-
Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf eine Technik der Steuerung eines drehbaren Körpers. Insbesondere bezieht sich die Erfindung auf eine Technik des Kalibrierens einer Codiereinrichtung zur Erfassung eines Drehzustands des drehbaren Körpers sowie eine Technik des Erfassens einer Abnormalität der Codiereinrichtung.
-
Beschreibung des Standes der Technik
-
Die
JP H06-288 791 A offenbart eine Steuervorrichtung, wie sie im Oberbegriff von Patentanspruch 1 angegeben ist, und beschreibt genauer eine Encoder-Vorrichtung, die A-Phasen, B-Phasen- und Z-Phasensignale verwendet, wobei A/B-Phasensignale durch einen Aufwärts-/Abwärtszähler empfangen werden. Wenn ein Z-Phasen-EIN-Signal empfangen wird, wird der Zähler zurückgesetzt. Wenn das EIN-Signal nicht empfangen wird, wird bestimmt, ob der Zählerwert einen oberen Grenzwert eines eingestellten Bereichs erreicht. Wenn das Z-Phasen-EIN-Signal empfangen wird, bevor der Zählerwert den oberen Grenzwert erreicht, wird die Verarbeitung wiederholt. Wenn der Zählerwert jedoch den oberen Wert erreicht, wird ein Fehlersignal ausgegeben.
-
Die
DE 40 20 624 C2 offenbart eine Servosteuerungsvorrichtung, die einen Abnormalitäts-Detektierschaltkreis aufweist, welcher eine Differenz zwischen der Umdrehungsgröße eines Servomotors von einem Referenzpunkt auf der Grundlage eines akkumulierten Wertes der Positionsrückführung und der Rotationsgröße des Servomotors von dem Referenzpunkt, die von einem Umdrehungsdetektor gezählt wird, berechnet und ein Absolut-Positions-Abnormalitätssignal ausgibt, wenn der berechnete Differenzwert einen vorbestimmten Wert überschreitet.
-
Die
JP 2003-83 773 A offenbart eine Vorrichtung zur Erfassung einer Anomalie eines optischen Systems in einem photoelektrischen Kodierer. Dabei werden Lichtemfangsausgänge (Impulse) A eines A-Phasenlichtempfangselements, Lichtemfangsausgänge (Impulse) B eines B-Phasenlichtempfangselements und Lichtemfangsausgänge Z eines Z-Phasenlichtempfangselements durch einen Zähler gezählt. Eine vorbestimmte Anzahl von Impulsen A und B, die zwischen zwei aufeinanderfolgenden Z-Phasen-Impulsen erzeugt werden sollten, ist als ein Referenzwert eingestellt. Wenn der Zählwert sich von diesem Referenzwert unterscheidet, kann auf einen Fehler in dem A- bzw. B-Phasenlichtempfangselement geschlossen werden.
-
Die
JP H04-25 716 A offenbart eine Kodierer-Anormalitätserfassungsvorrichtung, bei der A-Phasen-Impulse und B-Phasen-Impulse gezählt werden. Wenn die Anzahl der A-Phasen-Impulse und/oder B-Phasen-Impulse einen vorbestimmten konstanten Wert überschreiten, bevor ein Z-Phasen-Impuls erzeugt wird, wird daraus auf einen Fehler geschlossen.
-
Die
JP H09-280 891 A offenbart einen Drehencoder, bei dem A- und B-Phasen-Impulse erzeugt und gezählt werden. Die A- und B-Phasen-Impulse werden einer A-B-Phasen-Unterscheidungsschaltung zugeführt. Eine Fehlfunktion des Drehencoders wird auf der Grundlage des Ausgangs der A-B-Phasen-Unterscheidungsschaltung, eines Z-Phasensignals sowie Phasenerregungsumschaltsignale eines Drei-Phasen-Servormotors, dessen Drehung erfasst wird, ermittelt.
-
Es wurde eine optische drehbare Codiereinrichtung zur Erfassung einer Drehverschiebung eines drehbaren Körpers vorgeschlagen. Diese Codiereinrichtung weist eine scheibenförmige Skala bzw. Maßstab auf, die bzw. der an der Drehachse des drehbaren Körpers zur Verfügung gestellt ist. Die Skala weist eine Vielzahl von Schlitzen entlang ihres Randes auf. Lichtemittierende Vorrichtungen und lichtempfangende Vorrichtungen entsprechend der A-Phase und der B-Phase mit einer 90°-Phasendifferenz dazwischen sowie der Z-Phase, die als ein einmal pro Umdrehung ausgegebenes Originalsignal dient, sind mit der Skala dazwischen angeordnet. Unter Verwendung der A-, B- und Z-Phasensignale der Codiereinrichtung können ein Drehwinkel und eine Drehrichtung des drehbaren Körpers erlangt werden (vgl. die
JP H11-64 040 A ).
-
Die
JP H11-64 040 A offenbart auch eine Technik des Erfassens einer Abnormalität der Codiereinrichtung, die festgestellt wird, wenn sich eine Drehrichtung des drehbaren Körpers, welche auf der Grundlage des A-Phasen- und B-Phasensignals bestimmt wird, ändert, ungeachtet der Tatsache, dass die Codiereinrichtung kontinuierlich in der selben Richtung gedreht wird.
-
Da die in der
japanischen Patent-Offenlegungsschrift JP H11-64 040 A offenbarte Codiereinrichtung keinen absoluten Winkel des drehbaren Körpers erfassen kann, entsteht der Bedarf nach irgendeinem Verfahren des Findens einer Korrelation bzw. eines Zusammenhangs zwischen Ausgangssignalen und einem Drehwinkel des drehbaren Körpers. Muss unter Verwendung des das Originalsignal darstellenden Z-Phasensignals eine Kalibrierung vorgenommen werden, schlägt die Kalibrierung fehl, wenn in dem Z-Phasensignal eine Abnormalität auftritt, und als Konsequenz davon kann der drehbare Körper nicht gesteuert werden.
-
Auch wenn das in der
japanischen Patent-Offenlegungsschrift JP H11-64 040 A vorgeschlagene Verfahren irgendeine bzw. eine beliebige Abnormalität bei einer Phasenbeziehung zwischen dem A-Phasensignal und dem B-Phasensignal erfassen kann, kann es keine weiteren Abnormalitäten erfassen.
-
Um den drehbaren Körper geeignet zu steuern, ist eine Technik des korrekteren Erfassens des Zustands der Codiereinrichtung erforderlich, um den Zustand des drehbaren Körpers auf der Grundlage von Ausgabesignalen der Codiereinrichtung genau bzw. akkurat zu kennen.
-
Es ist eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Technik des geeigneten bzw. adäquaten bzw. sachgerechten Steuerns eines drehbaren Körpers zur Verfügung zu stellen.
-
Diese Aufgabe wird durch eine Steuervorrichtung gelöst, wie sie in Patentanspruch 1 angegeben ist.
-
Gemäß einem Aspekt der vorliegenden Erfindung, umfasst eine nachfolgend als Steuervorrichtung eines drehbaren Körpers bezeichnete drehbarer-Körper-Steuervorrichtung eine erste Phasenabstimmeinheit des Z-Phasenerfassungstyps, die mittels einer Energetisiersteuereinheit sukzessive jeden einer Vielzahl von Phasen eines drehbaren Körpers mit Energie versorgt bzw. energetisiert, welcher durch Energieversorgung bzw. Energetisierung und resultierende Anregung von diesen Phasen angetrieben wird, um, wenn eine Z-Phasenausgabe einer einen Drehwinkel des drehbaren Körpers erfassenden Codiereinrichtung eingeschaltet wird, eine Entsprechung zwischen einem aus einem Ausgangssignal der Codiereinrichtung berechneten Zählwert und energetisierten Phasen zu erlangen, und eine zweite Phasenabstimmeinheit des Z-Phasen-Nicht-Erfassungstyps, die, wenn unter einer Steuerung durch die erste Phasenabstimmeinheit eine Abnormalität bei einer Codiereinrichtungsausgabe erfasst wird, mittels der Energetisiersteuereinheit jede der Phasen für eine Zeitdauer sukzessive energetisiert, in welcher der drehbare Körper einer Änderung von energetisierten Phasen folgen kann, um, wenn eine finale bzw. letzte Energetisierung vorgenommen ist, eine Entsprechung zwischen einem aus einem Ausgangsignal der Codiereinrichtung berechneten Zählwert und energetisierten Phasen zu erlangen.
-
Mit der Steuervorrichtung eines drehbaren Körpers gemäß diesem Aspekt kann, wenn eine Abnormalität erfasst wird, die es unmöglich macht, eine Phasenabstimmung durch die erste Phasenabstimmeinheit des Z-Phasenerfassungstyps durchzuführen, die zweite Phasenabstimmeinheit des Z-Phasen-Nicht-Erfassungstyps Verwendung finden, um die Phasenabstimmung auf eine andere Weise erneut zu versuchen. Dementsprechend kann die Phasenabstimmung ohne zusätzliche Codiereinrichtung ausgeführt werden.
-
Die erste Phasenabstimmeinheit und die zweite Phasenabstimmeinheit können bestimmen, dass bei dem drehbaren Körper oder der Codiereinrichtung eine Abnormalität auftritt, falls bei Drehung des drehbaren Körpers ein Betrag einer Änderung des Zählwerts geringer als ein vorbestimmter Schwellwert ist.
-
Vorteilhafte Ausgestaltungen sind in den abhängigen Patentansprüchen angegeben.
-
Die Steuervorrichtung des drehbaren Körpers gemäß einem weiteren Aspekt kann zudem eine Abnormalitätserfassungseinheit zur Bestimmung aufweisen, dass bei dem drehbaren Körper oder der Codiereinrichtung eine Abnormalität auftritt, falls ein Betrag einer Änderung eines Zählwerts, der aus einem Ausgangssignal der einen Drehwinkel des drehbaren Körpers erfassenden Codiereinrichtung berechnet wird, bei Drehung des drehbaren Körpers geringer als ein vorbestimmter Schwellwert ist.
-
Die Steuervorrichtung eines drehbaren Körpers gemäß diesem Aspekt kann eine Abnormalität bei Ausgangssignalen der Codiereinrichtung oder eine Drehfehlfunktion der Codiereinrichtung erfassen.
-
Der Betrag einer Änderung kann eine Differenz zwischen einem Zählwert, wenn die Drehung des drehbaren Körpers startet, und einem Zählwert sein, wenn die Drehung des drehbaren Körpers endet. Dementsprechend kann es adäquat bestimmt werden, ob der einen Drehbetrag von dem Start bis zu dem Ende der Drehung anzeigende Zählwert den vorbestimmten Schwellwert erreicht oder nicht. Alternativ kann der Betrag einer Änderung eine Differenz zwischen einem Maximalwert und einem Minimalwert des Zählwerts sein, wenn sich der drehbare Körper dreht. Dementsprechend kann es adäquat bestimmt werden, ob der eine Maximumverschiebung anzeigende Zählwert, wenn sich der drehbare Körper dreht, den vorbestimmten Schwellwert erreicht oder nicht.
-
Die vorangehenden und anderen Aufgaben, Merkmale, Aspekte und Vorteile der vorliegenden Erfindung werden aus der folgenden ausführlichen Beschreibung der vorliegenden Erfindung in Verbindung mit der beiliegenden Zeichnung offensichtlicher.
-
1 zeigt eine Konfiguration eines Schaltungssteuersystems gemäß einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung.
-
2 zeigt eine Konfiguration eines Schaltungssteuermechanismus.
-
3 zeigt einen Querschnitt eines Stellglieds.
-
4 zeigt eine interne Konfiguration einer P-ECU.
-
5 veranschaulicht ein Verfahren einer ersten anfänglichen Ansteuersteuerung durch eine erste Phasenabstimmeinrichtung.
-
6 veranschaulicht ein Verfahren einer zweiten anfänglichen Ansteuersteuerung durch eine zweite Phasenabstimmeinrichtung.
-
7 ist ein Flussdiagramm eines Vorgangs eines Schaltungssteuerverfahrens gemäß dem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung.
-
1 zeigt eine Konfiguration eines Schaltungssteuersystems 10 gemäß einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung. Ein Schaltungssteuersystem 10 dieses Ausführungsbeispiels wird zum Schalten eines Schaltungsbereichs eines Fahrzeugs verwendet. Ein Schaltungssteuersystem 10 umfasst einen P-Schalter 20, einen Schaltungsschalter 26, einen Fahrzeugenergieschalter 28, eine (nachfolgend als "V-ECU" bezeichnete) Fahrzeugsteuereinheit 30, eine (nachfolgend als "P-ECU" bezeichnete) Parksteuereinheit 40, eine Betätigungseinrichtung bzw. ein Stellglied 42, eine Codiereinrichtung 46, einen Schaltungssteuermechanismus 48, eine Anzeigeeinheit 50, ein Anzeigeinstrument 52, und einen Ansteuermechanismus 60. Das Schaltungssteuersystem 10 funktioniert als ein drahtgebundenes Schaltungssystem, welches den Schaltungsbereich unter einer elektrischen Steuerung umschaltet.
-
Insbesondere wird der Schaltungssteuermechanismus 48 durch das Stellglied 42 angesteuert, um den Schaltungsbereich umzuschalten.
-
Der Fahrzeugenergieschalter 28 ist ein Schalter zum Einschalten und Ausschalten der elektrischen Energiezufuhr des Fahrzeugs. Eine Anweisung von einem Benutzer, beispielsweise einem Fahrer, die von dem Fahrzeugenergieschalter 28 empfangen wird, wird an die V-ECU 30 übertragen. Beispielsweise wird als Reaktion auf ein Einschalten des Fahrzeugenergieschalters 28 elektrische Energie von einer (nicht abgebildeten) Batterie zugeführt, um das Schaltungssteuersystem 10 zu betreiben. Der P-Schalter 20 wird zum Ändern bzw. Wechseln des Schaltungsbereichs zwischen dem (nachfolgend als „P-Bereich“ bezeichneten) Parkbereich und einem (nachfolgend als „Nicht-P-Bereich“ bezeichneten) beliebigen Bereich außer dem Parkbereich verwendet und umfasst ein Anzeigeelement 22, um dem Fahrer einen Zustand des Schalters anzuzeigen bzw. anzugeben, sowie eine Eingabeeinheit 24 zum Empfangen einer Anweisung von dem Fahrer. Der Fahrer gibt durch die Eingabeeinheit 24 eine Anweisung ein, um den Schaltungsbereich zu dem P-Bereich umzuschalten. Eine Eingabeeinheit 24 kann beispielsweise ein augenblicklicher Schalter sein. Die von der Eingabeeinheit 24 empfangene Anweisung wird an die V-ECU 30 und durch die V-ECU 30 an die P-ECU 40 übertragen.
-
Die ein Beispiel von Steuervorrichtungen eines drehbaren Körpers darstellende P-ECU 40 steuert einen Betrieb bzw. eine Operation des Stellglieds 42, welches den Schaltungssteuermechanismus 48 ansteuert, um den Schaltungsbereich zwischen dem P-Bereich und dem Nicht-P-Bereich zu wechseln, und zeigt einen gegenwärtigen Zustand des Schaltungsbereichs an dem Anzeigeelement 42 an. Drückt der Fahrer die Eingabeeinheit 24, wenn der Schaltungsbereich der Nicht-P-Bereich ist, schaltet die P-ECU 40 den Schaltungsbereich in den P-Bereich, und zeigt dann auf dem Anzeigeelement 22, dass der gegenwärtige Schaltungsbereich der P-Bereich ist.
-
Das Stellglied 42 ist aus einem (nachfolgend als „SR-Motor“ bezeichneten) geschalteten Reluktanzmotor aufgebaut und steuert den Schaltungssteuermechanismus 48 als Reaktion auf eine Anweisung von der P-ECU 40 an. Die Codiereinrichtung 46 dreht sich zusammen mit dem Stellglied 42, um einen Drehzustand des SR-Motors zu erfassen. Die Codiereinrichtung 46 dieses Ausführungsbeispiels ist eine drehbare Codiereinrichtung, welche ein A-Phasen-, B-Phasen- und Z-Phasen-Signal ausgibt. Die P-ECU 40 empfängt von der Codiereinrichtung 46 ausgegebene Signale, um einen Drehzustand des SR-Motors zu kennen, und dadurch eine Energetisierung zur Ansteuerung des SR-Motors zu steuern.
-
Der Schaltungsschalter 26 ist ein Schalter, welcher zum Schalten des Schaltungsbereichs beispielweise zu dem Ansteuerbereich bzw. Fahrbereich (D), dem Rückwärtsbereich (R), dem Neutralbereich (N) und dem Bremsbereich (B) oder zum Löschen des P-Bereichs Verwendung findet, wenn der P-Bereich ausgewählt ist. Eine von dem Schaltungsschalter 26 empfangene Anweisung von dem Fahrer wird an die V-ECU 30 übertragen. Auf der Grundlage der Anweisung von dem Fahrer steuert die V-ECU 30 den Ansteuermechanismus bzw. Fahrmechanismus 60, um den Schaltungsbereich zu wechseln, und zeigt den gegenwärtigen Zustand des Schaltungsbereichs an dem Anzeigeinstrument 52 an. Auch wenn der Ansteuermechanismus 60 hier aus einem kontinuierlich variablen Übertragungsmechanismus aufgebaut ist, kann der Ansteuermechanismus aus einem Automatikgetriebe-Übertragungsmechanismus aufgebaut sein. Die V-ECU 30 steuert vollständig die Operation bzw. den Betrieb des Schaltungssteuersystems 10. Die Anzeigeeinheit 50 zeigt dem Fahrer beispielsweise Anweisungen und Warnungen an, die von der V-ECU 30 oder der P-ECU 40 ausgestellt werden. Das Anzeigeinstrument 52 zeigt einen Zustand der Ausstattung des Fahrzeugs und einen Zustand des Schaltungsbereichs an.
-
2 zeigt eine Konfiguration des Schaltungssteuermechanismus 48. Der Schaltungssteuermechanismus 48 umfasst eine von dem Stellglied 42 gedrehte Welle 102, eine Arretierplatte 100, die sich gemäß der Drehung der Welle 102 dreht, eine Stange 104, die gemäß der Drehung der Arretierplatte 100 gleitet bzw. schiebt, einen Parkgang 108, welcher an einer Ausgabewelle einer (nicht gezeigten) Übertragung fixiert ist, einen Parkriegelstab 106 zum Verriegeln des Parkgangs 108, und eine Arretierfeder 110 und eine Walze 113, welche die Drehung der Arretierplatte 100 beschränken, um den Schaltungsbereich zu fixieren.
-
2 zeigt einen Zustand des Schaltungsbereichs, welcher nun der Nicht-P-Bereich ist. In diesem Zustand können Drehungen der Ansteuerwelle des Fahrzeugs nicht verhindert werden, da der Parkriegelstab 106 den Parkgang 108 nicht verriegelt. Ausgehend von diesem Zustand dreht das Stellglied 42 die Welle 102 im Uhrzeigersinn in 2, so dass die Stange 104 über die Arretierplatte 100 in die durch Pfeil A in 2 angezeigte Richtung gedrückt wird und der Parkriegelstab 106 dementsprechend von einem verjüngten Teil an einem Ende der Stange 104 in die von dem Pfeil B in 2 angegebene Richtung gedrückt bzw. geschoben wird. Beim Drehen der Arretierplatte 100 klettert die Walze 102 der Arretierfeder 110, welche sich in einer der Vertiefungen oben an der Arretierplatte 110 befindet, nämlich sich bei einer Nicht-P-Bereich-Position 120 befindet, über einen Kamm bzw. Scheitelpunkt 122 und läuft dann herunter in die weitere Vertiefung, nämlich eine P-Bereich-Position 124. Dreht sich die Arretierplatte 100 in einem derartigen Maß, welches der Walze 112 ermöglicht, sich in die P-Bereich-Position 124 zu bewegen, wird der Parkriegelstab 106 herauf zu einer Position geschoben, in der der Stab 106 in den Parkgang 108 eingreift. Auf diese Weise wird die Ansteuerwelle des Fahrzeugs mechanisch fixiert und der Schaltungsbereich in den P-Bereich umgestaltet.
-
3 zeigt einen Querschnitt eines Stellglieds 42. Der das Stellglied 42 bildende SR-Motor umfasst einen Stator 43 und einen Rotor 44, die beide so konstruiert sind, dass sie hervorstehende bzw. vorspringende Pole aufweisen. Bei dem SR-Motor werden um die hervorstehenden Pole gewundene Wicklungen eines feststehend bzw. fixiert zur Verfügung gestellten äußeren Stators 43 energetisiert und dadurch angeregt, um den inneren Rotor 44 zu veranlassen, sich zu drehen. Der in 3 gezeigte SR-Motor weist einen Dreiphasenstator 43 mit zwölf hervorstehenden Polen und einen Rotor 44 mit acht hervorstehenden Polen auf. In dem in 3 gezeigten Zustand wird die U-Phase des Stators 43 energetisiert, so dass die hervorstehenden Pole A, C, E und G des Rotors 44 in Richtung auf die hervorstehenden Pole U des Stators 43 angezogen werden. Zu dieser Zeit ist jedoch der magnetische Widerstand minimal, und folglich tritt die Anziehungskraft nur in der radialen Richtung auf, um kein Drehmoment zu erzeugen. Mit anderen Worten wird der Rotor 44 von dem Stator 43 gestoppt.
-
Dann wird die Energetisierung auf eine Weise geändert, dass dann die U-Phase und die V-Phase energetisiert werden, so dass die hervorstehenden Pole A, C, E und G des Rotors 44 in Richtung auf die hervorstehenden Pole V des Stators 43 angezogen werden, und dementsprechend dreht sich der Rotor 44 im Uhrzeigersinn. Zudem wird, wenn sich der Rotor 44 dreht, um seinen hervorstehenden Polen A, C, E und G zu ermöglichen, die jeweils zwischen den hervorstehenden Polen U und V des Stators 43 liegenden dazwischenliegenden Positionen zu erreichen, die Energetisierung auf eine Weise geändert, dass dann die V-Phase des Stators 43 energetisiert wird, so dass die hervorstehenden Pole A, C, E und G des Rotors 44 von den hervorstehenden Polen V des Stators 43 angezogen werden, um den Rotor 44 im Uhrzeigersinn weiter zu drehen. Auf diese Weise ändert der SR-Motor sukzessive die Energetisierung auf eine derartige Weise, dass jeweilige Spulen von hervorstehenden Polen des Stators 43, bei denen sich entsprechende hervorstehende Pole des Rotors 44 annähern, energetisiert werden, so dass der Rotor 44 gedreht wird. Beispielsweise wird hier vorgeschlagen, dass der in 3 gezeigte Zustand eine Bezugsposition ist. Dann kann der Rotor 44 ausgehend von der Bezugsposition im Uhrzeigersinn gedreht werden, indem die Änderung von energetisierten Phasen in der folgenden Reihenfolge erfolgt: U- und V-Phase, V-Phase, V- und W-Phase, W-Phase, W- und U-Phase, und U-Phase. Alternativ kann der Rotor 44 ausgehend von der Bezugsposition entgegen dem Uhrzeigersinn gedreht werden, indem die Änderung von energetisierten Phasen in der folgenden Reihenfolge erfolgt: U- und W-Phase, W-Phase, W- und V-Phase, V-Phase, V- und U-Phase, und U-Phase.
-
Die Energetisierung für jede Phase des Stellglied 42 wird durch die in 1 gezeigte P-ECU 40 gesteuert. Damit die P-ECU 40 das Stellglied 42 adäquat steuern kann, ist es erforderlich, einen Drehwinkel des Rotors 44 zu kennen. Jedoch ist ein Sensor, der in der Lage ist, einen absoluten Winkel zu erfassen, teuer. Daher verwendet dieses Ausführungsbeispiel in Hinblick auf die Produktionskosten eine drehbare Codiereinrichtung 46 des Inkrementtyps, welche so zur Verfügung gestellt ist, dass sie sich zusammen mit dem Rotor 44 dreht, um den Drehwinkel des Rotors 44 zu erlangen. Die P-ECU 40 empfängt Ausgabesignale der Codiereinrichtung 46, um den Drehwinkel des Rotors 44 auf der Grundlage der Signale zu kennen bzw. zu ermitteln. In diesem Fall ist der Drehwinkel der Codiereinrichtung 46 unbekannt, wenn der Betrieb des Schaltungssteuersystem 10 gestartet wird. Daher ist es erforderlich, dass die P-ECU 40 im Voraus eine Entsprechung zwischen einem von einem Ausgabesignal der Codiereinrichtung 46 berechneten Zählwert und energetisierten Phasen zur Ansteuerung des Stellglieds 42 kennt. Dementsprechend ermittelt die P-ECU 40 unmittelbar, nachdem der Betrieb des Schaltungssteuersystems 10 gestartet wird, die Entsprechung zwischen dem aus dem Ausgabesignal der Codiereinrichtung 46 berechneten Zählwert und den energetisierten Phasen zur Ansteuerung des Stellglieds 42, um eine anfängliche Ansteuersteuerung zur Abstimmung der Drehung des Rotors 44 mit den energetisierten Phasen durchzuführen.
-
Auch wenn ein Speicher beispielsweise, wenn der Betrieb des Schaltungssteuersystems 10 gestartet wird, die zuvor beschriebene Entsprechung unter einer vorausgehenden Steuerung hält bzw. speichert, könnte der Drehwinkel der Codiereinrichtung 46 und des Rotors 44 von dem bei dem Ende der vorausgehenden Steuerung aus dem Grund unterschiedlich sein, dass sich die Arretierplatte 100 während der Ausschaltdauer zu einer stabilen Position dreht, oder dass irgendeine Verschiebung, beispielsweise innerhalb des Stellglieds 42, oder bei dem Teil, bei dem das Stellglied 42 in den Schaltungssteuermechanismus 48 eingepasst ist, auftritt, um den Rotor 44 zu veranlassen, sich zu drehen. Dieses Ausführungsbeispiel führt folglich die anfängliche Ansteuersteuerung jedes Mal aus, wenn der Betrieb des Schaltungssteuersystem 10 gestartet wird.
-
4 zeigt eine interne Konfiguration der P-ECU 40. Die P-ECU 40 umfasst eine Codiereinrichtungssignal-Ermittlungseinheit 200, einen Zähler 202, eine anfängliche Ansteuersteuereinheit 204, eine Energetisiersteuereinheit 206 und eine Speichereinheit 208. Die anfängliche Ansteuersteuereinheit 204 umfasst eine erste Phasenabstimmeinrichtung 210 als ein Beispiel einer Phasenabstimmeinrichtung des Z-Phasenerfassungstyps sowie eine zweite Phasenabstimmeinrichtung 212 als ein Beispiel einer Phasenabstimmeinrichtung des Z-Phasen-Nicht-Erfassungstyps. Diese Konfiguration kann durch derartige Hardware ausgeführt werden, wie beispielsweise eine CPU, einen Speicher oder eine LSI, oder derartige Software, wie ein in einen Speicher geladenes Programm.
-
Eine Codiereinrichtungssignal-Ermittlungseinheit 200 ermittelt ein A-Phasen-, B-Phasen- und Z-Phasen-Signal, welche von der Codiereinrichtung 46 ausgegeben werden. Der Zähler 202 zählt die Anzahl von Impulsen von dem A-Phasen- und B-Phasen-Signal der Codiereinrichtung 46, welche von der Codiereinrichtungssignal-Ermittlungseinheit 200 erlangt werden. Der Zähler 202 bestimmt aus den Phasen des A-Phasen- und B-Phasen-Signals eine Drehrichtung der Codiereinrichtung 46. Erfasst der Zähler 202 Anstiege und Fälle des A-Phasen- und B-Phasen-Signals, setzt es seinen Zählwert nach oben, wenn sich die Codiereinrichtung 46 in einer Vorwärtsrichtung dreht, während er seinen Zählwert nach unten setzt, wenn sich die Codiereinrichtung 46 in der entgegengesetzten Richtung dreht.
-
Eine anfängliche Ansteuersteuereinheit 204 führt die anfängliche Ansteuersteuerung zur Erlangung einer Entsprechung zwischen dem von dem Zähler 202 berechneten Zählwert und energetisierten Phasen zur Ansteuerung des Stellglieds 42 durch. Die erste Phasenabstimmeinrichtung 210 führt eine erste anfängliche Ansteuersteuerung zum Vornehmen einer Phasenabstimmung auf der Grundlage der Z-Phasensignalausgabe aus der Codiereinrichtung 46 aus, und die zweite Phasenabstimmeinrichtung 212 führt eine zweite anfängliche Ansteuersteuerung zum Vornehmen einer Phasenabstimmung ohne das Z-Phasensignal der Codiereinrichtung 46 aus. Jeweilige Verfahren für diese anfänglichen Ansteuersteuerungen sind nachfolgend ausführlich beschrieben. Die erste Phasenabstimmeinrichtung 210 und die zweite Phasenabstimmeinrichtung 212 erfassen eine Abnormalität der Codiereinrichtung 46, wenn die anfängliche Ansteuersteuerung vorgenommen wird. Mit anderen Worten weisen die erste Phasenabstimmeinrichtung 210 und die zweite Phasenabstimmeinrichtung 212 jeweils die Funktion einer Abnormalitätserfassungseinrichtung auf. Die anfängliche Ansteuersteuereinheit 204 bestimmt, wenn ein Betrieb des Schaltungssteuersystems 10 gestartet wird, welche Ansteuerung von der ersten anfänglichen Ansteuerung und der zweiten anfänglichen Ansteuerung vorzunehmen ist, und weist dementsprechend die erste Phasenabstimmeinrichtung 210 oder die zweite Phasenabstimmeinrichtung 212 an, ihre anfängliche Ansteuersteuerung auszuführen. Die Energetisiersteuereinheit 206 steuert die Energetisierung an jede von dem Stellglied 42 zu energetisierende Phase. Die Speichereinrichtung 208 hält für die Steuerung durch die P-ECU 40 notwendige Informationen.
-
5 veranschaulicht ein Verfahren für die erste anfängliche Ansteuersteuerung durch die erste Phasenabstimmeinrichtung 210. Bei dem Start der anfänglichen Ansteuersteuerung kennt die P-ECU 40 den Drehwinkel des Rotors 44 nicht und kann folglich nicht bestimmen, welche Phase energetisiert werden kann, um den Rotor 44 zu drehen. Daher weist die erste Phasenabstimmeinrichtung 210 die Energetisiersteuereinrichtung 206 an, eine Energetisierung auf eine Weise vorzunehmen, dass energetisierte Phasen mit vorbestimmten Intervallen geändert werden. Beispielsweise wird unter Bezugnahme auf 5 eine Energetisierung in der Reihenfolge von U- und V-Phase, V-Phase, V- und W-Phase, W-Phase, und W- und U-Phase vorgenommen. Ist der Rotor 44 nicht fixiert, folgt der Rotor 44 der Änderung von energetisierten Phasen, um ein Drehen zu einer bestimmten Zeit zu starten. Erlangt die Codiereinrichtungssignal-Ermittlungseinheit 200 das Z-Phasen-Signal, welches ein Originalsignal von der Codiereinrichtung 46 ist, speichert die erste Phasenabstimmeinrichtung 210 in der Speichereinheit 208 eine Entsprechung zu dieser Zeit zwischen dem Zählwert des Zählers 202 und den energetisierten Phasen. Danach kann die P-ECU 40 diese Entsprechung verwenden, um eine optimale Energetisiersteuerung zum Drehen des Rotors 44 auszuführen.
-
Die erste Phasenabstimmeinrichtung 210 führt als die erste anfängliche Ansteuersteuerung eine Energetisiersteuerung zum Drehen der Codiereinrichtung 46 um einen Winkel entsprechend einer Ausgabe des Z-Phasen-Signals von der Codiereinrichtung 46 durch. Beispielsweise wäre es, wenn die Codiereinrichtung 46 konfiguriert ist, um das Z-Phasen-Signal einmal pro Umdrehung auszugeben, ausreichend, eine Drehung der Codiereinrichtung 46 zu bewirken. Gibt die Codiereinrichtung 46 das Z-Phasen-Signal acht Mal pro Umdrehung, d.h. ein Mal pro Drehung von 45°, aus, wäre es ausreichend, eine Drehung der Codiereinrichtung 46 um 45° zu bewirken. Kann die Codiereinrichtungssignal-Ermittlungseinheit 200 das Z-Phasen-Signal bei dieser Periode nicht ermitteln, in welcher die Codiereinrichtung 46 um einen adäquaten Winkel gedreht wird, bestimmt die anfängliche Ansteuersteuereinheit 204 provisorisch, dass eine Abnormalität bei der Z-Phasen-Signalausgabe der Codiereinrichtung 46 vorhanden ist, und setzt eine provisorische Z-Phasen-Fehlerkennung bzw. Z-Phasen-Misserfolgskennung bei der Speichereinheit 208, um mit der nachfolgend ausführlich beschriebenen zweiten anfänglichen Ansteuersteuerung fortzusetzen.
-
Unter der ersten anfänglichen Ansteuersteuerung ist es, wenn ein Änderungsbetrag des Zählwerts geringer als ein vorbestimmter Schwellwert ist, möglich, dass eine beliebige Abnormalität bei der A-Phasen- oder B-Phasen-Signalausgabe der Codiereinrichtung 46 auftritt, oder eine Drehfehlfunktion der Codiereinrichtung 46 auftritt. Zu dieser Zeit setzt die anfängliche Ansteuersteuereinheit 204 eine provisorische AB-Phasen-Fehlerkennung bei der Speichereinheit 208 und setzt sich mit der nachfolgend beschriebenen zweiten anfänglichen Ansteuersteuerung fort. Der provisorische AB-Phasenfehler umfasst hierbei die Drehfehlfunktion der Codiereinrichtung 46. Als der Änderungsbetrag des Zählwerts kann eine Differenz zwischen einem Maximalwert und einem Minimalwert des Zählwert unter der ersten anfänglichen Ansteuersteuerung eingesetzt werden (A), oder es kann eine Differenz zwischen dem Zählwert bei dem Start und dem Zählwert bei dem Ende der ersten anfänglichen Ansteuersteuerung eingesetzt werden (B). Wird die erste anfängliche Ansteuersteuerung gestartet, kann es vorkommen, dass sich die Codiereinrichtung 46 in die entgegengesetzte Richtung zu der Drehrichtung dreht, in welcher die erste Phasenabstimmeinrichtung 210 beabsichtigt anzusteuern. Daher scheint es, dass die erstere Differenz (A) den tatsächlichen Drehbetrag korrekter reflektiert. Andererseits ist in Hinblick auf die Prozessvereinfachung die letztere Differenz (B) vorteilhafter. Der Schwellwert wird gemäß einem erwarteten Änderungsbetrag gesetzt, welcher zu beobachten ist, wenn sich die Codiereinrichtung 46 unter der ersten anfänglichen Ansteuersteuerung dreht. Der Schwellwert kann auf den kleineren Wert als der erwartete Änderungsbetrag in Berücksichtigung der Tatsache gesetzt werden, dass, unmittelbar nachdem die erste anfängliche Ansteuersteuerung gestartet wird, die Codiereinrichtung 46 der Änderung von energetisierten Phasen nicht folgen könnte oder sich die Codiereinrichtung 46 in die entgegengesetzte Richtung drehen könnte.
-
Bei diesem Ausführungsbeispiel ist es, da das Stellglied 42 zur Änderung des Schaltungsbereichs durch den Schaltungssteuermechanismus 48 zur Verfügung gestellt ist, besonders wichtig, eine Drehfehlfunktion oder einen Zustand akkurat zu erfassen, bei welchem keine Drehung ausgeführt werden kann. Dementsprechend wird der Zustand, bei dem ein Änderungsbetrag des Zählwerts nicht einen vorbestimmten Schwellwert überschreitet, als eine Abnormalität angesehen. Zudem wird eine Abnormalität nicht durch kontinuierliches Beobachten eines Änderungsbetrags des Zählwerts für eine bestimmte Zeitperiode bzw. Zeitdauer erfasst, sondern durch Vergleichen eines Änderungsbetrags des Zählwerts innerhalb einer gesetzten Zeitdauer unter der anfänglichen Ansteuersteuerung mit dem Schwellwert, welcher gemäß einem erwarteten Änderungsbetrag des Zählwerts gesetzt ist. Folglich kann eine beliebige Abnormalität unmittelbar und akkurat erfasst werden.
-
6 veranschaulicht ein Verfahren für die zweite anfängliche Ansteuersteuerung durch die zweite Phasenabstimmeinrichtung 212. Unter der zweiten anfänglichen Ansteuersteuerung wird eine Energetisierung für eine längere Zeitdauer als im Vergleich zu der ersten anfänglichen Ansteuersteuerung fortgesetzt, um sicherzustellen, dass der Rotor 44 der Änderung von energetisierten Phasen folgt. Die Energetisierzeitdauer beträgt beispielsweise ungefähr 24 Millisekunden pro Schritt für die erste anfängliche Ansteuersteuerung. Für die zweite anfängliche Ansteuersteuerung beträgt die Energetisierzeitdauer beispielsweise ungefähr 20 Millisekunden pro Schritt für eine Ein-Phasen-Energetisierung und ungefähr 100 Millisekunden pro Schritt für eine Zwei-Phasen-Energetisierung. Auch wenn energetisierte Phasen bei einem Zyklus sukzessive geändert werden, würde der Rotor 44 der Änderung von energetisierten Phasen bei beliebiger Zeitgebung folgen. Dementsprechend wird die Entsprechung zwischen dem von dem Zähler 202 erlangten Zählwert und den energetisierten Phasen bei dem Ende eines Zyklus in der Speichereinheit 208 gespeichert. Auf diese Weise kann die Phasenabstimmung ohne das Z-Phasensignal der Codiereinrichtung 46 vorgenommen werden.
-
Ähnlich zu der ersten anfänglichen Ansteuersteuerung erfasst die zweite anfängliche Ansteuersteuerung eine Abnormalität auf der Grundlage eines Änderungsbetrags des Zählwerts, welcher erlangt wird, wenn die anfängliche Ansteuersteuerung durchgeführt wird. Auch wenn die zweite anfängliche Ansteuersteuerung nicht das Z-Phasen-Signal der Codiereinrichtung 46 verwendet, kann von der zweiten anfänglichen Ansteuersteuerung eine Abnormalität bei dem Z-Phasen-Signal erfasst werden. Wurde bei der Speichereinheit 208 eine provisorische Z-Phasen-Fehlerkennung oder eine provisorische AB-Phasen-Fehlerkennung gesetzt und wird dieselbe Abnormalität von der zweiten anfänglichen Ansteuersteuerung erfasst, wird es festgestellt bzw. bestätigt, dass die Abnormalität auftritt bzw. vorhanden ist, und es wird beispielsweise durch die Anzeigeeinheit 50 eine Warnung an einen Fahrer ausgestellt.
-
7 ist ein Flussdiagramm einer Prozedur eines Schaltungssteuerverfahrens gemäß diesem Ausführungsbeispiel. Nachdem die Energie des Schaltungssteuersystems 10 eingeschaltet ist, bestimmt die anfängliche Ansteuersteuereinheit 204 auf der Grundlage eines gegenwärtig ausgewählten Schaltungsbereichs eine Drehrichtung der Codiereinrichtung 46 und des Rotors 44 unter der anfänglichen Ansteuersteuerung (S10). Liegt der Schaltungsbereich in dem P-Bereich und wird die Drehung in der Richtung entgegengesetzt zu der Richtung zur Änderung des Schaltungsbereichs zu dem Nicht-P-Bereich bewirkt, könnte die Drehung der Arretierplatte 100 beschränkt werden, und folglich kann die anfängliche Ansteuersteuerung nicht normal ausgeführt werden. Daher wird, wenn der gegenwärtige Schaltungsbereich der P-Bereich ist, die Drehung in der Richtung zur Änderung des P-Bereichs in den Nicht-P-Bereich bewirkt, und, wenn der gegenwärtige Schaltungsbereich der Nicht-P-Bereich ist, die Drehung in der Richtung zur Änderung des Nicht-P-Bereichs in den P-Bereich bewirkt.
-
Der gegenwärtige Schaltungsbereich kann in der Speichereinheit 208 gehalten werden oder es können Informationen darüber von der V-ECU 30 gegeben werden. Wird der gegenwärtige Schaltungsbereich nicht gespeichert, bestimmt die V-ECU 30 den gegenwärtigen Schaltungsbereich auf der Grundlage der Fahrzeuggeschwindigkeit. Ist beispielsweise die Fahrzeuggeschwindigkeit eine niedrige Geschwindigkeit von höchstens 3 km/h, bestimmt die V-ECU 30, dass der gegenwärtige Schaltungsbereich der P-Bereich ist, und, wenn die Fahrzeuggeschwindigkeit eine mittlere bis hohe Geschwindigkeit ist, die höher als 3 km/h ist, bestimmt die V-ECU 30, dass der gegenwärtige Schaltungsbereich der Nicht-P-Bereich ist. Der Zustand, bei dem der gegenwärtige Schaltungsbereich nicht gespeichert ist, und die Fahrzeuggeschwindigkeit eine mittlere bis hohe Geschwindigkeit ist, entspricht einem Zustand, bei welchem die Energie augenblicklich ausgeschaltet wurde, wenn das Fahrzeug fuhr, und die Daten über den gegenwärtigen Schaltungsbereich waren verloren. In den meisten Fällen wird es bestimmt, dass die Fahrzeuggeschwindigkeit eine niedrige Geschwindigkeit ist, wenn der Betrieb des Schaltungssteuersystem 10 gestartet wird, und dementsprechend wird es bestimmt, dass der gegenwärtige Schaltungsbereich der P-Bereich ist.
-
Bei dem nächsten Schritt wird es bestimmt, ob die Speichereinheit 208 eine Fehleraufzeichnung des Z-Phasen-Signals hält oder nicht (S12). Gibt es keine Aufzeichnung, die eine Abnormalität des Z-Phasen-Signals anzeigt (NEIN bei S12), führt die erste Phasenabstimmeinrichtung 210 die erste anfängliche Ansteuersteuerung aus (S14). Wird eine Aufzeichnung ermittelt, die eine Abnormalität des Z-Phasen-Signals anzeigt (JA bei S12), führt die zweite Phasenabstimmeinrichtung 212 die zweite anfängliche Ansteuersteuerung aus (S18). Da die erste anfängliche Ansteuersteuerung verglichen mit der zweiten anfänglichen Ansteuersteuerung eine kürzere Zeitdauer benötigt, wird der ersten anfänglichen Ansteuersteuerung eine Priorität in Hinblick auf ihre Ausführung gegeben und dementsprechend wird sie ausgeführt, außer wenn eine Abnormalität des Z-Phasen-Signals auftritt. Folglich kann die von dem Start des Schaltungssteuersystems 10 erforderliche Zeit bis zu der Zeit, wenn das Fahrzeug in der Lage ist zu laufen, verkürzt werden.
-
Unter der ersten anfänglichen Ansteuersteuerung durch die erste Phasenabstimmeinrichtung 210 (S14) wird, wenn keine Abnormalität des A-Phasen-, B-Phasen- oder Z-Phasen-Signals der Codiereinrichtung 46 oder ihre Drehfehlfunktion erfasst wird (NEIN bei S16), die anfängliche Ansteuersteuerung beendet (S26), um zu der nächsten Steuerung überzugehen. Wird unter der ersten anfänglichen Ansteuersteuerung eine Abnormalität erfasst (JA bei S16), wird nachfolgend die zweite anfängliche Ansteuersteuerung vorgenommen (S18).
-
Unter der zweiten anfänglichen Ansteuersteuerung durch die zweite Phasenabstimmeinrichtung 212 (S18) wird, wenn keine Abnormalität erfasst wird (NEIN bei S20), die anfängliche Ansteuersteuerung beendet (S26), um mit einer nachfolgenden Steuerung fortzusetzen. Wird unter der zweiten anfänglichen Ansteuersteuerung eine Abnormalität erfasst (JA bei S20), wird es festgestellt, dass bei der Codiereinrichtung 46 eine Abnormalität auftritt (S22), und, wenn erforderlich, wird dem Fahrer durch die Anzeigeeinheit 50 eine Warnung gegeben. Hier wird, wenn die erfasste Abnormalität eine Abnormalität des Z-Phasen-Signals der Codiereinrichtung 46 ist (JA bei S24), die anfängliche Ansteuersteuerung beendet (S26), um mit der nachfolgenden Steuerung aus dem Grund fortzusetzen, dass die nachfolgende Steuerung unter Verwendung des A-Phasen- und B-Phasen-Signals der Codiereinrichtung 46 normal durchgeführt werden kann. Ist die erfasste Abnormalität keine Abnormalität des Z-Phasen-Signals der Codiereinrichtung 46 (NEIN bei S24), kann die nachfolgende Steuerung nicht normal vorgenommen werden, da die Abnormalität des A-Phasen- oder des B-Phasen-Signals der Codiereinrichtung 46 auftritt oder eine Drehfehlfunktion der Codiereinrichtung 46 auftritt. Die Prozedur setzt sich folglich mit einer beliebigen Steuerung fort, die sich auf das Auftreten des Fehlers richtet.
-
Gemäß dem Ansteuersteuerverfahren dieses Ausführungsbeispiels wird, auch wenn eine Abnormalität ein Mal erfasst wird, die anfängliche Ansteuersteuerung wieder auf eine andere Weise vorgenommen. Daher kann irgendeine Möglichkeit des fehlerhaften Erfassens einer Abnormalität und dementsprechend das Beenden des Prozesses reduziert werden. Darüber hinaus wird die erste anfängliche Ansteuersteuerung übersprungen und die zweite anfängliche Ansteuersteuerung ausgeführt, wenn eine Aufzeichnung einer Erfassung einer Abnormalität gefunden wird, so dass jeder nutzlose Prozess ausgeschlossen werden kann, um die Zeit zu verkürzen.
-
Die vorliegende Erfindung wurde in Verbindung mit einem Ausführungsbeispiel davon beschrieben. Es wird von Fachmännern verstanden, dass das Ausführungsbeispiel anhand eines Beispiels präsentiert ist, und dass verschiedenste Modifikationen davon für die Kombination der Komponenten sowie der von Prozessschritten möglich sind, so dass das Ausführungsbeispiel als eine drehbare Codiereinrichtung für verschiedenste Typen von Codiereinrichtungen wie den magnetischen und optischen Codiereinrichtungen anwendbar ist und dass derartige Modifikationen innerhalb des Geltungsbereichs der vorliegenden Erfindung liegen.
-
Gemäß diesem Ausführungsbeispiel schaltet der Schaltungssteuermechanismus den Schaltungsbereich zwischen dem P-Bereich und dem Nicht-P-Bereich. Alternativ kann eine Modifikation des Ausführungsbeispiels dem Schaltungssteuermechanismus erlauben, den Schaltungsbereich beispielsweise zwischen dem P-, R-, N-, D- und B-Bereich zu schalten. In einem derartigen Fall können Vertiefungen oben an der Arretierplatte 100 gemäß der Anzahl von schaltbaren Schaltungsbereichen zur Verfügung gestellt sein.
-
Gemäß der vorliegenden Erfindung kann, wie zuvor beschrieben, die Technik des geeigneten Steuerns eines drehbaren Körpers zur Verfügung gestellt werden.
-
Auch wenn die vorliegende Erfindung ausführlich beschrieben und veranschaulicht wurde, ist es offensichtlich, dass die Beschreibung nur anhand einer Veranschaulichung und eines Beispiels vorgenommen ist, und nicht in beschränkender Weise zu verstehen ist, wobei der Geist und der Geltungsbereich der vorliegenden Erfindung nur durch die Ausdrücke bzw. Formulierungen der beigefügten Ansprüche beschränkt sind.
-
Eine P-ECU steuert ein Stellglied, welches einen Schaltungssteuermechanismus ansteuert. Eine Codiereinrichtungssignal-Ermittlungseinheit (200) ermittelt eine Signalausgabe von einer Codiereinrichtung, welche einen Drehwinkel des Stellglieds erfasst. Ein Zähler (202) berechnet einen Zählwert aus den Ausgabesignalen der Codiereinrichtung. Eine Energetisiersteuereinrichtung (206) steuert die Energetisierung für das Stellglied. Eine erste Phasenabstimmeinheit (210) verwendet das Z-Phasen-Signal der Codiereinrichtung, um den Zählwert mit den energetisierten Phasen abzustimmen, um so eine Entsprechung dazwischen zu finden, und eine zweite Phasenabstimmeinheit (212) stimmt den Zählwert mit energetisierten Phasen ab, um eine Entsprechung dazwischen zu finden, ohne dass das Z-Phasen-Signal der Codiereinrichtung Verwendung findet. Erfasst die erste Phasenabstimmeinheit (210) eine Abnormalität der Codiereinrichtung, führt nachfolgend die zweite Phasenabstimmeinheit (212) eine Phasenabstimmung durch.
