DE102014224706A1

DE102014224706A1 - Steuerungsgerät und Shift-By-Wire-System mit demselben

Info

Publication number: DE102014224706A1
Application number: DE102014224706.3A
Authority: DE
Inventors: c/o DENSO CORPORATION Yoshida Kazuhiro; c/o DENSO CORPORATION Matsuzaki Haruki
Original assignee: Denso Corp
Current assignee: Denso Corp
Priority date: 2013-12-06
Filing date: 2014-12-03
Publication date: 2015-06-11
Also published as: US20150160639A1; JP5831766B2; CN104702167B; JP2015111971A; CN104702167A; US9417617B2

Abstract

Ein Steuerungsgerät, das einen Motor (20) zum Antrieb eines Objekts (32) steuert, weist auf: Schaltvorrichtungen (61 bis 63) in mehreren Phasen, von denen jede eine Speisung einer entsprechenden Wicklung (22) des Motors erlaubt und unterbricht; eine Steuerungseinrichtung (72, 80) für die Schaltvorrichtungen; eine Stromerfassungsschaltung (74) für einen durch jede Wicklung und jede Schaltorrichtung fließenden Strom; eine Strombegrenzungsschaltung (75), die den Strom derart begrenzt, dass er mit einem Stromgrenzwert in Übereinstimmung gebracht wird; eine Standardpositionslernvorrichtung (80), die eine Standardposition des Motors derart lernt, dass die Strombegrenzungsschaltung den Strom begrenzt, und der Motor dreht, bis das Objekt an einer Grenzposition eines beweglichen Bereichs stoppt; eine Drehwinkeländerungsgrößenerfassungsvorrichtung (80), die eine Änderungsgröße eines Drehwinkels des Objekts erfasst; und eine Fehlerbestimmungsvorrichtung (80), die bestimmt, dass eine Fehlfunktion der Stromerfassungsschaltung vorliegt, wenn die Änderungsgröße sich außerhalb eines vorbestimmten Bereichs befindet, und das Objekt zwischen ersten und zweiten Zuständen sich ändert.

Description

Die vorliegende Offenbarung betrifft ein Steuerungsgerät zur Steuerung eines Betriebs eines Motors und ein Shift-By-Wire-System, das dieses aufweist.
Herkömmlich ist in einer Fahrzeugsteuerungstechnik ein By-Wire-System zur elektrischen Steuerung eines Betätigungsglieds zum Ändern eines Fahrzeugzustands mit einer By-Wire-Steuerungsschaltung entsprechend einer Anweisung von einem Fahrer eines Fahrzeugs allgemein bekannt. Beispielsweise lehrt Patentdokument 1 ein Shift-By-Wire-System zum Schalten eines Schalthebels entsprechend einer Anweisung des Fahrers. In dem System wird der Betrieb des Betätigungsglieds, das einen bürstenlosen Motor aufweist, derart gesteuert, dass der Schaltbereich geändert wird, indem eine Rastungsplatte in einer Schaltbereichs-Umschaltvorrichtung drehend angetrieben wird.
In dem Shift-By-Wire-System gemäß Patentdokument 1 wird auf der Grundlage eines Zählwerts eines Impulssignals, das aus einem Encoder zu jeweils einem vorbestimmten Winkel synchron mit einer Drehung des Motors ausgeben wird, der Schaltbereich auf einen Sollbereich umgeschaltet, indem der Motor zum Erreichen einer dem Sollbereich entsprechenden Solldrehposition gedreht wird. Weiterhin dreht in dem Shift-By-Wire-System gemäß Patentdokument 1 vor Starten einer Umschaltsteuerung des Schaltbereichs, d.h. vor Starten einer normalen Antriebssteuerung des Motors, das System den Motor, bis die Rastungsplatte an einer Begrenzungsposition in einem beweglichen Bereich stoppt, so dass eine Standardpositionslernsteuerung zum Lernen einer Standardposition des Motors durchgeführt wird. Wenn das System die Standardposition lernt, fällt die Begrenzungsposition mit der Standardposition des Motors zusammen. Somit kann danach das System die normale Antriebssteuerung zum Drehen des Motors zu der Solldrehposition hin durchführen.
Dabei kann, wenn die Standardpositionslernsteuerung in einem System zur Steuerung eines durch jede Phase des Motors fließenden Stroms entsprechend einem Tastverhältnis entsprechend einer Spannung ausgeführt wird, der durch jede Phase einer Wicklung des Motors fließende Strom sich entsprechend einer Änderung eines Windungswiderstands ändern, die durch eine Temperaturänderung und/oder einer zeitlichen Änderung verursacht wird, so dass das Drehmoment des Motors geändert wird, selbst wenn die Spannung dieselbe ist. Somit kann die Genauigkeit der Standardpositionslernsteuerung reduziert sein. Dieser Punkt ist in dem System gemäß Patentdokument 1 nicht berücksichtigt. Somit kann in dem System gemäß Patentdokument 1 die Genauigkeit der Standardpositionslernsteuerung entsprechend der Bedingungsänderung wie der Temperaturänderung oder der zeitlichen Änderung reduziert sein.
Wenn die Standardpositionslernsteuerung durchgeführt wird, wird der durch die Wicklungen fließende Strom begrenzt, so dass erreicht wird, dass die Summe der durch jede Phase der Wicklung des Motors fließende Ströme ein vorbestimmter Strombegrenzungswert wird. Somit ist die Änderung des Stroms in jeder Phase, die durch die Temperaturänderung oder die zeitliche Änderung verursacht wird, beschränkt, so dass die Genauigkeit des Standardpositionslernsteuerung selbst dann verbessert wird, wenn die Bedingung sich ändert. Jedoch kann, wenn das System eine physikalische Schaltung zur Erfassung der Summe des Stroms, der durch jede Phase der Windung des Motors fließt, die Standardposition nicht genau gelernt werden, falls die Schaltung beschädigt ist.
(Patentdokument Nr. 1) JP-2004-308752-A entsprechend US 2006/0207373 A1
Es ist eine Aufgabe der vorliegenden Offenbarung, ein Steuerungsgerät anzugeben, das einen Betriebsfehler der Schaltung in Bezug auf das Standardpositionslernen erfasst und das eine hohe Genauigkeit bei der Standardpositionslernsteuerung aufweist. Es ist eine andere Aufgabe der vorliegenden Offenbarung, ein Shift-By-Wire-System mit einem Steuerungsgerät anzugeben.
Gemäß einer Ausgestaltung der vorliegenden Offenbarung weist ein Steuerungsgerät, das einen Motor steuert, der eine Vielzahl von Wicklungen jeweils entsprechend einer Vielzahl von Phasen aufweist, und mit elektrischer Leistung aus einer Leistungsquelle versorgt wird, so dass der Motor dreht, um ein Objekt zu drehen und anzutreiben, auf: eine Vielzahl von Schaltvorrichtungen, von denen jede einer aus der Vielzahl der Phasen entspricht, eine Speisung einer entsprechenden Wicklung erlaubt, wenn die Schaltvorrichtung eingeschaltet ist, und die Speisung zu der entsprechenden Wicklung unterbricht, wenn die Schaltvorrichtung ausgeschaltet ist; eine Steuerungseinrichtung, die die Schaltvorrichtungen zum Ein- und Ausschalten derart steuert, dass die Steuerungseinrichtung einen Betrieb des Motors steuert; eine Stromerfassungsschaltung, die einen durch jede Wicklung und jede Schaltvorrichtung fließenden Strom erfasst; eine Strombegrenzungsschaltung, die den durch jede Wicklung und jede Schaltvorrichtung fließenden Strom derart begrenzt, dass er mit dem Strom von einem oder zwei oder mehreren Stromgrenzwerten übereinstimmt, eine Standardpositionslernvorrichtung, die eine Standardposition des Motors in einer derartigen Weise lernt, dass die Strombegrenzungsschaltung den durch jede Wicklung und jede Schaltvorrichtung fließenden Strom begrenzt und die Steuerungseinrichtung den Motor zum Drehen steuert, bis das Objekt an einer Grenzposition eines beweglichen Bereichs stoppt; eine Drehwinkeländerungsgrößenerfassungsvorrichtung, die eine Änderungsgröße eines Drehwinkels des Objekts erfasst, und eine Fehlerbestimmungsvorrichtung, die bestimmt, ob eine Fehlfunktion bei der Stromerfassungsschaltung vorliegt. Ein erster Zustand ist als ein Zustand definiert, bei dem die Strombegrenzungsschaltung den durch jede Wicklung und jede Schaltvorrichtung fließenden Strom derart begrenzt, dass der Strom mit einem ersten Stromgrenzwert übereinstimmt, und das Objekt an der Grenzposition des beweglichen Bereichs stoppt. Ein zweiter Zustand ist als ein Zustand definiert, bei dem die Strombegrenzungsschaltung den durch jede Wicklung und jede Schaltvorrichtung fließenden Strom derart begrenzt, dass der Strom mit einem zweiten Stromgrenzwert in Übereinstimmung gebracht wird, und das Objekt an der Grenzposition des beweglichen Bereichs stoppt. Die Fehlerbestimmungsvorrichtung bestimmt unter einer Bedingung, dass die durch die Drehwinkeländerungsgrößenerfassungsvorrichtung erfasste Änderungsgröße sich außerhalb eines vorbestimmten Bereichs befindet, dass eine Fehlfunktion der Stromerfassungsschaltung vorliegt, wenn das Objekt sich von einem des ersten Zustands und des zweiten Zustands zu dem anderen des ersten Zustands und des Zustands ändert.
In dem vorstehend beschriebenen Gerät wird, wenn die Standardposition des Motors gelernt wird, der durch die Wicklungen und die Schaltvorrichtungen fließende Strom durch die Strombegrenzungsschaltung auf der Grundlage des durch die Stromerfassungsschaltung erfassten Stroms beschränkt, und wird der Motor gedreht und angetrieben. Somit wird eine Änderung des Stroms in jeder Phase, die durch eine Temperaturänderung und/oder eine zeitliche Änderung verursacht wird, beschränkt, und wird eine Änderung eines Drehmoments des Motors beschränkt. Dementsprechend wird die Lerngenauigkeit der Standardposition ungeachtet einer Änderung einer Bedingung wie der Temperaturänderung und der zeitlichen Änderung verbessert.
Weiterhin unterscheidet sich eine Torsionsgröße einer Ausgangswelle oder einer Welle, die mit der Ausgangswelle verbunden ist, in dem Motor in dem ersten Zustand von der in dem zweiten Zustand. Somit ist ein Fehler der Stromerfassungsschaltung unter Verwendung eines derartigen Merkmals, dass der Drehwinkel des Objekts geändert wird, wenn das Objekt zwischen dem ersten Zustand und dem zweiten Zustand wechselt, erfassbar. Somit wird die Standardposition nicht unter einer Bedingung gelernt, dass eine Fehlfunktion der Stromerfassungsschaltung vorliegt. Dementsprechend vermeidet das Gerät die Fehlfunktion und/oder einen Verlust einer Steuerung des Motors, die durch eine fehlerhaft gelernte Standardposition verursacht wird.
Gemäß einer zweiten Ausgestaltung der vorliegenden Offenbarung weist ein Shift-By-Wire-System auf: ein Steuerungsgerät, einen Motor, der durch das Steuerungsgerät gesteuert wird, und ein Objekt, das durch den Motor gedreht und angetrieben wird. Das Objekt weist einen Schaltbereich auf, der durch einen Betrieb des Motors umschaltbar ist. Der Motor weist eine Vielzahl von Wicklungen jeweils entsprechend einer Vielzahl von Phasen auf und wird mit elektrischer Leistung aus einer Leistungsquelle derart versorgt, dass der Motor sich dreht. Das Steuerungsgerät weist auf: eine Vielzahl von Schaltvorrichtungen, von denen jede einer aus der Vielzahl der Phasen entspricht, eine Speisung einer entsprechenden Wicklung erlaubt, wenn die Schaltvorrichtung eingeschaltet ist, und die Speisung zu der entsprechenden Wicklung unterbricht, wenn die Schaltvorrichtung ausgeschaltet ist; eine Steuerungseinrichtung, die die Schaltvorrichtungen zum Ein- und Ausschalten derart steuert, dass die Steuerungseinrichtung einen Betrieb des Motors steuert; eine Stromerfassungsschaltung, die einen durch jede Wicklung und jede Schaltvorrichtung fließenden Strom erfasst; eine Strombegrenzungsschaltung, die den durch jede Wicklung und jede Schaltvorrichtung fließenden Strom derart begrenzt, dass er mit dem Strom von einem oder zwei oder mehreren Stromgrenzwerten übereinstimmt, eine Standardpositionslernvorrichtung, die eine Standardposition des Motors in einer derartigen Weise lernt, dass die Strombegrenzungsschaltung den durch jede Wicklung und jede Schaltvorrichtung fließenden Strom begrenzt und die Steuerungseinrichtung den Motor zum Drehen steuert, bis das Objekt an einer Grenzposition eines beweglichen Bereichs stoppt; eine Drehwinkeländerungsgrößenerfassungsvorrichtung, die eine Änderungsgröße eines Drehwinkels des Objekts erfasst, und eine Fehlerbestimmungsvorrichtung, die bestimmt, ob eine Fehlfunktion bei der Stromerfassungsschaltung vorliegt. Ein erster Zustand ist als ein Zustand definiert, bei dem die Strombegrenzungsschaltung den durch jede Wicklung und jede Schaltvorrichtung fließenden Strom derart begrenzt, dass der Strom mit einem ersten Stromgrenzwert übereinstimmt, und das Objekt an der Grenzposition des beweglichen Bereichs stoppt. Ein zweiter Zustand ist als ein Zustand definiert, bei dem die Strombegrenzungsschaltung den durch jede Wicklung und jede Schaltvorrichtung fließenden Strom derart begrenzt, dass der Strom mit einem zweiten Stromgrenzwert in Übereinstimmung gebracht wird, und das Objekt an der Grenzposition des beweglichen Bereichs stoppt. Die Fehlerbestimmungsvorrichtung bestimmt unter einer Bedingung, dass die durch die Drehwinkeländerungsgrößenerfassungsvorrichtung erfasste Änderungsgröße sich außerhalb eines vorbestimmten Bereichs befindet, dass eine Fehlfunktion der Stromerfassungsschaltung vorliegt, wenn das Objekt sich von einem des ersten Zustands und des zweiten Zustands zu dem anderen des ersten Zustands und des Zustands ändert.
In dem vorstehend beschriebenen System wird eine Änderung des Stroms in jeder Phase, die durch eine Temperaturänderung und/oder eine zeitliche Änderung verursacht wird, beschränkt, und wird eine Änderung eines Drehmoments des Motors beschränkt. Dementsprechend wird die Lerngenauigkeit der Standardposition ungeachtet einer Änderung einer Bedingung wie der Temperaturänderung und der zeitlichen Änderung verbessert. Weiterhin ist ein Fehler der Stromerfassungsschaltung unter Verwendung eines derartigen Merkmals erfassbar, dass der Drehwinkel des Objekts geändert wird, wenn das Objekt zwischen dem ersten Zustand und dem zweiten Zustand wechselt. Somit wird die Standardposition nicht unter einer Bedingung gelernt, dass eine Fehlfunktion der Stromerfassungsschaltung vorliegt. Dementsprechend vermeidet das Gerät die Fehlfunktion und/oder einen Verlust einer Steuerung des Motors, die durch eine fehlerhaft gelernte Standardposition verursacht wird.
Die vorstehenden und andere Aufgaben, Merkmale und Vorteile der vorliegenden Offenbarung werden anhand der nachfolgenden ausführlichen Beschreibung unter Bezugnahme auf die beiliegenden Zeichnungen deutlicher. In den Zeichnungen zeigen:
1 eine Darstellung eines Shift-By-Wire-Systems mit einer elektronischen Steuerungseinheit gemäß einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Offenbarung,
2 Darstellung, die eine perspektivische Ansicht einer Schaltbereichs-Umschaltvorrichtung gemäß 1 veranschaulicht,
3 eine Darstellung, die eine Rastungsplatte zeigt, die entlang einer Drehachse betrachtet wird, wenn die Rastungsplatte an einer Standardposition, einer Position in einem ersten Zustand und einer Position in einem zweiten Zustand angeordnet ist,
4 eine Darstellung, die einer Beziehung zwischen einem Strom an einer Position, an der der durch einen MOS-Transistor fließende Strom und der durch die Wicklung fließende Strom sich vereinigen, und einem Drehwinkel der Rastungsplatte gemäß 2 veranschaulicht,
5 ein Flussdiagramm, das einen Prozess im Bezug auf eine Motorsteuerung unter Verwendung einer MPU einer elektronischen Steuerungseinheit veranschaulicht,
6 ein Flussdiagramm, das einen Prozess im Bezug auf eine Standardpositionslernsteuerung und einer Schaltungsfehlerbestimmungssteuerung unter Verwendung der MPU der elektronischen Steuerungseinheit gemäß 1 veranschaulicht,
7 einen Graphen, der einen Prozess im Bezug auf die Standardpositionslernsteuerung und die Schaltungsfehlerbestimmungssteuerung unter Verwendung der MPU der elektronischen Steuerungseinheit gemäß 1 veranschaulicht,
8 einen Graphen, der einen Prozess im Bezug auf die Standardpositionslernsteuerung und die Schaltungsfehlerbestimmungssteuerung unter Verwendung der MPU der elektronischen Steuerungseinheit gemäß 1 gemäß einer ersten Modifikation des Ausführungsbeispiels veranschaulicht, und
9 einen Graphen, der einen Prozess im Bezug auf die Standardpositionslernsteuerung und die Schaltungsfehlerbestimmungssteuerung unter Verwendung der MPU der elektronischen Steuerungseinheit gemäß 1 gemäß einer zweiten Modifikation des Ausführungsbeispiels veranschaulicht.
Ausführungsbeispiele der vorliegenden Offenbarung sind unter Bezugnahme auf die Zeichnungen beschrieben.
(Ausführungsbeispiele)
Eine elektronische Steuerungseinheit (d.h. ECU) 60 als ein Steuerungsgerät gemäß dem vorliegenden Ausführungsbeispiel und ein Shift-By-Wire-System 1 mit der ECU sind in 1 gezeigt. Das Shift-By-Wire-System 1 weist ein Betätigungsglied 10, eine Schaltbereichs-Umschaltvorrichtung 30, die ECU 60 und dergleichen auf. Das System 1 ist an einem Fahrzeug zusammen mit beispielsweise einem Automatikgetriebe 3 montiert. Das System 1 treibt das Betätigungsglied 10 und die Schaltbereichs-Umschaltvorrichtung 30 entsprechend einer Anweisung eines Fahrers des Fahrzeugs an, so dass der Schaltbereich des Automatikgetriebes 3 durch die By-Wire-Steuerung umgeschaltet wird.
Das Betätigungsglied 10 weist ein Gehäuse 11, einen Motor 20, einen Encoder 12, eine Reduziereinrichtung 13 und eine Ausgangswelle 14 auf.
Gemäß dem vorliegenden Ausführungsbeispiel ist der Motor 20 beispielsweise ein geschalteter Reluktanzmotor (d.h. SR-Motor, Switched Reluctance Motor), der ein bürstenloser Motor der Drei-Phasen-Antriebsbauart ist, zur Erzeugung einer Antriebskraft ohne Verwendung eines Permanentmagneten. Der Motor 20 weist einen Stator 21, eine Wicklung 22, einen Rotor 23 und eine Motorwelle 24 auf.
Der Stator 21 ist in dem Gehäuse 11 fixiert. Mehrere Wicklungen 22 sind derart angeordnet, dass sie um vorspringende Pole des Stators 21 gewickelt sind. Jede Wicklung 22 entspricht einer von drei Phasen des Motors (d.h. einer einer U-Phase, einer V-Phase und einer W-Phase). Der Rotor 23 ist drehbar in dem Stator 21 angeordnet. Der Rotor 23 weist mehrere Vorsprünge auf, die radial nach außen gerichtet vorspringen und entlang eines Umlaufs zu gleichen Intervallen angeordnet sind. Die Motorwelle ist einstückig mit dem Rotor 23, und die Welle 24 wird drehbar durch das Gehäuse 11 gestützt.
Wenn die Speisung zu der Wicklung 22 jeder Phase in dem Motor 20 sequentiell geschaltet wird, wird ein rotierendes magnetisches Feld an dem Stator 21 erzeugt, so dass sich der Rotor 23 dreht.
Somit dreht der Motor 20, wenn elektrische Leistung aus einer Batterie 2 als eine Leistungsquelle des Fahrzeugs zugeführt wird. Die ECU 60 steuert den Antriebsbetrieb des Motors 20 durch Schalten der Speisung zu der Wicklung 22 jeder Phase, die aus der Batterie 2 zugeführt wird.
Der Encoder 12 weist einen Magneten, der einstückig mit dem Rotor 23 drehbar ist, und eine Magnetfelderfassungs-Hall-IC auf, das auf einem Substrat montiert ist, das an dem Gehäuse befestigt ist. Das Hall-IC liegt dem Magneten gegenüber und erfasst, dass eine Magnetflusserzeugungseinheit durch das Hall-IC gelangt. Gemäß dem vorliegenden Ausführungsbeispiel ist der Encoder 12 ein Element der Inkrementalbauart, so dass der Encoder 12 ein Impulssignal in einer A-Phase und ein Impulssignal in einer B-Phase entsprechend einer Änderung eines Drehwinkels des Motors 20 (d.h. das Rotors 23) ausgibt.
Der Reduziereinrichtung 13 reduziert die Drehbewegung, d.h. die Drehzahl der Motorwelle 24 in dem Motor 20 und gibt dann die reduzierte Drehbewegung über die Ausgangswelle 14 aus. Somit überträgt die Reduziereinrichtung 13 die Drehbewegung auf die Schaltbereichs-Umschaltvorrichtung 30. Die Schaltbereichs-Umschaltvorrichtung 30 überträgt die Drehantriebskraft, die von der Reduziereinrichtung 13 übertragen wird, auf ein manuelles Ventil 4 und einen Parkverriegelungsmechanismus 50, wie es in 2 gezeigt ist.
Wie es in 2 gezeigt ist, weist die Schaltbereichs-Umschaltvorrichtung 30 eine manuelle Welle 31, eine Rastungsplatte 32 und eine Rastungsfeder 34 auf.
Die manuelle Welle 31 ist mit der Ausgangswelle 14 des Betätigungsglieds 10 verbunden. Die Welle 31 wird durch eine Drehantriebskraft des Motors 20 angetrieben und gedreht. Die Rastungsplatte 32 springt von der manuellen Welle 31 radial nach außen gerichtet vor. Die Rastungsplatte 32 an der manuellen Welle 31 fixiert. Die Rastungsplatte 32 entspricht einem angetriebenen Objekt.
Ein Stift 33 ist an der Rastungsplatte 32 geformt, und der Stift 33 springt zu einer Richtung parallel zu der manuellen Welle 31 vor. Der Stift kann mit einem Ende des manuellen Ventils 4 entlang der axialen Richtung des manuellen Ventils 4 in Eingriff gebracht werden. Dementsprechend bewegt sich, wenn die Rastungsplatte 32 sich zusammen mit der manuellen Welle 31 dreht, das manuelle Ventil 4 entlang der axialen Richtung. Insbesondere wandelt die Schaltbereichs-Umschaltvorrichtung 30 die Drehbewegung des Betätigungsglieds 10 in eine lineare Bewegung um, und überträgt die lineare Bewegung auf das manuelle Ventil.
Die Rastungsplatte 32 weist Konkavitäten 41 bis 44 an einem äußeren Rand davon auf. Die Konkavität 41 ist an der Rastungsplatte 32 an einem Ende der Drehrichtung geformt. Die Konkavität 44 ist an der Rastungsplatte 32 an dem anderen Ende in der Drehrichtung geformt. Die Konkavitäten 42, 43 sind zwischen den Konkavitäten 41, 44 geformt. Gemäß dem vorliegenden Ausführungsbeispiel entspricht die Konkavität 41 einem P-Bereich (d.h. Parkbereich) des Schaltbereichs in dem Automatikgetriebe 3. Die Konkavität 42 entspricht einem R-Bereich (d.h. einem Rückwärtsbereich). Die Konkavität 43 entspricht einem N-Bereich (d.h. einem Neutralbereich) des Schaltbereichs in dem Automatikgetriebe 3. Die Konkavität 44 entspricht einem D-Bereich (d.h. einem Fahrbereich).
Die Rastungsfeder 34 weist eine Plattenform auf, die elastisch verformbar ist. Die Rastungsfeder 34 weist eine Rastungswalze 35 an einem oberen Ende der Feder 34 als eine Begrenzungseinrichtung auf. Die Rastungsfeder 34 drückt die Rastungswalze 35 zu einer Mitte der Rastungsplatte 32 (entspricht der Mitte der manuellen Welle 31). Wenn eine Drehkraft, die gleich wie oder größer als ein vorbestimmter Wert ist, auf die Rastungsplatte 32 ausgeübt wird, wird die Rastungsfeder 34 elastisch verformt, so dass sie sich biegt, und hüpft die Rastungswalze 35 über eine von Konvexitäten, die zwischen den Konkavitäten 41 bis 44 geformt sind, und bewegt sich zu der nächsten Konkavität 41 bis 44, die benachbart zu der gegenwärtigen Konkavität 41 bis 44 ist. Dementsprechend werden, wenn das Betätigungsglied 10 die manuelle Welle dreht, die Position des manuellen Ventils 4 in der axialen Richtung und der Zustand des Parkverriegelungsmechanismus 50 geändert, so dass der Schaltbereich des Automatikgetriebes 3 geändert wird.
Wenn die Rastungswalze 35 sich in Eingriff mit einer der Konkavitäten 41 bis 44 befindet, ist die Drehung der Rastungsplatte 32 begrenzt. Somit sind die Position des manuellen Ventils 4 in der axialen Richtung und der Zustand des Parkverriegelungsmechanismus 50 definiert. Weiterhin ist der Schaltbereich des Automatikgetriebes 3 fixiert. Somit agieren die Rastungsplatte 32 und die Rastungswalze 35 als ein Rastungsmechanismus.
Gemäß dem vorliegenden Ausführungsbeispiel ist, wenn der Schaltbereich von dem P-Bereich zu dem R-Bereich, dem N-Bereich oder den D-Bereich umgeschaltet wird, die Drehrichtung der Ausgangswelle 14 in dem Betätigungsglied 10 als die Vorwärtsdrehrichtung definiert. Wenn demgegenüber der Schaltbereich von dem D-Bereich zu dem N-Bereich, dem R-Bereich oder dem P-Bereich umgeschaltet wird, ist die Drehrichtung der Ausgangswelle 14 in dem Betätigungsglied als die Rückwärtsdrehrichtung definiert.
2 zeigt einen Zustand des Parkverriegelungsmechanismus 50, wenn der Schaltbereich der D-Bereich ist, das heißt, wenn der Schaltbereich nicht der P-Bereich ist. In diesem Fall wird das Parkzahnrad 54 nicht durch die Parkverriegelungsstange 53 verriegelt. Dementsprechend wird die Drehung des Automatikgetriebes 3 nicht verhindert. Wenn die Ausgangswelle 14 des Betätigungsglieds 10 von diesem Zustand aus in die Rückwärtsdrehrichtung dreht, wird der Stab 51 über die Rastungsplatte 32 in eine X-Richtung gemäß 2 gedrückt. Weiterhin wird der Verjüngungsabschnitt 52, der an dem spitzen Ende des Stabs 51 angeordnet ist, in eine Y-Richtung gemäß 2 heraufgedrückt. Somit wird die Parkverriegelungsstange 53 in Eingriff mit dem Parkzahnrad 54 gebracht, so dass das Parkzahnrad 54 verriegelt wird. Als Ergebnis wird die Drehung des Automatikgetriebes 3 begrenzt. In diesem Fall befindet sich die Rastungswalze 35 der Rastungsfeder 34 in Eingriff mit der Konkavität 41 der Rastungsplatte 32 (d.h. die Rastungswalze 35 ist an der Mitte der Konkavität 41 angeordnet). Der Ist-Bereich (aktueller Bereich, gegenwärtiger Bereich) des Automatikgetriebes (der als der Ist-Bereich definiert ist) ist der P-Bereich.
Nachstehend ist die ECU 60 im Einzelnen beschrieben.
Wie es in 1 gezeigt ist, ist die ECU 60 ein Mikrocomputer mit einer MPU 80 als eine Berechnungsvorrichtung, einem RAM und einem ROM als eine Speichervorrichtung, verschiedenen Schaltungen und einer Eingangs-/Ausgangsvorrichtung. Die ECU 60 steuert verschiedene Vorrichtungen und Elemente entsprechend verschiedenen Programmen, die in dem ROM gespeichert sind, auf der Grundlage von Daten, die in dem RAM und dem ROM gespeichert sind, und Signalen, die von verschiedenen in dem Fahrzeug montierten Sensoren zugeführt werden. Die ECU 60 ist elektrisch mit der Batterie 2 als eine Leistungsquelle des Fahrzeugs gekoppelt. Die ECU 60 wird durch die aus der Batterie 2 zugeführte Energie gespeist.
Insbesondere weist die ECU 60 ein Relais 65, MOS-Transistoren 61 bis 63, eine Relaisantriebsschaltung 71, eine MOS-Antriebsschaltung 72 eine Encodererfassungsschaltung 73, eine Stromerfassungsschaltung 74, eine Strombegrenzungsschaltung 75, eine Spannungserfassungsschaltung 76 und die MPU 80 auf.
Das Relais 65 ist zwischen der Batterie 2 und dem Motor 20 angeordnet. Das Relais 65 erlaubt die Zufuhr der Energie aus der Batterie 2 zu dem Motor 20, wenn das Relais 65 einschaltet. Wenn das Relais 65 ausschaltet, wird die elektrische Leistungszufuhr von der Batterie 2 zu dem Motor 20 unterbrochen.
Die Relaisantriebschaltung 71 ist mit dem Relais 65 gekoppelt. Die Relaisantriebschaltung 71 gibt ein Ein-Zustand-Signal zu dem Relais 65 derart aus, dass die Schaltung 71 das Relais 65 zum Einschalten steuert. Die Schaltung 71 stoppt die Ausgabe des Ein-Zustand-Signals, so dass die Schaltung 71 das Relais 65 zum Ausschalten steuert.
Die MOS-Transistoren 61 bis 63 sind Schaltelemente wie ein MOS-FET. Drei MOS-Transistoren 61 bis 63 sind derart angeordnet, dass sie den drei Phasen der Wicklungen 22 in dem Motor 20 entsprechen. Der Drain-Anschluss des MOS-Transistors 61 ist mit der Wicklung 22 in der U-Phase verbunden, der Drain-Anschluss des MOS-Transistors 62 ist mit der Wicklung 22 in der V-Phase verbunden, und der Drain-Anschluss des MOS-Transistors 63 ist mit der Wicklung 22 in der W-Phase verbunden. Die Source-Anschlüsse der MOS-Transistoren 61 bis 63 sind miteinander an einem Vereinigungspunkt P1 verbunden. Der Vereinigungspunkt P1 ist mit Masse, d.h. einer Niedrigpotentialseite der Batterie 2 über den Widerstand 76 verbunden.
Die MOS-Antriebschaltung 72 ist mit dem Gate-Anschluss jedes MOS-Transistors 61 bis 63 verbunden. Die MOS-Antriebschaltung 72 gibt das Ein-Zustand-Signal (d.h. ein Antriebssignal) zu dem Gate-Anschluss jedes MOS-Transistors 61 bis 63 aus, so dass die Schaltung 72 den MOS-Transistor 61 bis 63 einschaltet. Weiterhin stoppt die Schaltung 72 die Ausgabe des Ein-Zustand-Signals, so dass die Schaltung 72 den Transistor 61 bis 63 ausschaltet.
Die Encodererfassungsschaltung 73 ist mit dem Encoder 12 verbunden. Die Encodererfassungsschaltung 73 erfasst das Impulssignal in der A-Phase und das Impulssignal in der B-Phase, die aus dem Encoder 12 entsprechend der Änderungsgröße des Drehwinkels des Motors 20 (d.h. des Rotors 23) ausgegeben werden. Das Impulssignal wird zu der MPU 80 ausgegeben. Die Stromerfassungsschaltung 74 ist mit dem Vereinigungspunkt P1 verbunden, bei dem die durch die Wicklungen 22 und die MOS-Transistoren 61 bis 63 fließenden Ströme sich vereinigen. Somit erfasst die Schaltung 74 den durch den Vereinigungspunkt P1 fließenden Strom. Ein Signal, das den durch den Vereinigungspunkt P1 fließenden Strom angibt, wird zu der Strombegrenzungsschaltung 75 und der MPU 80 ausgegeben.
Die Strombegrenzungsschaltung 75 ist mit der Stromerfassungsschaltung 74 und der MOS-Antriebschaltung 72 verbunden. Die Strombegrenzungsschaltung 75 steuert die MOS-Antriebschaltung 72 derart, dass der durch die Stromerfassungsschaltung 75 erfasste Strom selektiv mit einem des ersten Stromgrenzwerts und des zweiten Stromgrenzwerts übereinstimmt. Somit begrenzt die Schaltung 75 den durch die Wicklungen 22 und den MOS-Transistoren 61 bis 63 fließenden Strom.
Die MPU 80 ist ein Halbleiterchip zur Ausführung verschiedener Berechnungen. Die MPU 80 weist ein Relaissteuerungselement, ein MOS-Steuerungselement, ein Dreherfassungselement, ein Anfangsantriebselement, ein Sollbereichseinstellungselement, ein Normalantriebselement, ein Standardpositionslernelement, ein Ist-Bereichserfassungselement, ein Drehwinkeländerungsgrößenerfassungselement und ein Fehlerbestimmungselement auf, die funktionelle Vorrichtungen sind.
Das Relaissteuerungselement steuert die Relaisantriebschaltung 71 derart, dass das Relaissteuerungselement das Relais 65 zum Ein- und Ausschalten steuert.
Das MOS-Steuerungselement berechnet das Antriebssignal im Bezug auf die MOS-Transistoren 61 bis 63. Das MOS-Steuerungselement steuert die MOS-Antriebschaltung 72 zur Ausgabe des berechneten Signals aus der MOS-Antriebschaltung 72, so dass das MOS-Steuerungselement die MOS-Transistoren 61 bis 63 zum Ein- und Ausschalten steuert. Wenn das Relais 65 sich in dem Ein-Zustand befindet und der MOS-Transistor 61 zum Einschalten gesteuert wird, fließt der Strom durch die Wicklung der U-Phase. Wenn der MOS-Transistor 62 derart gesteuert wird, dass er sich in dem Ein-Zustand befindet, fließt der Strom durch die Wicklung 22 in der V-Phase. Wenn der MOS-Transistor 63 derart gesteuert wird, dass er sich in dem Ein-Zustand befindet, fließt der Strom durch die Wicklung 22 in der W-Phase.
Die MPU 80 und die MOS-Antriebschaltung 72 steuern die MOS-Transistoren 61 bis 63 zum Ein- und Ausschalten, so dass die MPU 80 und die Schaltung 72 den Antriebsbetrieb des Motors 20 steuern. Die MPU 80 und die MOS-Antriebschaltung 72 entsprechen einem Steuerungsgerät.
Das Dreherfassungselement reduziert (d.h. zählt herunter) oder erhöht (d.h. zählt herauf) einen Zählwert (d.h. einen Zählwert des Impulssignals) entsprechend dem aus dem Encoder 12 ausgegebenen Impulssignal. Somit erfasst das Dreherfassungselement den Drehzustand des Motors 20 (d.h. des Rotors 23). Somit wird der Motor 20 bei einer hohen Drehzahl ohne Abweichen von einem korrekten Betrieb angetrieben.
Das Anfangsantriebselement führt einen Anfangsantriebsteuerungsbetrieb zum Lernen einer Magnetisierungs- und Speisungsphase des Motors 20 jedes Mal aus, wenn die Leistungsquelle des Fahrzeugs einschaltet. Insbesondere führt das Anfangsantriebselement den Anfangsantriebsteuerungsbetrieb zum Synchronisieren des Zählwerts entsprechend dem aus dem Encoder 12 ausgegebenen Impulssignal mit der Speisungsphase jedes Mal bei Aktivierung des Shift-By-Wire-Systems 1 aus. In dem Anfangsantriebsteuerungsbetrieb wird die Drehung des Betätigungsglieds 10 in geeigneter Weise gesteuert.
Der Auswahleinrichtungssensor 6 erfasst den Schaltbereich, der durch den Fahrer des Fahrzeugs unter Verwendung der Auswahleinrichtung 5 angewiesen wird und als ein angewiesener Schaltbereich definiert ist. Ein Signal, das den angewiesenen Schaltbereich angibt, wird zu der MPU 80 ausgegeben.
Das Sollbereichseinstellungselement stellt den Sollbereich auf der Grundlage des aus dem Auswahleinrichtungssensor 6 ausgegebenen Signals ein, das den angewiesenen Schaltbereich angibt. Gemäß dem Ausführungsbeispiel wird der Sollbereich entsprechend dem Signal des Auswahleinrichtungssensors 6, dem Signal der Bremse und dem Signal des Fahrzeuggeschwindigkeitssensors und dergleichen eingestellt.
Das Normalantriebselement erfasst die Drehposition des Rotors 23 im Bezug auf den Stator 21 entsprechend dem Impulssignalzählwert. Das Normalantriebselement gibt eine Anweisung zu dem MOS-Steuerungselement derart aus, dass die Speisungsphase der Wicklung 22 in dem Motor 20 sequenziell umgeschaltet wird. Somit dreht und treibt das Normalantriebselement den Rotor 23 zu der Solldrehposition an und wird der Schaltbereich des Automatikgetriebes 3 zu dem Sollbereich umgeschaltet. Das Normalantriebselement führt diesen Normalantriebsteuerungsbetrieb derart aus, dass der Ist-Bereich des Automatikgetriebes 3 auf den angewiesenen Schaltbereich umgeschaltet wird, der von dem Fahrer angefordert wird.
Dabei erfasst, da der Encoder 12 gemäß dem vorgegebenen Ausführungsbeispiel ein Encoder der Inkrementalbauart ist, der Encoder 12 lediglich eine relative Drehposition des Motors 20 (d.h. des Rotors 23). Dementsprechend ist es, wenn der Motor 20 gedreht wird und der Schaltbereich zu dem angeforderten Schaltbereich umgeschaltet wird, notwendig, eine Standardposition entsprechend der absoluten Position des Motors 20 zu lernen und die Grenzposition des beweglichen Bereichs (d.h. des drehbaren Bereichs) der Rastungsplatte 32 mit der Standardposition in Übereinstimmung zu bringen. Nach Lernen der Standardposition des Motors 20 wird die Drehposition des Motors 20 entsprechend dem angeforderten Schaltbereich entsprechend der Standardposition und der vorbestimmten Drehgröße (d.h. einer Steuerungskonstanten) berechnet. Der Motor 20 wird derart gedreht, dass er sich an der berechneten Drehposition befindet, so dass der Ist-Bereich (aktuelle Bereich) auf den angeforderten Schaltbereich umgeschaltet wird.
Das Standardpositionslernelement führt den Standardpositionslernsteuerungsbetrieb zum Lernen der Standardposition des Motors 20 durch Drehen des Motors, bis die Rastungsplatte 32 an der Grenzposition des beweglichen Bereichs stoppt, aus. Gemäß dem vorliegenden Ausführungsbeispiel ist die Grenzposition des beweglichen Bereichs an der Position entsprechend dem P-Bereich angeordnet. Weiterhin gibt das Standardpositionslernelement eine Anweisung zu dem MOS-Steuerungselement aus, um den Motor 20 (d.h. Rotor 23) mit einem Zwei-Phasen-Speisungsverfahren zu drehen, so dass zwei Phasen von den drei Phasen der Wicklungen 22 gespeist werden, und die Speisungsphasen aufeinanderfolgend umgeschaltet werden. Weiterhin lernt das Standardpositionslernelement die Standardposition auf der Grundlage des Zählwerts des Impulssignals aus dem Encoder 12, nachdem eine vorbestimmte Bereitschaftszeit (Stand-By-Zeit) seit Stoppen der Drehung des Motors 20 verstrichen ist. Wenn der Standardpositionslernsteuerungsbetrieb ausgeführt wird, wird der Motor 20 gedreht, bis die Rastungswalze 35 auf die Wand der Konkavität 41 entsprechend dem P-Bereich auftrifft. Somit ist der Standardpositionslernsteuerungsbetrieb als ein Wand-Auftreff-Lernsteuerungsbetrieb oder ein Kontaktlernsteuerungsbetrieb definiert.
Das Ist-Bereichserfassungselement erfasst indirekt den Ist-Bereich durch Berechnen des Ist-Bereichs auf der Grundlage der Standardposition, der vorbestimmten Drehgröße und des Zählwerts des Impulssignals aus dem Encoder 12, die gleich der Drehposition des Motors 20 nach Ausführung des Standardpositionslernsteuerungsbetriebs ist. Gemäß dem vorliegenden Ausführungsbeispiel erfasst das Ist-Bereichserfassungselement den Ist-Bereich auf der Grundlage der Drehposition des Motors 20, wenn die Mitte der Rastungswalze 35 in einem Bereich von einer der Konkavitäten 41 bis 44, die dem P-Bereich, dem R-Bereich, dem N-Bereich und dem D-Bereich entsprechen, der Rastungsplatte 32 positioniert ist.
Dabei kann, wenn der Standardpositionslernsteuerungsbetrieb durchgeführt wird und der durch jede Phase der Wicklung 22 des Motors 20 fließende Strom mit einem Tastverhältnis entsprechend der Spannung gesteuert wird, die Lerngenauigkeit der Standardposition reduziert sein, da das Drehmoment des Motors 20 entsprechend einer Änderung des durch jede Phase der Wicklung 22 in dem Motor 20 fließenden Stroms geändert wird, die durch die Änderung des Wicklungswiderstands wie eine Temperaturänderung oder eine zeitliche Änderung verursacht wird, selbst wenn die Spannung dieselbe ist.
Somit begrenzt das Standardpositionslernelement den durch die Wicklungen 22 und die MOS-Transistoren 61 bis 63 fließenden Strom unter Verwendung der Strombegrenzungsschaltung 75 derart, dass der durch den Vereinigungspunkt P1 fließende Strom den vorbestimmten Stromwert erreicht, wenn der Motor 20 gedreht wird. Somit wird die Änderung des durch jede Phase fließenden Stroms, die durch die Temperaturänderung und/oder die zeitliche Änderung verursacht wird, beschränkt, weshalb die Lerngenauigkeit der Standardposition ungeachtet der Bedingung verbessert wird. Gemäß dem vorliegenden Ausführungsbeispiel ist der vorbestimmte Stromgrenzwert der erste Grenzwert.
Das Drehwinkeländerungsgrößenerfassungselement erfasst die Änderungsgröße des Drehwinkels der Rastungsplatte 32 auf der Grundlage des Zählwerts des Impulssignals aus dem Encoder 12 ungeachtet davon, ob der Standardpositionslernsteuerungsbetrieb abgeschlossen ist oder nicht. Insbesondere erfasst das Drehwinkeländerungsgrößenerfassungselement die Änderungsgröße des Drehwinkels, wenn die Rastungsplatte 32 sich von einer Drehposition zu einer anderen Drehposition dreht.
Dabei ist ein Zustand als der erste Zustand derart definiert, dass der durch die Wicklungen 22 und den MOS-Transistoren 61 bis 63 fließende Strom derart beschränkt wird, dass er mit den durch die Stromerfassungsschaltung 74 erfassten Strom mit dem ersten Stromgrenzwert in Übereinstimmung gebracht wird, und die Rastungsplatte 32 an der Grenzposition des beweglichen Bereichs stoppt. Weiterhin ist ein Zustand als ein zweiter Zustand derart definiert, dass der durch die Wicklungen 22 und den MOS-Transistoren 61 bis 63 fließende Strom derart beschränkt wird, dass er durch die Stromerfassungsschaltung 74 mit dem zweiten Stromgrenzwert in Übereinstimmung gebracht wird, und die Rastungsplatte 32 an der Grenzposition des beweglichen Bereichs stoppt.
Gemäß dem vorliegenden Ausführungsbeispiel ist der erste Stromgrenzwert derart eingestellt, dass er kleiner als der zweite Stromgrenzwert ist. Somit sind, wenn die Stromerfassungsschaltung 74 sich in einem normalen Betrieb befindet, wie es in 3 gezeigt ist, die Torsionsgröße der manuellen Welle 31 und die Biegegröße der Rastungsfeder 34 in dem ersten Zustand, die als eine durchgezogene Linie gezeigt sind, kleiner als diejenigen in dem zweiten Zustand sind, die als eine strichpunktierte Linie gezeigt sind. Ein Zustand, der als eine gestrichelte Linie in 3 gezeigt ist, ist als ein Nicht-Wand-Auftreffzustand definiert, so dass die Rastungswalze 35 an der Mitte der Konkavität 41 der Rastungsplatte 32 angeordnet ist. Die Änderungsgröße θ2 des Drehwinkels der Rastungsplatte 32, wenn der Nicht-Wand-Auftreffzustand auf den zweiten Zustand umgeschaltet wird, ist größer als die Änderungsgröße θ1 des Drehwinkels der Rastungsplatte 32, wenn der Nicht-Wand-Auftreffzustand auf den ersten Zustand umgeschaltet wird. Dementsprechend wird der Drehwinkel der Rastungsplatte 32, wenn der erste Zustand auf den zweiten Zustand umgeschaltet wird, durch die Änderungsgröße θ geändert, wie es in 3 und 4 gezeigt ist.
Gemäß 1 steuert das Fehlerbestimmungselement der MPU 80 die Rastungsplatte 32 derart, dass sie in dem zweiten Zustand ist, nachdem die Rastungsplatte 32 gesteuert wird, um in dem ersten Zustand zu sein. Das Fehlerbestimmungselement führt einen Schaltungsfehlerbestimmungssteuerungsbetrieb aus, um auf der Grundlage der durch das Drehwinkeländerungsgrößenerfassungselement erfassten Änderungsgröße θ des Drehwinkels zu bestimmen, ob die Stromerfassungsschaltung 74 normal ist oder nicht. Insbesondere bestimmt das Fehlerbestimmungselement, dass die Stromerfassungsschaltung 74 nicht normal ist, das heißt, dass eine Fehlfunktion der Stromerfassungsschaltung 74 vorliegt, wenn die Änderungsgröße θ außerhalb des vorbestimmten Bereichs ist. Der vorbestimmte Bereich ist vorab eingestellt. Wenn bestimmt wird, dass eine Fehlfunktion der Stromerfassungsschaltung 74 vorliegt, schaltet beispielsweise ein Warnlicht der Anzeigevorrichtung 7 ein. Somit wird die Fehlfunktion des Shift-By-Wire-Systems 1 dem Fahrer mitgeteilt, und wird der normale Antriebssteuerungsbetrieb unter Verwendung des Normalantriebselements beschränkt oder unterbunden.
Nachstehend ist der Steuerungsbetrieb des Motors 20 unter Verwendung der MPU 80 unter Bezugnahme auf 5 beschrieben.
Der in 5 gezeigte Prozess S100 startet, wenn der Zündschalter einschaltet, das heißt, die Leistungsquelle des Fahrzeugs einschaltet, so dass das Shift-By-Wire-System 1 aktiviert wird.
In Schritt S120 führt die MPU 80 die Anfangsfehlerdiagnose aus. Insbesondere prüft die MPU 80, ob jeweils ein Fehler an einem Teil des Shift-By-Wire-Systems 1 wie dem Relais 65 auftritt. Wenn der Fehler erfasst wird, wird der Fehler des Shift-By-Wire-Systems 1 dem Fahrer mitgeteilt, beispielsweise dadurch, dass das Warnlicht der Anzeigevorrichtung 7 einschaltet. Nachdem Schritt S120 abgeschlossen ist, wird zu Schritt S140 übergegangen.
In Schritt S140 führt die MPU 80 den Anfangsantriebsteuerungsbetrieb aus. Somit wird die Drehung des Betätigungsglieds 10 (d.h. des Motors 20) in geeigneter Weise gesteuert. Nach Schritt S140 wird zu Schritt S160 übergegangen.
In Schritt S150 führt die MPU 80 den Standardpositionslernsteuerungsbetrieb aus. Somit fällt die Grenzposition des beweglichen Bereichs der Rastungsplatte 32 mit der Standardposition überein, weshalb der Motor in dem normalen Antriebsteuerungsbetrieb betrieben werden kann. Der Standardpositionslernsteuerungsbetrieb ist später beschrieben. Nach Schritt S160 wird zu Schritt S180 übergegangen.
In Schritt S180 startet die MPU 180 die Ausführung des normalen Antriebsteuerungsbetriebs. Auf diese Weise wird der Schaltbereich des Automatikgetriebes 3 auf einen von dem Fahrer angeforderten Schaltbereich umgeschaltet.
Wenn der Zündschalter ausschaltet, endet der Prozess.
Nachstehend ist der Standardpositionslernsteuerungsbetrieb der MPU 80 beschrieben. Gemäß dem vorliegenden Ausführungsbeispiel wird der Drehfehlerbestimmungssteuerungsbetrieb gleichzeitig zusammen mit dem Standardpositionslernsteuerungsbetrieb ausgeführt.
6 zeigt ein Unter-Flussdiagramm, das den Prozess im Bezug auf den Standardpositionslernsteuerungsbetrieb und den Drehfehlerbestimmungssteuerungsbetrieb veranschaulicht. Wenn der Prozess gemäß 6 startet, beschränkt in Schritt S161 die MPU 80 den durch die Wicklungen 22 und die MOS-Transistoren 61 bis 63 fließenden Strom unter Verwendung der Strombegrenzungsschaltung 75 derart, dass der durch die Stromerfassungsschaltung 74 erfasste Strom mit dem ersten Stromgrenzwert übereinstimmt, und dreht der Motor 20 die Rastungsplatte 32. Nach Schritt S161 wird zu Schritt S162 übergegangen.
In Schritt S162 bestimmt die MPU 80 auf der Grundlage des Zählwerts des Impulssignals, ob der erste Zustand, d.h. der Stoppzustand des Motors 20, für eine vorbestimmte Bereitschaftszeit andauert. Wenn die Bestimmung in Schritt S162 positiv ist, das heißt, wenn die Bestimmung in Schritt S162 "JA" ist, wird zu Schritt S163 übergegangen. Wenn die Bestimmung in Schritt S162 negativ ist, das heißt, wenn die Bestimmung in Schritt S162 "NEIN" ist, wird zum Schritt S161 zurückgekehrt.
In Schritt S163 speichert die MPU 80 den Zählwert des Impulssignals als den ersten Zählwert. Nach Schritt S163 wird zu Schritt S164 übergegangen.
In Schritt S164 lernt die MPU 80 die Standardposition es Motors 20 auf der Grundlage des ersten Zählwerts. Nach Schritt S164 wird zu Schritt S165 übergegangen.
In Schritt S165 beschränkt die MPU 80 den durch die Wicklungen 22 und den MOS-Transistoren 61 bis 63 fließenden Strom unter Verwendung der Strombegrenzungsschaltung 75 derart, dass der durch die Stromerfassungsschaltung 74 erfasste Strom mit dem zweiten Stromgrenzwert übereinstimmt. Weiterhin steuert die MPU 80 den Motor 20 zum Drehen der Rastungsplatte 32. Nach Schritt S165 wird zu Schritt S166 übergegangen.
In Schritt 166 bestimmt die MPU 80 auf der Grundlage des Zählwerts des Impulssignals, ob der zweite Zustand, d.h. der Stoppzustand des Motors 20, für eine vorbestimmte Bereitschaftszeit andauert. Wenn die Bestimmung in S166 positiv ist, das heißt, wenn die Bestimmung in Schritt S166 "JA" ist, wird zu Schritt S167 übergegangen. Wenn die Bestimmung in S166 negativ ist, das heißt, wenn die Bestimmung in Schritt S166 "NEIN" ist, wird zu Schritt S165 zurückgegangen.
In Schritt S167 speichert die MPU 80 den Zählwert des Impulssignals als den zweiten Zählwert. Nach Schritt S167 wird zu Schritt S168 übergegangen.
In Schritt S168 berechnet die MPU 80 die Änderungsgröße θ des Drehwinkels auf der Grundlage des ersten Zählwerts und des zweiten Zählwerts, wenn die Rastungsplatte 32 von dem ersten Zustand zu dem zweiten Zustand geändert wird. Nach Schritt S168 wird zu Schritt S169 übergegangen.
In Schritt S169 bestimmt die MPU 80, ob die in Schritt 168 berechnete Änderungsgröße θ innerhalb des vorbestimmten Bereichs liegt oder nicht. Wenn die Bestimmung in Schritt S169 positiv ist, das heißt, wenn die Bestimmung in Schritt S169 "JA" ist, wird zu Schritt S170 übergegangen. Wenn die Bestimmung in Schritt S168 negativ ist, das heißt, wenn die Bestimmung in Schritt S169 "NEIN" ist, wird der Prozess abgeschlossen.
In Schritt S170 bestimmt die MPU 80, dass eine Fehlfunktion der Stromerfassungsschaltung 74 vorliegt. Nach Schritt S170 endet der Prozess.
Nachstehend ist der Standardpositionslernsteuerungsbetrieb und der Schaltungsfehlerbestimmungssteuerungsbetrieb, die durch die MPU 80 ausgeführt werden, unter Bezugnahme auf 7 nachfolgend beschrieben.
Zu dem Zeitpunkt t0 in 7 startet die MPU 80 die Ausführung des Standardpositionslernsteuerungsbetriebs und des Schaltungsfehlerbestimmungssteuerungsbetriebs. Unmittelbar nach dem Zeitpunkt t0 wird der Prozess in Schritt S161 gemäß 6 durchgeführt, so dass die Rastungsplatte 32 gedreht wird. Dabei befindet sich zu dem Zeitpunkt t0 die Rastungsplatte 32 in dem Nicht-Wand-Auftreffzustand.
Zu dem Zeitpunkt t1 gemäß 7 befindet sich die Rastungsplatte 32 in dem ersten Zustand. Zu dem Zeitpunkt t2, wenn die vorbestimmte Bereitschaftszeit T1 seit dem Zeitpunkt t1 verstrichen ist, wird die Bestimmung in Schritt S162 als positiv definiert. Unmittelbar nach dem Zeitpunkt t2 werden die Schritte S163 und S164 gemäß 6 durchgeführt. Auf diese Weise lernt die MPU 80 die Standardposition des Motors 20.
Zu dem Zeitpunkt t3 gemäß 7 nach Lernen der Standardposition wird Schritt S165 gemäß 6 durchgeführt und wird die Rastungsplatte 32 gedreht.
Zu dem Zeitpunkt t4 gemäß 7 befindet sich die Rastungsplatte 32 in dem zweiten Zustand. Zu dem Zeitpunkt t5, wenn die vorbestimmte Bereitschaftszeit T1 seit dem Zeitpunkt t4 verstrichen ist, wird die Bestimmung in Schritt S166 als positiv definiert. Unmittelbar nach dem Zeitpunkt t5 werden die Schritte S167 und S168 gemäß 6 durchgeführt. Auf diese Weise berechnet die MPU 80 die Änderungsgröße θ des Drehwinkels, wenn die Rastungsplatte 32 von dem ersten Zustand zu dem zweiten Zustand geändert wird.
Nach Berechnung der Änderungsgröße θ des Drehwinkels wird Schritt S169 gemäß 6 durchgeführt, so dass bestimmt wird, ob die Änderungsgröße θ innerhalb des vorbestimmten Bereichs liegt. Wenn die Änderungsgröße θ nicht innerhalb des vorbestimmten Bereichs liegt, das heißt, wenn die Änderungsgröße θ außerhalb des vorbestimmten Bereichs liegt, wird bestimmt, dass eine Fehlfunktion der Stromerfassungsschaltung 74 vorliegt. Wenn die Änderungsgröße θ innerhalb des vorbestimmten Bereichs liegt, das heißt, wenn die Änderungsgröße θ nicht außerhalb des vorbestimmten Bereichs liegt, wird bestimmt, dass die Stromerfassungsschaltung 74 korrekt (d.h. normal) funktioniert.
Zu dem Zeitpunkt t6 gemäß 7, wenn der Fehlerbestimmungsschritt abgeschlossen ist, wird die Drehposition der Rastungsplatte 32 zu der Standardposition zurückgeführt.
Wie es vorstehend beschrieben worden ist, steuert die ECU 60 gemäß dem vorliegenden Ausführungsbeispiel den Motor 20 zum Schalten des Schaltbereichs des Automatikgetriebes 3 durch Drehen und Antrieb der Rastungsplatte 32. Die ECU 60 weist die MOS-Transistoren 61 bis 63, die MPU 80, die MOS-Antriebschaltung 72, die Stromerfassungsschaltung 74 und die Strombegrenzungsschaltung 75 auf.
Die MOS-Transistoren 61 bis 63 sind derart angeordnet, dass sie den drei Phasen der Wicklungen 22 entsprechen. Wenn der MOS-Transistor 61 bis 63 einschaltet, wird die entsprechende Wicklung 22 gespeist. Wenn der MOS-Transistor 61 bis 63 ausschaltet, wird die Speisung der entsprechenden Wicklung 22 gestoppt. Die MPU 80 und die MOS-Antriebschaltung 72 steuern die MOS-Transistoren 61 bis 63 zum Ein- und Ausschalten, so dass sie den Antriebsbetrieb des Motors 20 steuern. Die Stromerfassungsschaltung 74 ist mit dem Vereinigungspunkt P1 verbunden, an dem die durch die Wicklungen 22 und den MOS-Transistoren 61 bis 63 fließenden Ströme vereint werden. Somit erfasst die Schaltung 74 den an dem Vereinigungspunkt P1 fließenden Strom. Die Strombegrenzungsschaltung 75 steuert den durch die Wicklungen 22 und den MOS-Transistoren 61 bis 63 fließenden Strom derart, dass der durch die Stromerfassungsschaltung 74 erfasste Strom selektiv mit einem des ersten Stromgrenzwerts und des zweiten Stromgrenzwerts übereinstimmt.
Die MPU 80 weist das Standardpositionslernelement, das Drehwinkeländerungsgrößenerfassungselement und das Fehlererfassungselement als einen idealen Funktionsteil auf. Das Standardpositionslernelement beschränkt den durch die Wicklungen 22 und den MOS-Transistoren 61 bis 63 fließenden Strom unter Verwendung der Strombegrenzungsschaltung 75 und dreht den Motor 20, bis die Rastungsplatte 32 an der Grenzposition des beweglichen Bereichs stoppt. Auf diese Weise lernt das Lernelement die Standardposition des Motors 20. Das Drehwinkeländerungsgrößenerfassungselement erfasst die Änderungsgröße θ des Drehwinkels der Rastungsplatte 32. Das Fehlererfassungselement bestimmt, das eine Fehlfunktion der Stromerfassungsschaltung 74 vorliegt, wenn die durch das Drehwinkeländerungsgrößenerfassungselement erfasste Änderungsgröße θ des Drehwinkels der Rastungsplatte 32 in einem Fall, in dem die Rastungsplatte 32 von dem ersten Zustand zu dem zweiten Zustand geändert wird, außerhalb des vorbestimmten Bereichs liegt.
In der vorstehend beschriebenen ECU 60 beschränkt, wenn die MPU 80 die Standardposition des Motors 20 lernt, die Strombegrenzungsschaltung 75 den durch die Wicklungen 22 und den MOS-Transistoren 61 bis 63 fließenden Strom auf der Grundlage des durch die Stromerfassungsschaltung 74 erfassten Stroms, und wird der Motor 20 gedreht und angetrieben. Somit werden die Änderung des Stroms in jeder Phase und die Änderung des Drehmoments des Motors 20, die durch die Temperaturänderung und die zeitliche Änderung verursacht werden, beschränkt. Dementsprechend wird gemäß dem vorliegenden Ausführungsbeispiel die Lerngenauigkeit der Standardposition ungeachtet der Bedingung verbessert.
Gemäß dem vorliegenden Ausführungsbeispiel unterscheiden sich die Torsionsgröße der manuellen Welle 31 und die Biegegröße der Rastungsfeder 34 in dem ersten Zustand von dem zweiten Zustand. Somit erfasst die MPU 80 den Fehler in der Stromerfassungsschaltung 74 durch Verwendung eines derartigen Merkmals, dass der Drehwinkel der Rastungsplatte 32 geändert wird, wenn der erste Zustand zu dem zweiten Zustand geändert wird. Somit vermeidet die MPU 80, die Standardposition unter einer Bedingung zu lernen, dass eine Fehlfunktion der Stromerfassungsschaltung 74 vorliegt. Dementsprechend vermeidet die MPU 80 die Fehlfunktion und/oder den Verlust der Steuerung des Motors 20, die durch eine fehlerhaft gelernte Standardposition verursacht werden.
Gemäß dem vorliegenden Ausführungsbeispiel lernt das Standardpositionslernelement der MPU 80 die Standardposition des Motors 20, wenn die Rastungsplatte 32 sich in dem ersten Zustand befindet. Somit werden der Standardpositionslernsteuerungsbetrieb und der Schaltungsfehlerbestimmungssteuerungsbetrieb gleichzeitig durchgeführt, weshalb die Verarbeitungszeit zur Ausführung des Prozesses mit der MPU 80 reduziert wird.
Gemäß dem vorliegenden Ausführungsbeispiel ist der erste Stromgrenzwert eingestellt, dass er kleiner als der zweite Stromgrenzwert ist. Somit lernt, wenn die Torsionsgröße der manuellen Welle 31 und die Biegegröße der Rastungsfeder 34 vergleichsweise klein sind, das Standardpositionslernelement in der MPU 80 die Standardposition. Dementsprechend wird die Genauigkeit des durch das Standardpositionslernelement in der MPU 80 ausgeführten Lernens der Standardposition verbessert.
Gemäß dem vorliegenden Ausführungsbeispiel weist das Shift-By-Wire-System 1 die ECU 60, den durch die ECU 60 gesteuerten Motor 20 und die Rastungsplatte 32 zum Umschalten des Schaltbereichs des Automatikgetriebes 3 durch Drehen und Antreiben des Motors 20 auf. Gemäß dem vorliegenden Ausführungsbeispiel stellt die ECU 60 die Verbesserung der Genauigkeit des Lernens der Standardposition ungeachtet der Bedingung wie der Temperaturänderung und der zeitlichen Änderung bereit. Das System 1 erfasst den Fehler der Stromerfassungsschaltung 74 und der Strombegrenzungsschaltung 75, so dass die Fehlfunktion des Motors 20 und der Verlust der Steuerung des Motors 20 vermeidbar sind. Somit steuert die ECU 60 das Shift-By-Wire-System 1 effektiv.
(Andere Ausführungsbeispiele)
Gemäß dem ersten Ausführungsbeispiel ist der erste Stromgrenzwert derart eingestellt, dass er kleiner als der zweite Stromgrenzwert ist. Somit wird, wie es in 7 gezeigt ist, zunächst ein vergleichsweise kleines Drehmoment der Rastungsplatte beaufschlagt, und schaltet das System 1 auf den ersten Zustand um, bei den Drehwinkel θ1 von dem Nicht-Wand-Auftreffzustand der Rastungsplatte vergleichsweise klein ist. Dann wird ein vergleichsweise großes Drehmoment der Rastungsplatte beaufschlagt, so dass das System 1 zu dem zweiten Zustand umschaltet, bei dem der Drehwinkel θ2 von dem Nicht-Wand-Auftreffzustand der Rastungsplatte vergleichsweise groß ist. Gemäß einem anderen Ausführungsbeispiel kann der erste Stromgrenzwert derart eingestellt sein, dass er größer als der zweite Stromgrenzwert ist. Wie es in 8 gezeigt ist, kann zunächst ein vergleichsweise großes Drehmoment der Rastungsplatte beaufschlagt werden, und schaltet das System auf den ersten Zustand um, in dem der Drehwinkel θ1 von dem Nicht-Wand-Auftreffzustand der Rastungsplatte vergleichsweise groß ist. Dann wird das vergleichsweise kleine Drehmoment der Rastungsplatte beaufschlagt, so dass das System 1 auf den zweiten Zustand umschaltet, bei dem der Drehwinkel θ2 von dem Nicht-Wand-Auftreffzustand der Rastungsplatte vergleichsweise klein ist.
Gemäß einem weiteren Ausführungsbeispiel, wie es in 9 dargestellt ist, wird der erste Zustand nicht unmittelbar zu dem Zeitpunkt t3, zu dem das Lernen der Standardposition abgeschlossen ist, auf den zweiten Zustand umgeschaltet. Stattdessen wird der erste Zustand auf den Nicht-Wand-Auftreffzustand oder in etwa auf den Nicht-Wand-Auftreffzustand umgeschaltet, und dann auf den zweiten Zustand zu dem Zeitpunkt t11 umgeschaltet. Insbesondere wird gemäß dem vorstehend beschrieben Ausführungsbeispiel der erste Zustand kontinuierlich auf den zweiten Zustand umgeschaltet. Gemäß einem weiteren Ausführungsbeispiel kann der erste Zustand intermittierend auf den zweiten Zustand umgeschaltet werden.
Gemäß einem weiteren Ausführungsbeispiel kann das Standardpositionslernelement der MPU die Standardposition des Motors lernen, wenn die Rastungsplatte sich in dem zweiten Zustand befindet.
Gemäß dem vorstehend beschriebenen Ausführungsbeispiel ist die Grenzposition des beweglichen Bereichs eine Position entsprechend dem P-Bereich, wenn die ECU den Standardpositionslernsteuerungsbetrieb ausführt. Demgegenüber kann gemäß einem anderen Ausführungsbeispiel die Grenzposition des beweglichen Bereichs eine Position entsprechend einem anderen Bereich als den P-Bereich sein, wenn die ECU den Standardpositionslernsteuerungsbetrieb ausführt. Beispielsweise kann, wenn mehrere Konkavitäten des äußeren Rands der Rastungsplatte dem P-Bereich, dem R-Bereich, dem N-Bereich und dem D-Bereich in dieser Reihenfolge entlang der Drehrichtung entsprechen, die Grenzposition des beweglichen Bereichs der D-Bereich sein.
Gemäß dem vorstehenden Ausführungsbeispiel wird, wenn das System 1 den Standardpositionslernsteuerungsbetrieb ausführt, der Motor mit dem Zwei-Phasen-Speisungsverfahren derart gedreht, dass zwei Phasen unter den drei Phasen der Wicklungen 22 gespeist werden, und die Speisungsphasen der Reihe nach umgeschaltet werden. Demgegenüber kann gemäß einem anderen Ausführungsbeispiel, wenn das System 1 den Standardpositionslernsteuerungsbetrieb ausführt, der Motor mit dem Ein-Zwei-Phasen-Speisungsverfahren gedreht werden, so dass ein Ein-Phasen-Speisungsschritt zum Speisen einer Phase der Wicklungen in den drei Phasen und ein Zwei-Phasen-Speisungsschritt zum Speisen von zwei Phasen unter den drei Phasen der Wicklungen abwechselnd geschaltet werden.
Gemäß einem anderen Ausführungsbeispiel kann das Steuerungsobjekt ein Motor mit vier oder mehr Wicklungen entsprechend vier oder mehr Phasen sein. Alternativ dazu kann der Motor als das Steuerungsobjekt ein anderer bürstenloser Synchronmotor als der geschaltete Reluktanzmotor sein, solange wie die Drehposition des Motors entsprechend dem Ausgangssignal (d.h. dem Impulssignal) des Encoders erfasst wird und die Speisungsphase umgeschaltet wird.
Gemäß dem vorstehenden Ausführungsbeispiel ist der Encoder zur Erfassung der relativen Drehposition des Motors ein Encoder der Magnetbauart. Alternativ dazu kann gemäß einem anderen Ausführungsbeispiel der Encoder beispielweise von einer optischen Bauart sein oder ein Encoder der Bürstenbauart sein. Der Encoder gibt das Impulssignal in der A-Phase oder der B-Phase gemäß dem vorstehenden Ausführungsbeispiel aus. Alternativ dazu kann der Encoder ein Z-Phasensignal als einen Zusatz oder einen Index zusätzlich zu dem Impulssignal in der A-Phase oder der B-Phase ausgeben.
Gemäß einem anderen Ausführungsbeispiel kann das Steuerungsgerät das Relais zum Erlauben oder Unterbrechen der elektrischen Leistungszufuhr von der Leistungsquelle zu dem Motor nicht aufweisen.
Gemäß einem anderen Ausführungsbeispiel kann die Anzahl der Konkavitäten der Rastungsplatte sich von vier unterscheiden. Insbesondere kann die Anzahl der Bereiche des Automatikgetriebes drei oder weniger oder fünf oder mehr sein.
Das Shift-By-Wire-System gemäß der vorliegenden Offenbarung kann auf ein kontinuierlich variables Getriebe (d.h. CVT) zum Schalten des P-Bereichs, des R-Bereichs, des N-Bereichs und des D-Bereichs, ein Automatikgetriebe für ein Hybridfahrzeug, eine Schaltbereichsvorrichtung mit einem Parkmechanismus zum Schalten des P-Bereichs und des Nicht-P-Bereichs in einem Elektrofahrzeug oder einem Hybridfahrzeug angewendet werden.
Gemäß dem vorstehenden Ausführungsbeispiel ist der Rastungsmechanismus durch mehrere Konkavitäten, die an der an der mit manuellen Welle einstückig angeordneten Rastungsplatte (als ein Antriebsobjekt) gebildet sind, und der Rastungswalze vorgesehen. Gemäß einem anderen Ausführungsbeispiel kann der Rastungsmechanismus mit den mehreren Konkavitäten und der Rastungswalze nahe der Reduziereinrichtung in dem Betätigungsglied angeordnet sein. Alternativ dazu kann, falls die Drehposition des Antriebsobjekts auf einer vorbestimmten Position beibehalten wird, der Rastungsmechanismus eine andere Konstruktion als der Rastungsmechanismus mit den mehreren Konkavitäten und der Rastungswalze sein.
Das Steuerungsgerät gemäß der vorliegenden Offenbarung kann auf verschiedene Schaltvorrichtungen für den bürstenlosen Synchronmotor als eine Antriebsleistungsquelle zusätzlich zu der Schaltbereichs-Umschaltvorrichtung angewendet werden.
Es sei bemerkt, dass ein Flussdiagramm oder die Verarbeitung des Flussdiagramms in der vorliegenden Anmeldung Sektionen (die ebenfalls als Schritte bezeichnet sind) aufweist, von denen jeder beispielsweise als S100 bezeichnet ist. Weiterhin kann jede Sektion in verschiedene Sub-Sektionen unterteilt werden, wohingegen mehrere Sektionen zu einer einzelnen Sektion kombiniert werden können. Weiterhin kann jede der auf diese Weise konfigurierten Sektionen ebenfalls als eine Vorrichtung, ein Modul oder eine Einrichtung bezeichnet werden.
Obwohl die vorliegende Offenbarung unter Bezugnahme auf Ausführungsbeispiele davon beschrieben worden ist, sei verständlich, dass die Offenbarung nicht auf die Ausführungsbeispiele und Konstruktionen begrenzt ist. Die vorliegende Offenbarung soll verschiedene Modifikationen und äquivalente Anordnungen abdecken. Zusätzlich sind, obwohl verschiedene Kombinationen und Konfigurationen gezeigt wurden, andere Kombinationen und Konfigurationen einschließlich mehr, weniger oder einem einzelnen Element ebenfalls innerhalb des Gedankens und des Umfangs der vorliegenden Offenbarung.
Ein Steuerungsgerät, das einen Motor (20) zum Antrieb eines Objekts (32) steuert, weist auf: Schaltvorrichtungen (61 bis 63) in mehreren Phasen, von denen jede eine Speisung einer entsprechenden Wicklung (22) des Motors erlaubt und unterbricht; eine Steuerungseinrichtung (72, 80) für die Schaltvorrichtungen; eine Stromerfassungsschaltung (74) für einen durch jede Wicklung und jede Schaltorrichtung fließenden Strom; eine Strombegrenzungsschaltung (75), die den Strom derart begrenzt, dass er mit einem Stromgrenzwert in Übereinstimmung gebracht wird; eine Standardpositionslernvorrichtung (80), die eine Standardposition des Motors derart lernt, dass die Strombegrenzungsschaltung den Strom begrenzt, und der Motor dreht, bis das Objekt an einer Grenzposition eines beweglichen Bereichs stoppt; eine Drehwinkeländerungsgrößenerfassungsvorrichtung (80), die eine Änderungsgröße eines Drehwinkels des Objekts erfasst; und eine Fehlerbestimmungsvorrichtung (80), die bestimmt, dass eine Fehlfunktion der Stromerfassungsschaltung vorliegt, wenn die Änderungsgröße sich außerhalb eines vorbestimmten Bereichs befindet, und das Objekt zwischen ersten und zweiten Zuständen sich ändert.
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

JP 2004-308752 A [0005]
US 2006/0207373 A1 [0005]

Claims

Steuerungsgerät, das einen Motor (20) steuert, der eine Vielzahl von Wicklungen (22) jeweils entsprechend einer Vielzahl von Phasen aufweist, und mit elektrischer Leistung aus einer Leistungsquelle (2) versorgt wird, so dass der Motor dreht, um ein Objekt (32) zu drehen und anzutreiben, wobei das Steuerungsgerät aufweist: eine Vielzahl von Schaltvorrichtungen (61 bis 63), von denen jede einer aus der Vielzahl der Phasen entspricht, eine Speisung einer entsprechenden Wicklung erlaubt, wenn die Schaltvorrichtung eingeschaltet ist, und die Speisung zu der entsprechenden Wicklung unterbricht, wenn die Schaltvorrichtung ausgeschaltet ist, eine Steuerungseinrichtung (72, 80), die die Schaltvorrichtungen zum Ein- und Ausschalten derart steuert, dass die Steuerungseinrichtung einen Betrieb des Motors steuert, eine Stromerfassungsschaltung (74), die einen durch jede Wicklung und jede Schaltvorrichtung fließenden Strom erfasst, eine Strombegrenzungsschaltung (75), die den durch jede Wicklung und jede Schaltvorrichtung fließenden Strom derart begrenzt, dass er mit dem Strom von einem oder zwei oder mehreren Stromgrenzwerten übereinstimmt, eine Standardpositionslernvorrichtung (80), die eine Standardposition des Motors in einer derartigen Weise lernt, dass die Strombegrenzungsschaltung den durch jede Wicklung und jede Schaltvorrichtung fließenden Strom begrenzt und die Steuerungseinrichtung den Motor zum Drehen steuert, bis das Objekt an einer Grenzposition eines beweglichen Bereichs stoppt, eine Drehwinkeländerungsgrößenerfassungsvorrichtung (80), die eine Änderungsgröße eines Drehwinkels des Objekts erfasst, und eine Fehlerbestimmungsvorrichtung (80), die bestimmt, ob eine Fehlfunktion bei der Stromerfassungsschaltung vorliegt, wobei ein erster Zustand als ein Zustand definiert ist, bei dem die Strombegrenzungsschaltung den durch jede Wicklung und jede Schaltvorrichtung fließenden Strom derart begrenzt, dass der Strom mit einem ersten Stromgrenzwert übereinstimmt, und das Objekt an der Grenzposition des beweglichen Bereichs stoppt, wobei ein zweiter Zustand als ein Zustand definiert ist, bei dem die Strombegrenzungsschaltung den durch jede Wicklung und jede Schaltvorrichtung fließenden Strom derart begrenzt, dass der Strom mit einem zweiten Stromgrenzwert in Übereinstimmung gebracht wird, und das Objekt an der Grenzposition des beweglichen Bereichs stoppt, und wobei die Fehlerbestimmungsvorrichtung unter einer Bedingung, dass die durch die Drehwinkeländerungsgrößenerfassungsvorrichtung erfasste Änderungsgröße sich außerhalb eines vorbestimmten Bereichs befindet, bestimmt, dass eine Fehlfunktion der Stromerfassungsschaltung vorliegt, wenn das Objekt sich von einem des ersten Zustands und des zweiten Zustands zu dem anderen des ersten Zustands und des Zustands ändert.
Steuerungsgerät nach Anspruch 1, wobei die Standardpositionslernvorrichtung die Standardposition lernt, wenn das Objekt sich in dem ersten Zustand befindet.
Steuerungsgerät nach Anspruch 2, wobei der erste Stromgrenzwert kleiner als der zweite Stromgrenzwert ist.
Shift-By-Wire-System mit: einem Steuerungsgerät (60), einem Motor (20), der durch das Steuerungsgerät gesteuert wird, und einem Objekt (32), das durch den Motor gedreht und angetrieben wird, wobei der Motor den Motor zum Umschalten eines Schaltbereichs dreht und antreibt, wobei der Motor eine Vielzahl von Wicklungen (22) jeweils entsprechend einer Vielzahl von Phasen aufweist und mit elektrischer Leistung aus einer Leistungsquelle (2) derart versorgt wird, dass der Motor sich dreht, wobei das Steuerungsgerät aufweist: eine Vielzahl von Schaltvorrichtungen (61 bis 63), von denen jede einer aus der Vielzahl der Phasen entspricht, eine Speisung einer entsprechenden Wicklung erlaubt, wenn die Schaltvorrichtung eingeschaltet ist, und die Speisung zu der entsprechenden Wicklung unterbricht, wenn die Schaltvorrichtung ausgeschaltet ist, eine Steuerungseinrichtung (72, 80), die die Schaltvorrichtungen zum Ein- und Ausschalten derart steuert, dass die Steuerungseinrichtung einen Betrieb des Motors steuert, eine Stromerfassungsschaltung (74), die einen durch jede Wicklung und jede Schaltvorrichtung fließenden Strom erfasst, eine Strombegrenzungsschaltung (75), die den durch jede Wicklung und jede Schaltvorrichtung fließenden Strom derart begrenzt, dass er mit dem Strom von einem oder zwei oder mehreren Stromgrenzwerten übereinstimmt, eine Standardpositionslernvorrichtung (80), die eine Standardposition des Motors in einer derartigen Weise lernt, dass die Strombegrenzungsschaltung den durch jede Wicklung und jede Schaltvorrichtung fließenden Strom begrenzt und die Steuerungseinrichtung den Motor zum Drehen steuert, bis das Objekt an einer Grenzposition eines beweglichen Bereichs stoppt, eine Drehwinkeländerungsgrößenerfassungsvorrichtung (80), die eine Änderungsgröße eines Drehwinkels des Objekts erfasst, und eine Fehlerbestimmungsvorrichtung (80), die bestimmt, ob eine Fehlfunktion bei der Stromerfassungsschaltung vorliegt, wobei ein erster Zustand als ein Zustand definiert ist, bei dem die Strombegrenzungsschaltung den durch jede Wicklung und jede Schaltvorrichtung fließenden Strom derart begrenzt, dass der Strom mit einem ersten Stromgrenzwert übereinstimmt, und das Objekt an der Grenzposition des beweglichen Bereichs stoppt, wobei ein zweiter Zustand als ein Zustand definiert ist, bei dem die Strombegrenzungsschaltung den durch jede Wicklung und jede Schaltvorrichtung fließenden Strom derart begrenzt, dass der Strom mit einem zweiten Stromgrenzwert in Übereinstimmung gebracht wird, und das Objekt an der Grenzposition des beweglichen Bereichs stoppt, und wobei die Fehlerbestimmungsvorrichtung unter einer Bedingung, dass die durch die Drehwinkeländerungsgrößenerfassungsvorrichtung erfasste Änderungsgröße sich außerhalb eines vorbestimmten Bereichs befindet, bestimmt, dass eine Fehlfunktion der Stromerfassungsschaltung vorliegt, wenn das Objekt sich von einem des ersten Zustands und des zweiten Zustands zu dem anderen des ersten Zustands und des Zustands ändert.
Shift-By-Wire-System nach Anspruch 4, wobei die Standardpositionslernvorrichtung die Standardposition lernt, wenn das Objekt sich in dem ersten Zustand befindet.
Shift-By-Wire-System nach Anspruch 5, wobei der erste Stromgrenzwert kleiner als der zweite Stromgrenzwert ist.