止动板，在周面具有与所述换挡位置对应的多个凹部，并且被设为能绕转动轴线转动；止动弹簧，具有与所述止动板的所述凹部卡合的卡合部，将所述卡合部向所述止动板的所述周面侧按压，在所述卡合部按压所述凹部的转动位置保持所述止动板；旋转电机；齿轮装置，将所述旋转电机所输出的旋转电机转矩动力传递至所述止动板；以及电子控制单元，控制所述旋转电机转矩，所述电子控制单元被配置为：在为了对所述换挡位置进行切换而从所述旋转电机输出使所述止动板沿转动方向转动的所述旋转电机转矩之后，通过所述卡合部的按压而在所述止动板产生的止动转矩从作为与所述转动方向相反的方向的反转动方向反转至所述转动方向，在通过反转后的所述止动转矩进行的所述齿轮装置中的齿隙部的齿隙消除结束之前，使所述旋转电机转矩反转。因此，在通过反转后的止动转矩进行的齿隙部的向反转动方向侧的齿隙消除结束之前，通过反转后的旋转电机转矩开始齿隙部的向反转动方向侧的齿隙消除。由于这样进行通过反转后的旋转电机转矩进行的齿隙部的向反转动方向侧的齿隙消除，因此，与未进行通过反转后的旋转电机转矩进行的齿隙部的向反转动方向侧的齿隙消除的情况相比，需要通过反转后的止动转矩进行的齿隙部的向反转动方向侧的齿隙消除的齿隙的大小即齿隙消除需要量减少。由此，在齿隙部中配设于止动板侧的齿轮通过反转后的止动转矩而被增速的期间变短，因此能减小齿隙部中的打齿声。

在所述方案的线控换挡系统中，也可以是，所述电子控制单元被配置为：在通过反转后的所述止动转矩进行的所述齿隙部的齿隙消除开始之前，通过反转后的所述旋转电机转矩使所述齿隙部的齿隙消除结束。

根据所述构成的线控换挡系统，所述电子控制单元在通过反转后的所述止动转矩进行的所述齿隙部的齿隙消除开始之前，通过反转后的所述旋转电机转矩使所述齿隙部的齿隙消除结束。即使欲通过反转后的止动转矩来进行齿隙部的向反转动方向侧的齿隙消除，但已经通过反转后的旋转电机转矩结束了向反转动方向侧的齿隙消除，基于反转后的止动转矩的齿隙消除需要量为零。因此，没有在齿隙部中配设于止动板侧的齿轮通过反转后的止动转矩而被增速的期间，因此能减小齿隙部中的打齿声。

在所述方案的线控换挡系统中，也可以是，所述电子控制单元被配置为：在所述止动转矩从所述反转动方向反转至所述转动方向的紧后，使所述旋转电机转矩反转。

根据所述构成的线控换挡系统，所述电子控制单元在所述止动转矩从所述反转动方向反转至所述转动方向的紧后，使所述旋转电机转矩反转。由于在止动转矩反转的紧后使旋转电机转矩反转，因此，能减少由旋转电机转矩的反转引起的止动板的向转动方向的角速度的降低量，从而能抑制直到换挡位置被切换为止的时间拖长。

在所述方案的线控换挡系统中，也可以是，所述电子控制单元被配置为：基于所述止动板的转动角度来使所述旋转电机转矩反转。

根据所述构成的线控换挡系统，所述电子控制单元基于所述止动板的转动角度来使所述旋转电机转矩反转。由于止动转矩根据止动板的转动角度而变化，因此，通过基于止动板的转动角度来使旋转电机转矩反转，能高精度地控制使旋转电机转矩反转的定时。

在所述构成的线控换挡系统中，也可以是，所述电子控制单元被配置为：根据所述旋转电机的旋转角度来推定所述止动板的转动角度。

根据所述构成的线控换挡系统，所述电子控制单元根据所述旋转电机的旋转角度来推定所述止动板的转动角度。由于无需设置检测止动板的转动角度的传感器，因此能减小线控换挡系统的成本。

在所述方案的线控换挡系统中，也可以是，所述电子控制单元被配置为：在进行所述齿轮装置中的齿隙消除的期间中所述齿隙消除结束的紧前，减小所述旋转电机转矩。

根据所述构成的线控换挡系统，所述电子控制单元在进行所述齿轮装置中的齿隙消除的期间中所述齿隙消除结束的紧前，减小所述旋转电机转矩。由于在齿隙消除结束的紧前即齿轮装置的一方的齿轮与另一方的齿轮碰撞的紧前旋转电机转矩被减小，因此，与在齿隙消除结束的紧前旋转电机转矩未被减小的情况相比，能减小打齿声。

在所述方案的线控换挡系统中，也可以是，所述电子控制单元被配置为：基于所述换挡位置的切换控制中的所述旋转电机的角速度变化率和所述旋转电机转矩来推定所述止动转矩。并且，也可以是，所述电子控制单元被配置为：基于推定出的所述止动转矩来校正使所述旋转电机转矩反转的控制定时。

根据所述构成的线控换挡系统，所述电子控制单元基于所述换挡位置的切换控制中的所述旋转电机的角速度变化率和所述旋转电机转矩来推定所述止动转矩，并基于推定出的所述止动转矩来校正使所述旋转电机转矩反转的控制定时。例如齿轮装置的制造偏差、止动板所具有的多个凹部的制造偏差会影响实际的止动转矩。由于基于实际的旋转电机的角速度变化率和旋转电机转矩来推定止动转矩并校正使旋转电机转矩反转的控制定时，因此，与考虑制造偏差的影响而控制定时被设定得晚的情况相比，能将使旋转电机转矩反转的控制定时提前。由此，迅速地进行通过反转后的旋转电机转矩进行的齿轮装置的齿隙部的齿隙消除，因此容易减小打齿声。

在所述构成的线控换挡系统中，也可以是，所述电子控制单元被配置为：在所述止动转矩被推定的所述换挡位置的切换控制结束之后，校正所述控制定时。

根据所述构成的线控换挡系统，所述电子控制单元在所述止动转矩被推定的所述换挡位置的切换控制结束之后，实施所述控制定时的校正。在旋转电机的角速度变化率的运算中，由于SN比(signal-noise ratio：信噪比)不佳，因此优选通过滤波器来运算。但是，在通过滤波器进行的运算中会产生延迟，因此，即使欲在止动转矩被运算即被推定的换挡位置的切换控制中实施控制定时的校正，由于旋转电机的角速度变化率的运算中的延迟，恐怕也会错过适当的控制定时。通过在止动转矩被推定的换挡位置的切换控制结束之后实施控制定时的校正，例如在角速度变化率的运算中可以使用没有运算的延迟的非因果零相位滤波器，因此能高精度地推定止动转矩。

在所述方案的线控换挡系统中，也可以是，所述齿轮装置具有多级式齿轮副。并且，也可以是，所述齿隙部位于所述多级式齿轮副中的、在所述齿轮装置中的动力传递路径上最靠所述旋转电机侧的齿轮副。

根据所述构成的线控换挡系统，所述齿轮装置具有多级式齿轮副。并且，所述齿隙部位于所述多级式齿轮副中的、在所述齿轮装置中的动力传递路径上最靠所述旋转电机侧的齿轮副。在齿轮装置具有多级式齿轮副的情况下，在多级式齿轮副中的齿轮副的每一个具有齿隙部。在通过反转后的止动转矩进行的多级式齿轮副的齿隙部的齿隙消除中，位于齿轮装置中的动力传递路径上的各齿轮从止动板侧朝向旋转电机侧一个接一个地增速，因此位于在齿轮装置中的动力传递路径上最靠旋转电机侧的齿轮副的齿隙部中的打齿声容易变大。但是，在通过反转后的止动转矩进行的位于最靠旋转电机侧的齿轮副的齿隙部的齿隙消除结束之前通过反转后的旋转电机转矩开始齿隙消除，由此能减小齿轮装置中的最靠旋转电机侧的齿隙部中的打齿声。

附图说明

以下，参照附图，对本发明的示例性实施例的特征、优点以及技术和工业意义进行说明，其中，相同的附图标记表示相同的元件，其中：

图1是对具备本发明的实施方式的线控换挡系统的车辆中的用于各种控制的控制功能的主要部分进行说明的图。

图2是所述线控换挡系统和将驱动轮固定为无法旋转的驻车锁止装置的局部立体图。

图3是对图1所示的换挡切换机构所具备的止动板被转动时的该止动板与卡合辊的位置关系进行说明的图。

图4是用于对所述车辆的换挡位置被切换的情况下的所述止动板的转动位置进行切换控制的伺服机构的一个例子。

图5是表示所述止动板的止动转动角度与止动转矩的预先确定的关系的止动转矩曲线的一个例子。

图6A是以第一齿隙部为例对图1所示的换挡切换机构所具备的减速齿轮装置中的齿隙部的状态进行说明的图，示出了所述止动板的转动方向侧的齿隙消除状态。

图6B是与图6A同样的说明图，示出了所述止动板的反转动方向侧的齿隙消除状态。

图7是对在所述车辆的换挡位置从非P换挡位置被切换向P换挡位置的情况下抑制打齿声而确保静音性的SBW－ECU的控制工作进行说明的流程图的一个例子。

图8A是图7的流程图被执行的情况下的时间图的一个例子，是表示马达旋转角度随着时间经过的变化的曲线图。

图8B是图7的流程图被执行的情况下的时间图的一个例子，是表示马达转矩随着时间经过的变化的曲线图。

图8C是图7的流程图被执行的情况下的时间图的一个例子，是表示马达角速度指令值和马达角速度随着时间经过的变化的曲线图。

图8D是图7的流程图被执行的情况下的时间图的一个例子，是表示齿隙部相位差随着时间经过的变化的曲线图。

图8E是图7的流程图被执行的情况下的时间图的一个例子，是表示相对角速度随着时间经过的变化的曲线图。

图9A是相对于所述实施方式的比较例的时间图的一个例子，是表示马达旋转角度随着时间经过的变化的曲线图。

图9B是相对于所述实施方式的比较例的时间图的一个例子，是表示马达转矩随着时间经过的变化的曲线图。

图9C是相对于所述实施方式的比较例的时间图的一个例子，是表示马达角速度指令值和马达角速度随着时间经过的变化的曲线图。

图9D是相对于所述实施方式的比较例的时间图的一个例子，是表示齿隙部相位差随着时间经过的变化的曲线图。

图9E是相对于所述实施方式的比较例的时间图的一个例子，是表示相对角速度随着时间经过的变化的曲线图。

具体实施方式

在本说明书中，“转动”是指“旋转”中的旋转角度的范围被限定的情况，“转动”与“旋转”实质上意思相同。

以下，参照附图对本发明的实施方式进行详细说明。需要说明的是，在以下的实施方式中图被适当简化或变形，各部的尺寸比和形状等未必被准确地描绘。

图1是对具备本发明的实施方式的线控换挡系统40的车辆10中的用于各种控制的控制功能的主要部分进行说明的图。

车辆10具备驻车开关(也称为“P开关”)12、换挡开关14、车辆电源开关16、发动机控制用ECU(Electronic Control Unit：电子控制单元)20、SBW(Shift By Wire：线控换挡)－ECU30、马达32、编码器36、换挡切换机构42、显示部84、仪表86、包括发动机的驱动机构88、发动机转速传感器90、驻车制动开关92以及坡度传感器94。需要说明的是，SBW－ECU30、马达32、编码器36以及换挡切换机构42构成线控换挡系统40。

驻车开关12是用于在驻车模式(以下，记为“P模式”。)和P模式以外的“非驻车模式”(以下，记为“非P模式”。)之间切换行驶模式的开关，驻车开关12作为独立开关设于换挡开关14的附近。“非P模式”例如是作为后退行驶模式的倒车挡模式(R模式)、作为用于设为空挡状态的模式的空挡模式(N模式)、作为使用所有的前进挡位来执行自动变速控制的前进行驶模式的前进挡模式(D模式)等。驻车开关12具有指示器12a和输入部12b。驾驶员通过对输入部12b进行操作例如将行驶模式从非P模式切换至P模式。输入部12b例如是瞬时开关。被输入至输入部12b的表示来自驾驶员的指示的P指令信号Spsw被输出至SBW－ECU30。指示器12a基于从SBW－ECU30输入的信号来显示后述的换挡切换机构42中的当前的换挡位置。

换挡开关14例如是用于选择倒车挡模式(R模式)、空挡模式(N模式)以及前进挡模式(D模式)的操作开关。被输入至换挡开关14的表示来自驾驶员的指示的换挡信号Ssft被输出至SBW－ECU30。

车辆电源开关16是用于对车辆电源的接通/断开进行切换的开关。车辆电源开关16例如是点火开关。被输入至车辆电源开关16的表示来自驾驶员的指示的信号被输入至发动机控制用ECU20。

发动机控制用ECU20被配置为包括例如具备CPU、RAM、ROM、输入输出接口等的所谓微型计算机，CPU利用RAM的暂时存储功能并且按照预先存储于ROM的程序进行信号处理，由此执行车辆10的驱动机构88中的各种控制。

SBW－ECU30与发动机控制用ECU20同样地被配置为包括所谓微型计算机。需要说明的是，SBW－ECU30是本发明中的“电子控制单元”的一个例子。SBW－ECU30通过马达32来控制换挡切换机构42。此外，SBW－ECU30基于从换挡开关14输入的换挡信号Ssft，通过发动机控制用ECU20来执行对驱动机构88中的行驶模式进行切换的控制。

马达32例如是步进马达，由从SBW－ECU30输出的马达控制信号Sm进行驱动控制。需要说明的是，马达32是本发明中的“旋转电机”的一个例子。

编码器36感测作为马达32的马达轴34实际旋转的旋转角度量的马达旋转角度量θmamt[rad]。SBW－ECU30获取从编码器36输出的表示马达旋转角度量θmamt的信号来执行驱动马达32的反馈控制。

换挡切换机构42是在选择了P模式的情况下被切换的P换挡位置“P”与在选择了非P模式的情况下被切换的非P换挡位置“NotP”之间对换挡位置进行切换的机构。

显示部84显示发动机控制用ECU20和/或SBW－ECU30所输出的对驾驶员的指示、警告等。仪表86将当前的换挡位置与车辆10的设备的状态、换挡位置的状态等一起通知给驾驶员。驱动机构88例如由众所周知的无级变速机构、有级变速机构构成。

发动机转速传感器90检测搭载于车辆10的发动机(例如，内燃机)的转速。发动机转速传感器90将表示检测到的发动机转速Ne[rpm]的信号输出至发动机控制用ECU20。

驻车制动开关92检测使驻车停车中的车辆10的位置保持的未图示的驻车制动器的状态(工作状态和非工作状态)，并将表示检测到的驻车制动器的状态的信号输出至发动机控制用ECU20。

坡度传感器94检测车辆10停止中或行驶中的路面的坡度。坡度传感器94例如由加速度传感器构成，并将表示检测到的路面的坡度的信号输出至发动机控制用ECU20。

图2是线控换挡系统40和将驱动轮(未图示)固定为无法旋转的驻车锁止装置60的局部立体图。如前述那样，线控换挡系统40具备马达32、编码器36、换挡切换机构42以及SBW－ECU30。通过SBW－ECU30对作为致动器的马达32进行驱动控制，由此使换挡切换机构42工作来对换挡位置进行切换。

换挡切换机构42具备减速齿轮装置76、手动轴44、板状的止动板46以及板簧56。

止动板46铆接于手动轴44，通过压入等被固定设置为无法相对旋转。止动板46和手动轴44均能绕转动轴线CL3转动，它们无法相对旋转而是一体地转动。在手动轴44配设有编码器82。编码器82与手动轴44一体地转动，感测作为手动轴44和止动板46实际转动的转动角度量的止动转动角度量θdamt[rad]。

在止动板46的位于上方的外周端缘设有波形形状的凹凸面48。在凹凸面48形成有：非P谷部50(参照图3)，用于将止动板46定位于与非P换挡位置“NotP”对应的转动位置；以及P谷部52(参照图3)，用于将止动板46定位于与P换挡位置“P”对应的转动位置。需要说明的是，非P谷部50和P谷部52是本发明中的“凹部”的一个例子。

设于基端部被固定的板簧56的顶端部的卡合辊58与凹凸面48接触。卡合辊58被支承为能相对于板簧56的基端部转动。需要说明的是，板簧56和卡合辊58是本发明中的“止动弹簧”和“卡合部”的一个例子。板簧56以规定的按压力F[N](参照图3)将卡合辊58朝向凹凸面48按压。卡合辊58以规定的按压力F按压凹凸面48，以与凹凸面48的接触位置趋向凹凸面48的谷位置的方式对止动板46施力。卡合辊58落入形成于止动板46的凹凸面48的非P谷部50和P谷部52中的任一个，从而止动板46的转动位置被定位。

减速齿轮装置76被配设为能进行马达32与手动轴44之间的动力传递。减速齿轮装置76具有作为两级式齿轮副的第一级齿轮副78和第二级齿轮副80以及输出轴38。需要说明的是，减速齿轮装置76是本发明中的“齿轮装置”的一个例子。第一级齿轮副78和第二级齿轮副80是本发明中的“多级式齿轮副”的一个例子。

第一级齿轮副78由相互啮合的第一齿轮78a和第二齿轮78b构成。第一级齿轮副78的齿轮传动比ρ1(＝第二齿轮78b的齿数/第一齿轮78a的齿数)大于1。第二级齿轮副80由相互啮合的第三齿轮80a和第四齿轮80b构成。第二级齿轮副80的齿轮传动比ρ2(＝第四齿轮80b的齿数/第三齿轮80a的齿数)大于1。减速齿轮装置76整体的齿轮传动比ρ(＝ρ1×ρ2)大于1。

马达轴34是以旋转轴线CL1为旋转中心的马达32的旋转轴。第一齿轮78a以无法相对旋转的方式固定设置于马达轴34。第二齿轮78b和第三齿轮80a分别固定设置于以旋转轴线CL2为共同的旋转中心的旋转轴。输出轴38是能绕与手动轴44共同的转动轴线CL3转动的旋转轴。输出轴38和手动轴44在花键嵌合部74中通过花键嵌合被连结为无法相对旋转。第四齿轮80b以无法相对旋转的方式固定设置于输出轴38。第一齿轮78a、第二齿轮78b、第三齿轮80a以及第四齿轮80b例如是斜齿轮，增大第一级齿轮副78和第二级齿轮副80中的啮合率从而使动力传递安静且转矩波动小。

马达32所输出的马达转矩Tm[Nm]依次经由马达轴34、第一级齿轮副78、第二级齿轮副80、输出轴38以及手动轴44而被动力传递至止动板46。需要说明的是，马达转矩Tm是本发明中的“旋转电机转矩”的一个例子。

驻车锁止装置60具备驻车齿轮62、驻车锁止爪64、驻车杆68以及弹簧70。驻车齿轮62是连结于驱动轮的齿轮。驻车锁止爪64被设为能通过绕一个轴线转动来接近和离开驻车齿轮62。驻车锁止爪64具有在接近驻车齿轮62的情况下与驻车齿轮62啮合的爪部66，通过爪部66与驻车齿轮62啮合从而将驱动轮固定为无法旋转。驻车杆68的一端部插通于与驻车锁止爪64卡合的锥形构件72，从而支承锥形构件72。驻车杆68的另一端部连结于止动板46的下端部。通过止动板46的转动来使驻车杆68移动，从而使锥形构件72向锥形构件72的小径侧或大径侧移动。弹簧70对锥形构件72向该锥形构件72的小径侧施力。

图2示出了止动板46位于与P换挡位置“P”对应的转动位置的状态。在该状态下，驻车锁止爪64的爪部66与驻车齿轮62啮合，由此连结于驻车齿轮62的驱动轮的旋转被阻止。当在该状态下马达32沿箭头A的方向旋转时，手动轴44沿箭头B的方向转动，驻车杆68的一端部向箭头C的方向移动，从而通过设于该一端部的顶端部的锥形构件72的移动而使驻车锁止爪64向箭头D的方向移动。然后，通过驻车锁止爪64向箭头D的方向移动，由此爪部66向不与驻车齿轮62啮合的位置移动，从而连结于驻车齿轮62的驱动轮的锁定被解除。

图3是对被转动的止动板46与卡合辊58的位置关系进行说明的图。在图3中，示出了在转动轴线CL3方向观察到的止动板46和卡合辊58。卡合辊58按压非P谷点50a、峰点M以及P谷点52a的各个情况分别由粗实线、虚线以及细实线示出。

非P谷点50a和P谷点52a是卡合辊58所落入的非P谷部50和P谷部52各自的谷底点，是在卡合辊58按压止动板46的非P谷点50a和P谷点52a的情况下后述的止动转矩Td[Nm]的绝对值成为极小的点。峰点M是在凹凸面48中形成于非P谷部50与P谷部52之间的凸面部的顶点，是在卡合辊58按压止动板46的峰点M的情况下后述的止动转矩Td成为零的点。即，在卡合辊58按压止动板46的峰点M的情况下，卡合辊58对凹凸面48的规定的按压力F的朝向成为朝转动轴线CL3的朝向。

止动转动角度θd[rad]表示止动板46的转动角度(转动位置)，例如由基准线DL与将作为转动中心的转动轴线CL3和止动板46的非P谷点50a连接的直线所成的角度表示。需要说明的是，基准线DL是作为为了确定止动转动角度θd而预先设定的基准的线，在将作为转动中心的转动轴线CL3和止动板46的非P谷点50a连接的直线与基准线DL一致的情况下，止动转动角度θd成为零。设为在止动板46沿箭头B的方向转动的情况下，止动转动角度θd增大，在止动板46沿与箭头B相反的方向转动的情况下，止动转动角度θd减小。如图3所示，将卡合辊58分别按压非P谷点50a、峰点M、P谷点52a的情况下的止动转动角度θd分别设为角度θdnp、角度θdmt、角度θdp。角度θdnp表示与非P换挡位置“NotP”对应地卡合辊58按压非P谷点50a的情况下的止动板46的转动位置，角度θdp表示与P换挡位置“P”对应地卡合辊58按压P谷点52a的情况下的止动板46的转动位置。角度θdp小于角度θdnp。此外，角度θdmt是角度θdnp与角度θdp之间的值。

马达旋转角度θm[rad]表示马达32的旋转角度(旋转位置)，例如与止动转动角度θd同样地，由马达32相对于未图示的马达32用的基准线的旋转角度表示。马达32用的基准线是作为为了确定马达旋转角度θm而预先设定的基准的线，在马达32的马达轴34的旋转位置与马达32用的基准线一致的情况下，马达旋转角度θm成为零。需要说明的是，设为止动转动角度θd为零的情况下的马达旋转角度θm为零，止动转动角度θd为角度θdnp的情况下的马达旋转角度θm为角度θmnp，止动转动角度θd为角度θdp的情况下的马达旋转角度θm为角度θmp。设为在马达32沿箭头A的方向旋转的情况下，马达旋转角度θm增大，在马达32沿与箭头A相反的方向旋转的情况下，马达旋转角度θm减小(参照图2)。需要说明的是，在本实施方式中，马达旋转角度θm增大的方向(箭头A的方向)与止动转动角度θd增大的方向(箭头B的方向)相同，马达旋转角度θm减小的方向(与箭头A相反的方向)与止动转动角度θd减小的方向(与箭头B相反的方向)相同。

在此，将“通过由板簧56产生的卡合辊58对凹凸面48的按压力F而在止动板46产生的欲绕转动轴线CL3转动的转矩”定义为止动转矩Td[Nm]。在卡合辊58按压比峰点M靠非P谷部50侧的情况下，止动转矩Td以使止动板46成为与非P换挡位置“NotP”对应的转动位置的方式作用。在卡合辊58按压比峰点M靠P谷部52侧的情况下，止动转矩Td以使止动板46成为与P换挡位置“P”对应的转动位置的方式作用。

图4是用于对换挡位置被切换的情况下的止动板46的转动位置进行切换控制的伺服机构的一个例子。如前述那样，止动转动角度θd为角度θdnp的情况下的马达旋转角度θm为角度θmnp，止动转动角度θd为角度θdp的情况下的马达旋转角度θm为角度θmp。

例如，在换挡位置从非P换挡位置“NotP”被切换至P换挡位置“P”的切换控制的情况下，通过马达32以止动转动角度θd从角度θdnp变为角度θdp的方式使止动板46转动。在该情况下，对作为切换控制后的角度θdp与切换控制前的角度θdnp的差分的目标止动转动角度量θdtgt(＝θdp－θdnp)乘以齿轮传动比ρ而得到的总角度量θtotal[rad](＝θdtgt×ρ)成为作为使马达32旋转的目标角度量的目标马达旋转角度量θmtgt。即，使马达32旋转目标马达旋转角度量θmtgt，以使马达旋转角度θm从切换控制前的角度θmnp变为切换控制后的角度θmp。目标马达旋转角度量θmtgt作为马达旋转角度指令值被输入至图4所示的伺服机构。

第一减法器100输出从目标马达旋转角度量θmtgt减去作为马达32实际旋转的旋转角度量的马达旋转角度量θmamt而得到的偏差(＝θmtgt－θmamt)。角度控制部102基于从第一减法器100输入的信号来生成角速度指令值并输出。

在第一限制器104具有工作状态和非工作状态。在第一限制器104处于非工作状态的情况下，第一限制器104不变更从角度控制部102输入的角速度指令值，而是原样将该角速度指令值作为对马达角速度ωm[rad/sec]的指令值即马达角速度指令值ωmtgt输出，该马达角速度ωm[rad/sec]是马达32的角速度。在第一限制器104处于工作状态的情况下，第一限制器104对从角度控制部102输入的角速度指令值施加限制并输出。在第一限制器104预先设定有第一限制值ωmlmt1[rad/sec]。在从角度控制部102输入了超过第一限制值ωmlmt1的角速度指令值的情况下，处于工作状态的第一限制器104将该角速度指令值变更为第一限制值ωmlmt1并作为马达角速度指令值ωmtgt输出。在从角度控制部102输入了不超过第一限制值ωmlmt1的角速度指令值的情况下，处于工作状态的第一限制器104不变更该角速度指令值而是原样将该角速度指令值作为马达角速度指令值ωmtgt输出。关于第一限制器104中的工作状态与非工作状态的切换，将在后文进行叙述。

第二减法器106输出从由第一限制器104输出的马达角速度指令值ωmtgt减去来自高通滤波器118的输出而得到的偏差。角速度控制部108基于从第二加法器106输出的偏差来生成转矩指令值并输出。

第二限制器110对从角速度控制部108输入的转矩指令值施加限制并输出。在第二限制器110预先设定有第二限制值Tmlmt2[Nm]。第二限制值Tmlmt2是以马达角速度ωm不超过额定转速的方式预先设定的转矩指令值。在从角速度控制部108输入了超过第二限制值Tmlmt2的转矩指令值的情况下，第二限制器110将该转矩指令值变更为第二限制值Tmlmt2并输出。由此，马达角速度ωm被控制为不超过额定转速。在从角速度控制部108输入了不超过第二限制值Tmlmt2的转矩指令值的情况下，第二限制器110不变更该转矩指令值而是原样输出该转矩指令值。

转矩控制部112基于从第二限制器110输入的转矩指令值来生成对从马达32输出的马达转矩Tm进行控制的马达控制信号Sm并输出。通过该马达控制信号Sm来控制马达32的旋转驱动。根据马达旋转角度θm而变化的止动转矩Td也作用于马达32。马达角速度ωm也通过该止动转矩Td而被增减。

编码器36对马达角速度ωm进行积分并输出马达旋转角度量θmamt。从编码器36输出的马达旋转角度量θmamt被输入至第一减法器100。

第一限制值设定部116通过对作为切换控制前的马达旋转角度θm的角度θmnp加上从编码器36输入的马达旋转角度量θmamt来计算表示实际的马达32的旋转位置的马达旋转角度θm(＝θmnp+θmamt)。接着，第一限制值设定部116基于马达旋转角度θm与止动转矩Td的预先确定的关系(例如，后述的止动转矩曲线Td(θm))，根据实际的马达旋转角度θm来计算止动转矩Td。第一限制值设定部116计算马达32的动力值来作为止动转矩动力值g，所述动力值是设为从马达32输出将计算出的止动转矩Td换算成绕马达轴34而得到的转矩(＝Td/ρ)的情况下的马达32的动力值。然后，第一限制值设定部116基于止动转矩动力值g与设定于第一限制器104的第一限制值ωmlmt1的预先确定的关系，根据计算出的止动转矩动力值g来生成第一限制值ωmlmt1，并再次设定即更新设定于第一限制器104的第一限制值ωmlmt1。

高通滤波器118基于马达旋转角度量θmamt来生成与实际的马达角速度ωm相应的信号并将该信号输出至第二减法器106。

图5是表示止动转动角度θd与止动转矩Td的预先确定的关系的止动转矩曲线的一个例子。图5表示了换挡位置从非P换挡位置“NotP”(止动转动角度θd为角度θdnp)被切换向P换挡位置“P”(止动转动角度θd为角度θdp)的情况下的止动转动角度θd与止动转矩Td的关系。

在此，在换挡位置从非P换挡位置“NotP”和P换挡位置“P”中的一方被切换向另一方的情况下，将止动板46转动的方向定义为“转动方向”。此外，将与该“转动方向”相反的方向定义为“反转动方向”。在换挡位置从非P换挡位置“NotP”被切换向P换挡位置“P”的情况下，通过马达32使止动板46(手动轴44也同样)沿与图3所示的箭头B相反的方向(朝向负侧的方向)转动。在该情况下，“转动方向”是与图3所示的箭头B相反的方向(朝向负侧的方向)。止动转动角度θd从角度θdnp向角度θdp往负侧变化。在该变化中，卡合辊58以从非P谷点50a越过峰点M而落入P谷点52a的方式移动。

在此，在止动转矩Td的朝向与转动方向相同的情况下，将止动转矩Td设为正值，在止动转矩Td的朝向与反转动方向相同的情况下，将止动转矩Td设为负值。例如，在转动方向为朝向负侧的方向的情况下，如果止动转矩Td的朝向与转动方向(朝向负侧的方向)相同，则止动转矩Td成为正值，如果止动转矩Td的朝向与反转动方向(朝向正侧的方向)相同，则止动转矩Td成为负值。在通过马达32使止动板46沿转动方向转动的情况下，负值的止动转矩Td成为抑制止动板46的转动的负荷转矩(load torque)，正值的止动转矩Td成为促进止动板46的转动的驱动转矩。

在卡合辊58按压凹凸面48中的非P谷点50a与峰点M之间的情况下，止动转矩Td是反转动方向(朝向正侧的方向，负值)的转矩。在卡合辊58按压凹凸面48中的峰点M与P谷点52a之间的情况下，止动转矩Td是转动方向(朝向负侧的方向，正值)的转矩。

如图5所示，当止动转动角度θd在角度θdnp至角度θdmt之间时，止动转矩Td成为负值，当止动转动角度θd在角度θdmt至角度θdp之间时，止动转矩Td成为正值。当止动转动角度θd为角度θdmt时，止动转矩Td为零，成为从负值向正值反转的变化点。就是说，直至止动转动角度θd成为角度θdmt为止，止动转矩Td成为负值，在止动转动角度θd成为角度θdmt之后，止动转矩Td成为正值。在换挡位置的切换控制中，直至止动转动角度θd成为角度θdmt为止需要克服止动转矩Td而通过马达转矩Tm使止动板46沿转动方向转动，但在止动转动角度θd成为角度θdmt之后，通过止动转矩Td使止动板46沿转动方向转动。

需要说明的是，在换挡位置从P换挡位置“P”被切换向非P换挡位置“NotP”的情况下，也是直至止动转动角度θd成为角度θdmt为止，止动转矩Td成为负值，在止动转动角度θd成为角度θdmt之后，止动转矩Td成为正值。

再者，在减速齿轮装置76中具有齿隙(在旋转方向上形成的齿轮、花键嵌合部中的接触面彼此的间隙)。在第一级齿轮副78中的第一齿轮78a与第二齿轮78b之间具有作为存在齿隙g1的部分的第一齿隙部G1，在第二级齿轮副80中的第三齿轮80a与第四齿轮80b之间具有作为存在齿隙g2的部分的第二齿隙部G2，在花键嵌合部74具有作为存在齿隙g3的部分的第三齿隙部G3。以下，在不进行特别区分的情况下，将第一齿隙部G1、第二齿隙部G2以及第三齿隙部G3记为“齿隙部G”。需要说明的是，第一齿隙部G1是本发明中的“齿隙部”的一个例子。在如本实施方式的减速齿轮装置76那样具有作为两级式齿轮副的第一级齿轮副78和第二级齿轮副80的情况下，位于在减速齿轮装置76中的动力传递路径上最靠马达32侧的第一级齿轮副78的第一齿隙部G1是本发明中的“齿隙部”的一个例子。

图6A和图6B是以第一齿隙部G1为例对减速齿轮装置76中的齿隙部G的状态进行说明的图。图6A示出了转动方向侧的齿隙消除状态，图6B示出了反转动方向侧的齿隙消除状态。在图6A和图6B中，实线的箭头X和实线的箭头Y示出了驱动侧的齿轮的转动方向，虚线的箭头X和虚线的箭头Y示出了被驱动侧的齿轮的转动方向。

如图6A所示，在第一齿轮78a沿箭头X的转动方向通过马达转矩Tm而被旋转驱动，第二齿轮78b沿箭头Y的转动方向被第一齿轮78a旋转驱动的情况下，在转动方向侧成为第一齿轮78a的齿与第二齿轮78b的齿接触的状态。在该状态下，第一齿隙部G1的齿隙g1位于反转动方向侧。将该状态称为“转动方向侧的齿隙消除状态”。如图6B所示，在第二齿轮78b沿箭头Y的转动方向通过止动转矩Td而被旋转驱动，第一齿轮78a沿箭头X的转动方向被第二齿轮78b旋转驱动的情况下，在反转动方向侧成为第一齿轮78a的齿与第二齿轮78b的齿接触的状态。在该状态下，第一齿隙部G1的齿隙g1位于转动方向侧。将该状态称为“反转动方向侧的齿隙消除状态”。

同样地，将在转动方向侧第三齿轮80a的齿与第四齿轮80b的齿接触的状态(齿隙g2位于反转动方向侧的状态)称为“转动方向侧的齿隙消除状态”，将在反转动方向侧第三齿轮80a的齿与第四齿轮80b的齿接触的状态(齿隙g2位于转动方向侧的状态)称为“反转动方向侧的齿隙消除状态”。此外，将在转动方向侧输出轴38的嵌合齿与手动轴44的嵌合齿接触的状态(齿隙g3位于反转动方向侧的状态)称为“转动方向侧的齿隙消除状态”，将在反转动方向侧输出轴38的嵌合齿与手动轴44的嵌合齿接触的状态(齿隙g3位于转动方向侧的状态)称为“反转动方向侧的齿隙消除状态”。

在齿隙部G中，将既不是“转动方向侧的齿隙消除状态”也不是“反转动方向侧的齿隙消除状态”的状态(例如从“转动方向侧的齿隙消除状态”和“反转动方向侧的齿隙消除状态”中的一方向另一方变化的过渡状态)称为“非齿隙消除状态”。将从“反转动方向侧的齿隙消除状态”和“非齿隙消除状态”中的任一个向“转动方向侧的齿隙消除状态”的变化称为“向转动方向侧的齿隙消除”，将从“转动方向侧的齿隙消除状态”和“非齿隙消除状态”中的任一个向“反转动方向侧的齿隙消除状态”的变化称为“向反转动方向侧的齿隙消除”。此外，将从“转动方向侧的齿隙消除状态”和“反转动方向侧的齿隙消除状态”中的一方向另一方的变化称为“齿隙消除状态的反转”。

从此处开始，对在减速齿轮装置76具有齿隙部G的情况下的止动转动角度θd与马达旋转角度θm的关系进行说明。在该止动转动角度θd与马达旋转角度θm的关系的说明中，为了容易理解，假设减速齿轮装置76整体的齿轮传动比ρ为“1”来进行说明。

无论在换挡位置从非P换挡位置“NotP”被切换向P换挡位置“P”的情况和换挡位置从P换挡位置“P”被切换向非P换挡位置“NotP”的情况中的哪一种情况下，止动转动角度θd的角度θdnp、角度θdmt、角度θdp均分别为相同的转动角度而不变。这是因为，这些角度θdnp、角度θdmt、角度θdp是卡合辊58按压非P谷点50a、峰点M、P谷点52a的情况下的止动转动角度θd，因此被唯一地确定。

在通过马达转矩Tm使止动板46向转动方向转动的情况下，从马达32的旋转开始起至齿隙部G中的向转动方向侧的齿隙消除结束为止，马达32沿转动方向旋转，但止动板46不转动。因此，马达旋转角度θm相对于止动转动角度θd先行地沿转动方向变化。在从在所有的齿隙部G中向转动方向侧的齿隙消除结束之后起至止动转动角度θd成为角度θdmt为止的期间，齿隙部G分别被设为转动方向侧的齿隙消除状态，在马达旋转角度θm先行于止动转动角度θd的状态下马达旋转角度θm和止动转动角度θd这两者沿转动方向变化。在止动转动角度θd成为角度θdmt的紧后，在齿隙部G中开始向反转动方向侧的齿隙消除。在齿隙部G中进行向反转动方向侧的齿隙消除的期间，止动转动角度θd超越马达旋转角度θm从而止动转动角度θd先行于马达旋转角度θm。在止动转动角度θd成为角度θdmt之后且在所有的齿隙部G中向反转动方向侧的齿隙消除结束之后的期间，齿隙部G分别被设为反转动方向侧的齿隙消除状态，在止动转动角度θd先行于马达旋转角度θm的状态下马达旋转角度θm和止动转动角度θd这两者沿转动方向变化。

在换挡位置从非P换挡位置“NotP”被切换向P换挡位置“P”的情况和换挡位置从P换挡位置“P”被切换向非P换挡位置“NotP”的情况中的每一个情况下预先通过实验或设计来确定这样的止动转动角度θd与马达旋转角度θm的关系。因此，与图5所示的止动转动角度θd与止动转矩Td的预先确定的关系同样地，能求出作为马达旋转角度θm与止动转矩Td的预先确定的关系的止动转矩曲线Td(θm)。止动转矩曲线Td(θm)存储于存储部30d，根据需要被读出至第一限制值设定部116。

返回图1，在SBW－ECU30中，从输入部12b、换挡开关14以及编码器36分别输入P指令信号Spsw、换挡信号Ssft以及马达旋转角度量θmamt。从SBW－ECU30向马达32输出马达控制信号Sm。

SBW－ECU30在功能上具备驱动控制部30a、第一旋转角度判定部30b、第二旋转角度判定部30c、存储部30d以及转矩推定部30e。

驱动控制部30a为了使用例如前述的图4所示的伺服机构来控制换挡位置被切换的情况下的止动转动角度θd而对从马达32输出的马达转矩Tm进行控制。如前述那样，直至马达旋转角度θm成为角度θmmt为止，止动转矩Td为负值(反转动方向的转矩)。驱动控制部30a从马达32输出转动方向的马达转矩Tm，以使止动板46沿转动方向转动。由此，开始止动板46的向转动方向的转动。此时，齿隙部G的每一个处于“转动方向侧的齿隙消除状态”，止动板46向转动方向转动。

第一旋转角度判定部30b判定马达旋转角度θm是否是规定的第一旋转角度θm1。规定的第一旋转角度θm1是止动转矩Td从反转动方向反转为转动方向以后(即，止动转矩Td从负值反转为正值以后)且通过反转后的止动转矩Td进行的第一齿隙部G1中的向反转动方向侧的齿隙消除结束之前的、预先确定的马达32的旋转角度。需要说明的是，“通过反转后的止动转矩Td进行的第一齿隙部G1的齿隙消除结束之前”是指“设为仅通过反转后的止动转矩Td来进行第一齿隙部G1的齿隙消除的情况下的该齿隙消除结束之前”这样的意思。在本实施方式中，将规定的第一旋转角度θm1设为角度θmmt，该角度θmmt是与止动转动角度θd为角度θdmt的情况对应的马达旋转角度θm。

在由第一旋转角度判定部30b判定为马达旋转角度θm不是规定的第一旋转角度θm1，即马达旋转角度θm未达到规定的第一旋转角度θm1的情况下，驱动控制部30a使马达32输出转动方向的马达转矩Tm。

在由第一旋转角度判定部30b判定为马达旋转角度θm是规定的第一旋转角度θm1(＝θmmt)，即马达旋转角度θm达到了规定的第一旋转角度θm1的情况下，驱动控制部30a使马达转矩Tm从转动方向反转至反转动方向。如此，当止动转矩Td从反转动方向反转至转动方向时，驱动控制部30a在止动转矩Td反转的紧后使马达转矩Tm从转动方向反转至反转动方向。在使马达32输出反转动方向的马达转矩Tm的情况下，驱动控制部30a将第一限制器104从非工作状态切换至工作状态。即，驱动控制部30a将马达角速度指令值ωmtgt限制为第一限制值ωmlmt1。通过从该马达32输出的反转动方向的马达转矩Tm，第一齿轮78a减速，在第一齿隙部G1中进行从“转动方向侧的齿隙消除状态”向“反转动方向侧的齿隙消除状态”的“齿隙消除状态的反转”。如前述那样，在马达旋转角度θm成为角度θmmt之后，止动转矩Td为正值(转动方向的转矩)。由于止动转矩Td是转动方向的转矩，因此，即使驱动控制部30a从马达32输出反转动方向的马达转矩Tm，止动板46的向转动方向的转动也被继续。

第二旋转角度判定部30c判定马达旋转角度θm是否是规定的第二旋转角度θm2。规定的第二旋转角度θm2是被推定为第一齿隙部G1中的向反转动方向侧的齿隙消除结束了的、预先确定的马达32的旋转角度。规定的第二旋转角度θm2预先通过实验或设计来求出。

在由第二旋转角度判定部30c判定为马达旋转角度θm不是规定的第二旋转角度θm2，即马达旋转角度θm未达到规定的第二旋转角度θm2的情况下，驱动控制部30a维持第一限制器104的工作状态。

在由第二旋转角度判定部30c判定为马达旋转角度θm是规定的第二旋转角度θm2，即马达旋转角度θm达到了规定的第二旋转角度θm2的情况下，驱动控制部30a将第一限制器104从工作状态切换向非工作状态。之后，止动板46通过止动转矩Td向转动方向转动，止动转动角度θd成为与切换控制后的换挡位置对应的角度(即，马达旋转角度θm成为与切换控制后的换挡位置对应的角度)。

图7是对在换挡位置从非P换挡位置“NotP”被切换向P换挡位置“P”的情况下抑制打齿声而确保静音性的SBW－ECU30的控制工作进行说明的流程图的一个例子。在该换挡位置的切换中，马达旋转角度θm从角度θmnp变化至角度θmp。

首先，在与驱动控制部30a的功能对应的步骤S10中，从马达32输出转动方向的马达转矩Tm来开始马达32的向转动方向的旋转。由此，在齿隙部G的每一个中进行向转动方向侧的齿隙消除。当在所有的齿隙部G中齿隙消除结束时，开始止动板46的向转动方向(与图3所示的箭头B相反的方向)的转动。然后执行步骤S20。

在与第一旋转角度判定部30b的功能对应的步骤S20中，判定马达旋转角度θm是否是规定的第一旋转角度θm1。在步骤S20的判定为肯定的情况下，执行步骤S30。在步骤S20的判定为否定的情况下，再次执行步骤S10。

在与驱动控制部30a的功能对应的步骤S30中，从马达32输出反转动方向的马达转矩Tm。然后执行步骤S40。

在与驱动控制部30a的功能对应的步骤S40中，将第一限制器104设为工作状态。通过步骤S30和步骤S40中的来自马达32的反转动方向的马达转矩Tm使第一齿轮78a减速，在第一齿隙部G1中进行“齿隙消除状态的反转”。然后执行步骤S50。

在与第二旋转角度判定部30c的功能对应的步骤S50中，判定马达旋转角度θm是否是规定的第二旋转角度θm2。在步骤S50的判定为肯定的情况下，执行步骤S60。在步骤S50的判定为否定的情况下，再次执行步骤S30。

在与驱动控制部30a的功能对应的步骤S60中，将第一限制器104设为非工作状态。之后，通过止动转矩Td使止动板46向转动方向转动，马达旋转角度θm成为与切换控制后的P换挡位置“P”对应的角度θmp。然后结束。

图8A～图8E是图7的流程图被执行的情况下的时间图的一个例子。在图8A～图8E中，横轴为时间t[sec]，纵轴从上到下依次是：图8A示出马达旋转角度θm和止动转动角度θd的变化，图8B示出马达转矩Tm和止动转矩Td的变化，图8C示出马达角速度指令值ωmtgt和马达角速度ωm的变化，图8D示出齿隙部G中的齿隙部相位差的变化，图8E示出在齿隙部G中啮合的齿彼此之间的相对角速度的变化。图8D所示的齿隙部相位差θg1、θg2、θg3是抵消了齿轮传动比的影响的相位差，分别是第一齿隙部G1中的相位差(＝第一齿轮78a的旋转角度－第二齿轮78b的旋转角度/ρ1)、第二齿隙部G2中的相位差(＝第三齿轮80a的旋转角度－第四齿轮80b的旋转角度/ρ2)、第三齿隙部G3中的相位差(＝输出轴38的转动角度－手动轴44的转动角度)。此外，图8E所示的相对角速度Δωg1、Δωg2、Δωg3是抵消了齿轮传动比的影响的相对角速度，分别是第一齿轮78a与第二齿轮78b的角速度差(＝第一齿轮78a的角速度－第二齿轮78b的角速度/ρ1)、第三齿轮80a与第四齿轮80b的角速度差(＝第三齿轮80a的角速度－第四齿轮80b的角速度/ρ2)、输出轴38与手动轴44的角速度差(＝输出轴38的角速度－手动轴44的角速度)。需要说明的是，由于减速齿轮装置76整体的齿轮传动比ρ，马达旋转角度θm中的角度θmnp与角度θmp的差(＝θmnp－θmp)是止动转动角度θd中的角度θdnp与角度θdp的差(＝θdnp－θdp)的ρ倍。

时刻t1是从非P换挡位置“NotP”向P换挡位置“P”的换挡位置的切换控制开始的时刻，并且是从马达32输出使止动板46沿转动方向(朝向负侧的方向)转动的马达转矩Tm的开始时刻。在时刻t1，止动转动角度θd是角度θdnp，马达旋转角度θm是角度θmnp。在时刻t1以前，马达32、减速齿轮装置76、手动轴44以及止动板46均停止旋转和转动。因此，相对角速度Δωg1、Δωg2、Δωg3均为零。例如，当设为在时刻t1齿隙部G中的齿隙g1、g2、g3处于在各自的转动方向侧和反转动方向侧各存在一半的非齿隙消除状态时，齿隙部相位差θg1、θg2、θg3均为零。

当在从时刻t1起至时刻t2(＞t1)为止的期间马达32向转动方向旋转时，第一齿轮78a沿转动方向旋转从而在第一齿隙部G1中进行向转动方向侧的齿隙消除。在该期间，相对角速度Δωg1往负侧变大，齿隙部相位差θg1往负侧变大。在时刻t2，第一齿隙部G1中的向转动方向侧的齿隙消除结束。由此，在时刻t2以后，相对角速度Δωg1成为零，齿隙部相位差θg1被维持时刻t2的值。

同样地，在从时刻t2起至时刻t3(＞t2)为止的期间，在第二齿隙部G2中进行向转动方向侧的齿隙消除，在从时刻t3起至时刻t4(＞t3)为止的期间，在第三齿隙部G3中进行向转动方向侧的齿隙消除。

在时刻t4，在所有的齿隙部G中向转动方向侧的齿隙消除结束。在时刻t4以后，齿隙部G的每一个处于转动方向侧的齿隙消除状态，通过转动方向的马达转矩Tm使手动轴44和止动板46沿转动方向转动，马达旋转角度θm和止动转动角度θd逐渐减小。通过止动板46被转动，反转动方向(负值)的止动转矩Td作用于止动板46。

在时刻t5(＞t4)，马达旋转角度θm成为规定的第一旋转角度θm1(＝角度θmmt)。此时，止动转动角度θd是角度θdmt，止动转矩Td成为零。当马达旋转角度θm成为规定的第一旋转角度θm1时，马达转矩Tm从转动方向反转至反转动方向。此外，第一限制器104从非工作状态被切换至工作状态，马达角速度指令值ωmtgt被限制为第一限制值ωmlmt1。

在时刻t5以后的期间，转动方向(正值)的止动转矩Td作用于止动板46。在从时刻t5起至时刻t6(＞t5)为止的期间，通过转动方向的止动转矩Td使手动轴44的向转动方向的转动增速，在第三齿隙部G3中进行从“转动方向侧的齿隙消除状态”向“反转动方向侧的齿隙消除状态”的“齿隙消除状态的反转”。在该期间，相对角速度Δωg3往正侧变大，齿隙部相位差θg3往正侧变大。在时刻t6，第三齿隙部G3中的向反转动方向侧的齿隙消除结束。由此，在时刻t6以后，相对角速度Δωg3成为零，齿隙部相位差θg3被维持时刻t6的值。

同样地，在从时刻t6起至时刻t7(＞t6)为止的期间，进行第二齿隙部G2中的“齿隙消除状态的反转”。在时刻t7，第二齿隙部G2中的向反转动方向侧的齿隙消除结束。

另一方面，在从时刻t5起至时刻tb(t5＜tb＜t7)为止的期间，通过反转动方向的马达转矩Tm使第一齿轮78a减速，在第一齿隙部G1中进行从“转动方向侧的齿隙消除状态”向“反转动方向侧的齿隙消除状态”的“齿隙消除状态的反转”。在该期间，相对角速度Δωg1往正侧变大，齿隙部相位差θg1往正侧变大。在时刻tb，第一齿隙部G1中的向反转动方向侧的齿隙消除结束。在通过止动转矩Td开始在第三齿隙部G3和第二齿隙部G2的反转动方向侧的齿隙消除结束之后进行的第一齿隙部G1的向反转动方向侧的齿隙消除的时刻t7之前，通过反转动方向的马达转矩Tm使第一齿隙部G1中的向反转动方向侧的齿隙消除结束。在时刻t7，在所有的齿隙部G中向反转动方向侧的齿隙消除结束。需要说明的是，严格来说，在从时刻tb起至时刻t7为止的期间，第二齿隙部G2中的“齿隙消除状态的反转”通过反转后的止动转矩Td来进行，并且也通过反转后的马达转矩Tm来进行。

在时刻tc(＞t7)，马达旋转角度θm成为规定的第二旋转角度θm2。通过马达旋转角度θm成为规定的第二旋转角度θm2，从而第一限制器104从工作状态被切换至非工作状态，马达角速度指令值ωmtgt的向第一限制值ωmlmt1的限制被解除。

在时刻t8(＞tc)，止动转动角度θd成为角度θdp，马达旋转角度θm成为角度θmp，手动轴44和马达32的转动和旋转停止。由此，从非P换挡位置“NotP”向P换挡位置“P”的换挡位置的切换控制结束。

再者，在包括第一齿隙部G1中的向反转动方向侧的齿隙消除结束的时刻tb紧前在内的从时刻ta(t5＜ta＜tb)起至时刻tb为止的期间，马达转矩Tm(绝对值)比时刻ta的马达转矩Tm(绝对值)减小。由于马达转矩Tm减小，与马达转矩Tm未减小的情况相比，与时刻tb的第一齿隙部G1中的齿隙消除的结束相伴的打齿声减小。此外，例如在第一级齿轮副78和第二级齿轮副80由斜齿轮构成的情况下，也能抑制由于在齿隙消除的结束时碰撞的齿轮在轴向被打出且该齿轮与壳体碰撞而产生的异常噪声。

返回图1，转矩推定部30e基于换挡位置的切换控制中的马达转矩Tm和马达角速度ωm(例如，图8A～图8E的时间图中示出的波形变化)来推定止动转矩Td。基于与止动板46的转动相关的运动方程式，根据算式(1)来计算止动转矩Td。需要说明的是，α[rad/sec²]是作为马达角速度ωm的变化率的角速度变化率(角加速度)，I[Kg·m²]是止动板46和与该止动板46一起被驱动的手动轴44、减速齿轮装置76等的惯性矩。

Tm×ρ－Td＝I×α……(1)

通过在各个马达旋转角度θm中随时计算止动转矩Td，实时地求出作为马达旋转角度θm与止动转矩Td的关系的止动转矩曲线Td(θm)。由转矩推定部30e推定出的止动转矩曲线Td(θm)在存储部30d中被覆盖而随时更新。由此，不受例如减速齿轮装置76的制造偏差、止动板46所具有的凹凸面48的制造偏差的影响的实际的止动转矩曲线Td(θm)被用于换挡位置的切换控制。例如，基于在换挡位置的切换控制中实时地被更新的止动转矩曲线Td(θm)来判定马达旋转角度θm成为角度θmmt(＝规定的第一旋转角度θm1)的定时，由此实施控制定时的校正。需要说明的是，也能通过同样的方法来求出止动转动角度θd与止动转矩Td的关系。

(比较例)

从此处开始，对比较例的时间图进行说明。图9A～图9E是比较例的时间图的一个例子。图9A～图9E的时间图是与前述的实施方式中的图8A～图8E的时间图对应的时间图。

图9A～图9E的时间图与图8A～图8E的时间图大致相同，但在以下方面不同。在图8A～图8E中，在通过止动转矩Td开始在第三齿隙部G3和第二齿隙部G2的反转动方向侧的齿隙消除结束之后进行的第一齿隙部G1的向反转动方向侧的齿隙消除的时刻t7之前，马达转矩Tm从转动方向反转至反转动方向。另一方面，在图9A～图9E中，在通过止动转矩Td进行的第一齿隙部G1的反转动方向侧的齿隙消除结束的时刻td(＞t7)之后，马达转矩Tm从转动方向反转至反转动方向。因此，以与图8A～图8E不同的部分为中心进行说明，对实质上共同的部分标注相同的附图标记并适当省略说明。

在时刻t5，马达旋转角度θm成为角度θmmt，止动转动角度θd成为角度θdmt，止动转矩Td成为零。但是，就马达转矩Tm而言，转动方向的驱动转矩被持续输出。此外，第一限制器104也被维持非工作状态。

在时刻t5以后的期间，转动方向的止动转矩Td作用于止动板46。通过止动转矩Td，在从时刻t5起至时刻t6为止的期间在第三齿隙部G3中进行向反转动方向侧的齿隙消除，在从时刻t6起至时刻t7为止的期间在第二齿隙部G2中进行向反转动方向侧的齿隙消除。此外，在从时刻t7起至时刻td为止的期间，通过止动转矩Td在第一齿隙部G1中进行向反转动方向侧的齿隙消除。在时刻td，第一齿隙部G1中的向反转动方向侧的齿隙消除结束，由此在所有的齿隙部G中向反转动方向侧的齿隙消除结束。

在时刻td以后的时刻te(＞td)，马达转矩Tm从转动方向反转至反转动方向。在时刻t8(＞te)，止动转动角度θd成为角度θdp，马达旋转角度θm成为角度θmp，手动轴44和马达32的转动和旋转停止。

在本比较例中，通过在时刻t5从反转动方向反转至转动方向后的止动转矩Td，位于减速齿轮装置76中的动力传递路径上的旋转轴和齿轮从止动板46侧朝向马达32侧一个接一个地增速。因此，位于在减速齿轮装置76中的动力传递路径上最靠马达32侧的第一级齿轮副78的第一齿隙部G1中的打齿声容易变大。

本实施方式具备止动板46、板簧56、马达32、减速齿轮装置76以及SBW－ECU30。止动板46在周面具有与换挡位置对应的非P谷部50、P谷部52，并且被设为能绕转动轴线CL3转动。板簧56具有与止动板46的非P谷部50、P谷部52卡合的卡合辊58，将卡合辊58向止动板46的周面侧按压，在卡合辊58按压非P谷部50、P谷部52的每一个的转动位置保持止动板46。减速齿轮装置76将马达32所输出的马达转矩Tm动力传递至止动板46。SBW－ECU30控制马达转矩Tm。SBW－ECU30被配置为：在为了对换挡位置进行切换而从马达32输出使止动板46沿转动方向转动的马达转矩Tm之后，通过卡合辊58的按压而在止动板46产生的止动转矩Td从作为与转动方向相反的方向的反转动方向反转至转动方向，并且，在通过反转后的止动转矩Td进行的减速齿轮装置76中的第一齿隙部G1的齿隙消除结束之前，SBW－ECU30使马达转矩Tm反转。SBW－ECU30在通过反转后的止动转矩Td进行的第一齿隙部G1的齿隙消除开始之前，通过反转后的马达转矩Tm使第一齿隙部G1的齿隙消除结束。如此，即使欲通过反转后的止动转矩Td进行第一齿隙部G1的向反转动方向侧的齿隙消除，但已经通过反转后的马达转矩Tm结束了向反转动方向侧的齿隙消除，需要通过反转后的止动转矩Td进行的第一齿隙部G1的向反转动方向侧的齿隙消除的齿隙g1的大小即齿隙消除需要量为零。基于反转后的止动转矩Td的齿隙消除需要量越少，第二齿轮78b通过反转后的止动转矩Td而被增速的期间越短。在本实施方式中，由于没有在第一齿隙部G1中配设于止动板46侧的第二齿轮78b通过反转后的止动转矩Td而被增速的期间，因此能减小第一齿隙部G1中的打齿声。

根据本实施方式，SBW－ECU30在止动转矩Td从反转动方向反转至转动方向的紧后，使马达转矩Tm反转。由于在止动转矩Td反转的紧后使马达转矩Tm反转，因此，能减少由马达转矩Tm的反转引起的止动板46的向转动方向的角速度的降低量，从而能抑制直到换挡位置被切换为止的时间拖长。

根据本实施方式，SBW－ECU30使用预先通过实验或设计确定的止动转动角度θd与马达旋转角度θm的关系，根据马达旋转角度θm来推定止动转动角度θd。由此，能将SBW－ECU30配置为：例如设为在马达旋转角度θm成为规定的第一旋转角度θm1(＝θmmt)的情况下止动转矩Td已从反转动方向反转至转动方向，则马达转矩Tm反转。由于无需设置作为检测止动转动角度θd的传感器的编码器82，因此能减小线控换挡系统40的成本。

根据本实施方式，SBW－ECU30在进行减速齿轮装置76的第一齿隙部G1中的向反转动方向侧的齿隙消除的期间中齿隙消除结束的紧前，减小马达转矩Tm。由于在齿隙消除结束的紧前即减速齿轮装置76的一方的第一齿轮78a与另一方的第二齿轮78b碰撞的紧前马达转矩Tm被减小，因此，与在齿隙消除结束的紧前马达转矩Tm未被减小的情况相比，能减小打齿声。

根据本实施方式，SBW－ECU30基于从非P换挡位置“NotP”向P换挡位置“P”的换挡位置的切换控制中的马达32的角加速度即角速度变化率α和马达转矩Tm来推定止动转矩Td，并基于推定出的止动转矩Td来校正使马达转矩Tm反转的控制定时。例如减速齿轮装置76的制造偏差、止动板46所具有的非P谷部50、P谷部52的制造偏差会影响实际的止动转矩Td。由于基于实际的马达32的角速度变化率α和马达转矩Tm来推定止动转矩Td并校正使马达转矩Tm反转的控制定时，因此，与考虑制造偏差的影响而控制定时被设定得晚的情况相比，能将使马达转矩Tm反转的控制定时提前。由此，迅速地进行通过反转后的马达转矩Tm进行的减速齿轮装置76的第一齿隙部G1的齿隙消除，因此容易减小打齿声。

根据本实施方式，减速齿轮装置76具有作为两级式齿轮副的第一级齿轮副78和第二级齿轮副80，在通过反转后的止动转矩Td进行的齿隙消除开始之前通过反转后的马达转矩Tm使齿隙消除结束的第一齿隙部G1位于两级式齿轮副中的、在减速齿轮装置76中的动力传递路径上最靠马达32侧的第一级齿轮副78。在减速齿轮装置76具有作为两级式齿轮副的第一级齿轮副78和第二级齿轮副80的情况下，在第一级齿轮副78和第二级齿轮副80的每一个具有第一齿隙部G1和第二齿隙部G2。在通过反转后的止动转矩Td进行的第一齿隙部G1和第二齿隙部G2的齿隙消除中，位于减速齿轮装置76中的动力传递路径上的各齿轮78a、78b、80a、80b从止动板46侧朝向马达32侧一个接一个地增速，因此位于在减速齿轮装置76中的动力传递路径上最靠马达32侧的第一级齿轮副78的第一齿隙部G1中的打齿声容易变大。但是，在通过反转后的止动转矩Td进行的位于最靠马达32侧的第一级齿轮副78的第一齿隙部G1的向反转动方向侧的齿隙消除开始之前，就通过反转后的马达转矩Tm使向反转动方向侧的齿隙消除结束，由此能减小第一齿隙部G1中的打齿声。

以上，基于附图对本发明的实施方式进行了详细说明，但本发明在其他方案中也适用。

在前述的实施方式中，是减速齿轮装置76具有作为两级式齿轮副的第一级齿轮副78和第二级齿轮副80的方案，但本发明不限于此。例如，既可以是减速齿轮装置76具有一级式齿轮副(例如，在马达32与手动轴44之间仅具有一个第一级齿轮副78)的方案，也可以是减速齿轮装置76具有三个以上的多级式齿轮副的方案。需要说明的是，在减速齿轮装置76具有多级式齿轮副的情况下，位于在减速齿轮装置76中的动力传递路径上最靠马达32侧的齿轮副的齿隙部是本发明中的“齿隙部”的一个例子。

在前述的实施方式中，是SBW－ECU30被如下配置的方案：使用预先通过实验或设计确定的止动转动角度θd与马达旋转角度θm的关系，设为在马达旋转角度θm成为规定的第一旋转角度θm1(＝θmmt)的情况下止动转矩Td已从反转动方向反转至转动方向，则马达转矩Tm反转，但本发明不限于此。例如，也可以是SBW－ECU30被配置为在由设于手动轴44的编码器82检测的止动转动角度θd成为角度θdmt的情况下马达转矩Tm反转的方案。即，也可以是SBW－ECU30基于止动转动角度θd来使马达转矩Tm反转的方案。止动转矩Td根据止动转动角度θd而变化，因此，通过基于止动转动角度θd来使马达转矩Tm反转，能高精度地控制使马达转矩Tm反转的定时。

在前述的实施方式中，在时刻tb紧前马达转矩Tm被减小，但也可以是马达转矩Tm不一定被减小的方案。即使马达转矩Tm未被减小，如果与马达转矩Tm未被反转的情况相比，则也能减小第一齿隙部G1中的打齿声。

在前述的实施方式中，SBW－ECU30的转矩推定部30e随时更新止动转矩曲线Td(θm)，但本发明不限于此。例如，也可以是转矩推定部30e在换挡位置的切换控制中积累马达旋转角度θm、马达转矩Tm以及马达角速度ωm的各数值，并基于该积累的各数值来求出止动转矩曲线Td(θm)的方案。在该方案中，在换挡位置的切换控制结束之后，推定出的止动转矩曲线Td(θm)在存储部30d中被覆盖而更新，并基于更新后的止动转矩曲线Td(θm)来实施控制定时的校正。在马达32的角速度变化率α的运算中，由于SN比不佳，因此优选通过滤波器来运算。但是，在通过该滤波器进行的运算中会产生延迟，因此，即使欲在止动转矩Td被运算即被推定的换挡位置的切换控制中实施控制定时的校正，由于马达32的角速度变化率α的运算中的延迟，恐怕也会错过适当的控制定时。通过在止动转矩Td被推定的换挡位置的切换控制结束之后实施控制定时的校正，例如在角速度变化率α的运算中可以使用没有运算的延迟的非因果零相位滤波器，因此能高精度地推定止动转矩Td。

在前述的实施方式中，是在通过反转后的止动转矩Td进行的第一齿隙部G1的向反转动方向侧的齿隙消除开始之前，通过反转后的马达转矩Tm使第一齿隙部G1的向反转动方向侧的齿隙消除结束的方案，但本发明不限于此。例如，也可以是使马达转矩Tm反转的定时在止动转矩Td反转且通过反转后的止动转矩Td进行的第一齿隙部G1的向反转动方向侧的齿隙消除结束之前的方案。在该方案中，进行通过反转后的马达转矩Tm进行的第一齿隙部G1的向反转动方向侧的齿隙消除，因此与未进行通过反转后的马达转矩Tm进行的第一齿隙部G1的向反转动方向侧的齿隙消除的情况相比，通过反转后的止动转矩Td进行的第一齿隙部G1的向反转动方向侧的齿隙消除需要量减少。由此，在第一齿隙部G1中配设于止动板46侧的第二齿轮78b通过反转后的止动转矩Td而被增速的期间变短，因此能减小第一齿隙部G1中的打齿声。此外，也可以是使马达转矩Tm反转的定时在止动转矩Td反转且通过反转后的止动转矩Td进行的第二齿隙部G2的向反转动方向侧的齿隙消除结束之前的方案。通过该方案，也是通过止动转矩Td而被增速的期间变短，因此能减小第一齿隙部G1中的打齿声。

在前述的实施方式中，是换挡位置从非P换挡位置“NotP”被切换至P换挡位置“P”的切换控制，但本发明也能应用于换挡位置从P换挡位置“P”被切换至非P换挡位置“NotP”的切换控制。此外，是在止动板46具有两个凹部的方案，但本发明也能应用于在止动板46具有三个以上的凹部的情况(例如，具有四个凹部的情况，该四个凹部用于将止动板46定位于与选择了P模式、R模式、N模式以及D模式的情况下分别被切换的P换挡位置、R换挡位置、N换挡位置以及D换挡位置对应的转动位置)。

在前述的实施方式中，是与换挡开关14分开设置驻车开关12的方案，但本发明不限于此。例如，本发明也可以应用于在换挡开关14中能电气地选择P模式的方案，在这样的方案的情况下，无需设置驻车开关12。

需要说明的是，上述的内容只不过是本发明的实施方式，本发明可以在不脱离其主旨的范围内以基于本领域技术人员的知识施加了各种变更、改良的方案来实施。

Claims (8)

1.一种线控换挡系统，对换挡位置进行切换，所述线控换挡系统的特征在于，包括：

止动板，在周面具有与所述换挡位置对应的多个凹部，并且被设为能绕转动轴线转动；

止动弹簧，具有与所述止动板的所述凹部中的任一个卡合的卡合部，并且被配置为将所述卡合部向所述止动板的所述周面侧按压，在所述卡合部按压所述凹部的转动位置保持所述止动板；

旋转电机；

齿轮装置，被配置为将所述旋转电机所输出的旋转电机转矩传递至所述止动板；以及

电子控制单元，被配置为控制所述旋转电机转矩，

其中，所述电子控制单元被配置为：在为了对所述换挡位置进行切换而从所述旋转电机输出使所述止动板沿转动方向转动的所述旋转电机转矩之后，通过所述卡合部的按压而在所述止动板产生的止动转矩从作为与所述转动方向相反的方向的反转动方向反转至所述转动方向，在通过反转后的所述止动转矩进行的所述齿轮装置中的齿隙部的齿隙消除结束之前，使所述旋转电机转矩反转，

所述电子控制单元被配置为：基于所述换挡位置的切换控制中的所述旋转电机的角速度变化率和所述旋转电机转矩来推定所述止动转矩，

并且，所述电子控制单元被配置为：基于推定出的所述止动转矩来校正使所述旋转电机转矩反转的控制定时。

2.根据权利要求1的线控换挡系统，其特征在于，

所述电子控制单元被配置为：在通过反转后的所述止动转矩进行的所述齿隙部的齿隙消除开始之前，通过反转后的所述旋转电机转矩使所述齿隙部的齿隙消除结束。

3.根据权利要求1的线控换挡系统，其特征在于，

所述电子控制单元被配置为：在所述止动转矩从所述反转动方向反转至所述转动方向的紧后，使所述旋转电机转矩反转。

4.根据权利要求1或2的线控换挡系统，其特征在于，

所述电子控制单元被配置为：基于所述止动板的转动角度来使所述旋转电机转矩反转。

5.根据权利要求4的线控换挡系统，其特征在于，

所述电子控制单元被配置为：根据所述旋转电机的旋转角度来推定所述止动板的转动角度。

6.根据权利要求1或2的线控换挡系统，其特征在于，

所述电子控制单元被配置为：在进行所述齿轮装置中的齿隙消除的期间中所述齿隙消除结束的紧前，减小所述旋转电机转矩。

7.根据权利要求1的线控换挡系统，其特征在于，

所述电子控制单元被配置为：在所述止动转矩被推定的所述换挡位置的切换控制结束之后，校正所述控制定时。

8.根据权利要求1或2的线控换挡系统，其特征在于，

所述齿轮装置具有多级式齿轮副，

并且，所述齿隙部位于所述多级式齿轮副中的、在所述齿轮装置中的动力传递路径上最靠所述旋转电机侧的齿轮副。