DE112009005334T5 - Schalt-umschaltungssteuerungsvorrichtung eines fahrzeugs - Google Patents

Abstract

Eine Gangsschaltungssteuerungseinrichtung für ein Fahrzeug ist derart konfiguriert, dass gute Ausgangseigenschaften eines Schrittmotors, wobei die Ausgangseigenschaften zum Umschalten der Schaltposition erforderlich sind, und eine verringerte Arbeitslast an einer CPU gleichzeitig erzielt werden. Wenn die erste Schaltpositions-Umschaltungssteuerung (Steuerung des Umschaltens von P zu Nicht-P), bei der ein höheres Drehmoment (TM) eines Antriebsmotors (50) gegenüber dem Ansprechen des Umschaltens der Schaltposition eines Automatikgetriebes (18) Priorität eingeräumt wird, durchgeführt wird, wird der Antriebsmotor (50) durch ein Ein-Zwei-Phasen-Erregungssystem angetrieben und wird die Drehzahl (NM) des Antriebsmotors (50) auf eine erste Drehzahl (NM1) eingestellt, die eine relativ niedrige Drehzahl ist. Außerdem wird, wenn eine zweite Schaltpositions-Umschaltungssteuerung (andere Schaltpositions-Umschaltungssteuerung als die Steuerung des Umschaltens von P zu Nicht-P) durchgeführt wird, bei der dem Ansprechen des Umschaltens der Schaltposition gegenüber dem hohen Drehmoment (TM) des Antriebsmotors (50) Priorität eingeräumt wird, der Antriebsmotor (50) durch ein Ein-Phasen-Erregungssystem oder ein Zwei-Phasen-Erregungssystem angetrieben, und wird die Drehzahl (NM) des Antriebsmotors (50) auf eine zweite Drehzahl (NM2) eingestellt, die eine relativ hohe Drehzahl ist.

Description

• Technisches Gebiet
• Die vorliegende Erfindung betrifft eine Schalt-Umschaltungssteuerungsvorrichtung eines Fahrzeugs, die elektrisch eine Schaltposition eines Automatikgetriebes mit Betreiben eines Schrittmotors umschaltet.
• Stand der Technik
• Eine Schalt-Umschaltungssteuerungsvorrichtung eines Fahrzeugs ist bekannt, die einen Schalt-Umschaltungsmechanismus aufweist, der elektrisch eine Schaltposition eines Automatikgetriebes mit Betreiben eines Schrittmotors auf der Grundlage eines Betätigungssignals umschaltet, das einen Betätigungszustand einer Betätigungsvorrichtung zum Schalten einer Schaltposition des Automatikgetriebes angibt. Dies ist beispielsweise eine Schalt-Umschaltungssteuerungsvorrichtung, die als Shift-By-Wire (SBW) bezeichnet wird, und entspricht einer Schaltbereichsänderungsvorrichtung eines Automatikgetriebes, die in Patentdokument 1 beschrieben ist, und einer Schalt-Umschaltungsvorrichtung, die in Patentdokument 2 beschrieben ist.
• In Patentdokument 2 ist ein geschalteter Dreiphasen-Reduktanzmotor (SR-Motor) als Beispiel für einen Schrittmotor (Schrittschaltmotor) veranschaulicht, der als eine Antriebsquelle eines Schalt-Umschaltungsmechanismus agiert. Ein derartiger Schrittmotor kann eine Erregungsbetriebsart wie beispielsweise eine Ein-Phasen-Erregungsbetriebsart, bei der ein Strom sequentiell lediglich einer Phase der Wicklungen zugeführt wird, wie es in 9(a) dargestellt ist, eine Zwei-Phasen-Erregungsbetriebsart, bei der ein Strom sequentiell zwei Phasen gleichzeitig zugeführt wird, wie es in 9(b) dargestellt ist, und eine Ein-Zwei-Phasen-Erregungsbetriebsart anwenden, bei der eine Phase und zwei Phasen abwechselnd umgeschaltet werden, um sequentiell einen Strom zu zuführen, wie es in 9(c) dargstellt ist. Gemäß 9 sind beispielsweise die Erregungsmuster der Erregungsbetriebsarten derart eingestellt, dass ein Schrittwinkel (Drehwinkel) pro Zeiteinheit eines Rotors eines Schrittmotors auf denselben Winkel θ eingestellt ist, das heißt, dass dieselbe Motordrehzahl erzielt wird. Insbesondere falls die Ein-Zwei-Phasen-Erregungsbetriebsart angewendet wird, ist das Erregungsmuster durch Kombinieren der Ein-Phasen-Erregung und der Zwei-Phasen-Erregung gebildet, weshalb ein Schrittwinkel entsprechend einem Referenzimpuls im Vergleich zu dem Fall der Ein-Phasen-Erregungsbetriebsart oder der Zwei-Phasen-Erregungsbetriebsart halbiert ist, wodurch eine gleichförmige und feine Motordrehsteuerung ermöglicht wird. Ein Ausgangsdrehmoment des Schrittmotors wird relativ groß.
• DOKUMENTE GEMÄß DEM STAND DER TECHNIK
• Patentdokumente
• Patentdokument 1: Japanische Patentveröffentlichung Nr.: 2005-24044
• Patentdokument 2: Japanische Patentveroffentlichung Nr.: 2009-92081
• ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG
• Durch die Erfindung zu lösendes Problem
• Ein Schrittmotor ist beispielsweise mit einem Encoder, der einen Drehwinkel des Rotors erfasst, das heißt einem Encoder versehen, der kontinuierlich ein Impulssignal synchron mit der Drehung des Rotors ausgibt. Die Drehposition des Rotors wird auf der Grundlage eines Zählwerts des aus dem Encoder ausgegebenen Impulssignals erfasst, und eine leitende Phase wird in einer vorbestimmten Reihenfolge umgeschaltet, um den Schrittmotor zum Drehen anzutreiben. In der Ein-Zwei-Phasen-Erregungsbetriebsart ist ein Schrittwinkel in Vergleich zu dem Fall der Ein-Phasen-Erregungsbetriebsart oder der Zwei-Phasen-Erregungsbetriebsart halbiert, wohingegen ein Antriebsimpuls (Kommunikationsimpuls) im Vergleich zu der Ein-Phasen-Erregungsbetriebsart und der Zwei-Phasen-Erregungsbetriebart verdoppelt werden muss, weshalb eine Verarbeitungslast auf eine arithmetische Verarbeitungseinheit (CPU, ECU) für die Motorsteuerung erhöht wird. Daher muss, da die Verarbeitungslast, die mit der Unterbrechung des Impulssignals des Encoders assoziiert ist, insbesondere dann stärker erhöht wird, wenn die Drehzahl des Schrittmotors höher wird, die arithmetische Verarbeitungseinheit (CPU, ECU) für die Motorsteuerung eine höhere Verarbeitungskapazität aufweisen, und muss die Verarbeitungskapazität der CPU in der Ein-Zwei-Phasen-Erregungsbetriebsart im Vergleich zu der Ein-Phasen-Erregungsbetriebsart und der Zwei-Phasen-Erregungsbetriebsart erhöht werden. Falls eine CPU mit einem höheren Leistungsvermögen beispielsweise durch Ändern einer 16-Bit-CPU auf eine 32-Bit-CPU verwendet wird, lediglich um die Hochdrehzahl-Steuerung des Schrittmotors in der Ein-Zwei-Phasen-Erregungsbetriebsart zu bewältigen, werden Kosten erhöht, weshalb es wünschenswert ist, die Verarbeitungslast der CPU soweit wie möglich zu verringern, während das Ausgangsdrehmoment des Schrittmotors gewährleistet wird, das zum Schalten einer Schaltposition erforderlich ist.
• Nachstehend sind Abwägungen im Hinblick auf die spezifische Form in einem Fahrzeug im Verlauf des Suchens nach einem Mittel zum Lösen des Problems beschrieben. Beispielsweise wird angenommen, dass das notwendige Drehmoment des Schrittmotors des Schalt-Umschaltungsmechanismus am höchsten ist, falls, während ein Fahrzeug auf einer geneigten Straße stoppt, wenn die Schaltposition sich an einer Parkposition befindet, bei der ein Verriegelungszustand durch Verriegeln eines Zahns erzielt wird, das sich im Eingriff mit sich drehenden Zähnen befindet, die sich zusammen mit den Rädern drehen, die Schaltposition von der Parkposition zu einer Nicht-Parkposition umgeschaltet wird, bei der der Verriegelungszustand aufgehoben wird. Demgegenüber kann bei einem anderen Gangschalten als das Gangschalten von der Parkposition zu der Nicht-Parkposition die Schaltposition umgeschaltet werden, falls Drehmoment beispielsweise zum Betreiben eines manuellen Ventils eines Automatikgetriebes oder zum Betreiben des Schalt-Umschaltungsmechanismus in eine Richtung vorhanden ist, die einen Eingriff des Verriegelungszahns mit den sich drehenden Zähnen bewirkt, wobei im Vergleich zu dem Fall des Aufhebens des Verriegelungszustands ein deutlich niedrigeres Drehmoment für das notwendige Drehmoment des Schrittmotors des Schalt-Umschaltungsmechanismus ausreichend ist. Bei dem anderen Schalt-Umschalten als das Schalt-Umschalten von der Parkposition zu der Nicht-Parkposition kann ein Ansprechen des Umschaltens einer Schaltposition eher als ein größeres Motordrehmoment erforderlich sein. Falls beispielsweise eine Bremse gleichzeitig mit einer vorbestimmten Betätigung zum Durchführen des Umschaltens zu der Parkposition aus einer Fahrposition (beispielsweise ”D”-Position) in einem Zustand mit angelegter Bremse auf einer geneigten Straße ausgeschaltet wird, kann das Fahrzeug auf der geneigten Straße sich bewegen, bis der Verriegelungszustand erzielt wird, weshalb es wünschenswert ist, die Parkposition in einer Weise zu schalten, die schnell anspricht.
• Das Ausgangsverhalten des Schrittmotors, das zum Umschalten einer Schaltposition notwendig ist, unterscheidet sich in Abhängigkeit von einem Typ des Umschaltens der Schaltposition. In einigen Fällen ist das höhere Ausgangsdrehmoment des Schrittmotors notwendiger als das Ansprechen des Umschaltens einer Schaltposition (Drehung mit höherer Drehzahl des Schrittmotors), wohingegen in anderen Fällen das Ansprechen des Umschaltens einer Schaltposition (Drehung des Schrittmotors mit höherer Drehzahl) notwendiger als das höhere Ausgangsdrehmoment des Schrittmotors ist. Deshalb muss, falls das Steuerungsverfahren des Schrittmotors in einer einzelnen gleichförmigen Weise ungeachtet eines Typs des Umschaltens einer Schaltposition definiert ist, die Verarbeitungskapazität der CPU lediglich für eine gewisse Schalt-Umschaltungssteuerung erhöht werden. Ein derartiges Problem ist nicht bekannt, und kein Vorschlag wurde bezüglich eines Umschaltens eines Schrittmotorsteuerungsverfahrens in Abhängigkeit von einem Typ des Umschaltens der Schaltposition gemacht, um sowohl das Ausgangsverhalten des Schrittmotors, das zum Umschalten einer Schaltposition notwendig ist, als auch die Verarbeitungslastverringerung in der CPU zu erfüllen.
• Die vorliegende Erfindung wurde im Hinblick auf diese Situationen erdacht, weshalb es eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist, eine Schalt-Umschaltungssteuerungsvorrichtung eines Fahrzeugs anzugeben, die in der Lage ist, sowohl das Ausgangsverhalten des Schrittmotors, das zum Umschalten einer Schaltposition notwendig ist, als auch die Verarbeitungslastverringerung in der CPU zu erfüllen.
• MITTEL ZUM LÖSEN DER AUFGABE
• Die vorstehend angegebene Aufgabe wird gemäß der vorliegenden Erfindung gelöst, gemäß der angegeben wird: (a) eine Schalt-Umschaltungssteuerungsvorrichtung eines Fahrzeugs mit einem Schalt-Umschaltungsmechanismus, der eine Schaltposition eines Automatikgetriebes elektrisch mit Betreiben eines Schrittmotors auf der Grundlage eines Betätigungssignals umschaltet, das einen Betätigungszustand einer Betätigungsvorrichtung zum Umschalten einer Schaltposition des Automatikgetriebes angibt, wobei, (b) falls eine erste Schalt-Umschaltungssteuerung bereitgestellt ist, die vorab als eine Schaltpositions-Umschaltungssteuerung bestimmt ist, die höhere Priorität auf einen höheren Ausgang des Schrittmotors als auf ein Ansprechen des Umschaltens einer Schaltposition legt, die Schalt-Umschaltungssteuerungsvorrichtung eines Fahrzeugs den Schrittmotor in einer Ein-Zwei-Phasen-Erregungsbetriebsart antreibt und eine Drehzahl des Schrittmotors auf eine vorbestimmte erste Drehzahl einstellt, und wobei, (c) falls eine zweite Schalt-Umschaltungssteuerung bereitgestellt ist, die vorab als eine Schaltpositions-Umschaltungssteuerung bestimmt ist, die höhere Priorität auf ein Ansprechen des Umschaltens einer Schaltposition als auf einen höheren Ausgang des Schrittmotors legt, die Schalt-Umschaltungssteuerungsvorrichtung eines Fahrzeugs den Schrittmotor in einer Ein-Phasen-Erregungsbetriebsart oder einer Zwei-Phasen-Erregungsbetriebsart antreibt und eine Drehzahl des Schrittmotors auf eine vorbestimmte zweite Drehzahl einstellt, die höher als die erste Drehzahl ist.
• VORTEILE DER ERFINDUNG
• Dementsprechend wird, falls die erste Schalt-Umschaltungssteuerung vorgesehen ist, die höhere Priorität auf den höheren Ausgang des Schrittmotors als auf das Umschalten der Schaltposition legt, der Schrittmotor in der Ein-Zwei-Phasen-Erregungsbetriebsart angetrieben, und wird die Drehzahl des Schrittmotors auf die vorbestimmte erste Drehzahl eingestellt, die als eine niedrigere Drehzahl als die vorbestimmte zweite Drehzahl eingestellt ist, weshalb des Ausgangsdrehmoment des Schrittmotors, das zum Umschalten der Schaltposition notwendig ist, beschafft werden kann, und die CPU-Verarbeitungslast unterdrückt wird, da eine niedrigere Drehzahl des Schrittmotors selbst in der Ein-Zwei-Phasen-Erregungsbetriebsart ausreichend ist, die im Vergleich zu der Ein-Phasen-Erregungsbetriebsart oder der Zwei-Phasen-Erregungsbetriebsart die Verarbeitungslast der CPU erhöht. Falls demgegenüber die zweite Schalt-Umschaltungssteuerung vorgesehen wird, die eine höhere Priorität auf das Ansprechen des Umschaltens der Schaltposition als auf den höheren Ausgang des Schrittmotors legt, wird der Schrittmotor in der Ein-Phasen-Erregungsbetriebsart oder der Zwei-Phasen-Erregungsbetriebsart angetrieben, und wird die Drehzahl des Schrittmotors auf die vorbestimmte zweite Drehzahl eingestellt, die auf eine höhere Drehzahl als die vorbestimmte erste Drehzahl eingestellt ist, weshalb die Drehzahl des Schrittmotors, die zum Umschalten der Schaltposition notwendig ist, beschafft werden kann, und die CPU-Verarbeitungslast unterdrückt wird, da die Ein-Phasen-Erregungsbetriebsart oder die Zwei-Phasen-Erregungsbetriebsart verwendet wird, die eine niedrigere Verarbeitungslast der CPU als im Vergleich zu der Ein-Zwei-Phasen-Erregungsbetriebsart verursacht, falls der Schrittmotor auf eine höhere Drehzahl eingestellt wird. Wie es vorstehend beschrieben worden ist, können das Umschalten der Drehzahl und des Erregungsverfahrens (Erregungssystems) des Schrittmotors in Abhängigkeit von einem Typ des Schaltpositionsumschaltens sowohl das Ausgangsverhalten des Schrittmotors, das zum Umschalten der Schaltposition notwendig ist, als auch die Verarbeitungslastverringerung in der CPU erfüllen. Daher kann beispielsweise die Verarbeitungslast der fahrzeugeigenen CPU verringert werden, und kann ein kostengünstiges System aufgebaut werden, in dem Klasse (das Leistungsvermögen) der CPU verringert wird, beispielsweise durch Ändern einer 32-Bit-CPU auf eine 16-Bit-CPU.
• Vorzugsweise ist die erste Schalt-Umschaltungssteuerung eine Umschaltungssteuerung von einer Parkposition, die einen verriegelten Zustand mit einem Verriegelungszahn erzielt, der mit sich drehenden Zähnen in Eingriff gebracht ist, die sich zusammen mit einem Rad drehen, auf eine Nicht-Parkposition, und ist die zweite Schalt-Umschaltungssteuerung eine Umschaltungssteuerung von der Nicht-Parkposition zu der Parkposition. Dementsprechend wird eine Umschaltungssteuerung von der Parkposition auf eine Nicht-Parkposition in geeigneter Weise bereitgestellt, die das hohe Ausgangsdrehmoment des Schrittmotors eher als das Ansprechen des Umschaltens der Schaltposition erfordert. Die Umschaltungssteuerung von einer Nicht-Parkposition auf die Parkposition wird in geeigneter Weise bereitgestellt, die das Ansprechen des Umschaltens der Schaltposition eher als das hohe Ausgangsdrehmoment des Schrittmotors erfordert.
• Vorzugsweise ist die zweite Schalt-Umschaltungssteuerung eine andere Schaltpositions-Umschaltungssteuerung als die Umschaltungssteuerung von der Parkposition auf die Nicht-Parkposition. Dementsprechend wird die andere Schaltpositions-Umschaltungssteuerung als die Umschaltungssteuerung von der Parkposition auf eine Nicht-Parkposition in geeigneter Weise bereitgestellt, die das hohe Ausgangsdrehmoment des Schrittmotors vergleichsweise nicht erfordert.
• Vorzugsweise ist der Schrittmotor ein Drei-Phasen-Schrittmotor. Dementsprechend kann das Umschalten der Motordrehzahl und des Erregungsverfahrens des Drei-Phasen-Schrittmotors in Abhängigkeit von einem Typ des Schaltpositionsumschaltens sowohl das Ausgangsverhalten des Schrittmotors, das zum Umschalten der Schaltposition notwendig ist, als auch die Verarbeitungslastverringerung in der CPU erfüllen.
• Vorzugsweise weist das Fahrzeug eine Fahrzeugkraftübertragungsvorrichtung wie das Automatikgetriebe in dem Leistungsübertragungsweg von der Kraftquelle zu den Antriebsrädern auf. Obwohl beispielsweise eine Brennkraftmaschine, die Leistung durch Verbrennung von Kraftstoff erzeugt, wie eine Benzinmaschine oder eine Dieselmaschine vorzugsweise für die Leistungsquelle verwendet wird, können andere Motoren wie ein Elektromotor alleine oder in Kombination mit der Maschine angewendet werden.
• Vorzugsweise ist die Fahrzeugsleistungsübertragungsvorrichtung aus einem einzelnen Automatikgetriebe, einem Automatikgetriebe mit einem Drehmomentwandler und einer Vielzahl von Übersetzungsverhältnissen, oder einem Reduktionsgetriebemechanismusabschnitt und einem Differentialmechanismusabschnitt zusätzlich zu dem Automatikgetriebe usw. aufgebaut. Das Automatikgetriebe ist aus verschiedenen Planetengetriebe-Automatikgetrieben gebildet, die beispielsweise vier Vorwärtsgänge, fünf Vorwärtsgänge, sechs Vorwärtsgänge oder mehr Gangstufen mit einer Vielzahl von Sätzen von Drehelementen von Planetengetriebevorrichtungen gebildet, die selektiv durch eine Eingriffsvorrichtung gekoppelt werden, um eine Vielzahl von Getriebestufen (Schaltstufen) in einer alternativen Weise zu erzielen; einem Getriebe mit zwei parallelen Wellen der synchron kämmenden Bauart, das Paare von sich stets im Eingriff befindlichen Wechselrädern zwischen zwei Wellen aufweist, um eines der Paare der Wechselräder durch eine Synchronisationsvorrichtung in abwechselnder Weise in einen Kraftübertragungszustand zu versetzen; einem Automatikgetriebe mit zwei parallelen Wellen der synchron kämmenden Bauart, das ein Getriebe mit zwei parallelen Wellen der synchronen kämmenden Bauart ist, das in der Lage ist, automatisch eine Gangstufe durch eine Synchronisationsvorrichtung zu schalten, die durch eine hydraulisches Betätigungsglied angetrieben wird; einem Automatikgetriebe, das ein sogenanntes stufenloses Getriebe der sogenannten Bandbauart ist, das ein Übertragungsband aufweist, das als ein Kraftübertragungselement agiert, das um ein Paar variabler Riemenscheiben mit variablen effektiven Durchmesser gewunden ist, um kontinuierlich ein Übersetzungsverhältnis in einer stufenlosen Weise zu variieren; einem Automatikgetriebe, das ein sogenanntes stufenloses Getriebe der Traktionsbauart ist, das ein Paar von Konussen aufweist, die um eine gemeinsame Wellenmitte gedreht werden, und eine Vielzahl von Walzen aufweist, die in der Lage sind, sich um ein Drehzentrum zu drehen, das sich mit dem Wellenzentrum derart schneidet, dass die Walzen zwischen dem Paar der Konusse angeordnet werden und gepresst werden, um einen Schnittwinkel zwischen dem Rotationszentrum der Walzen und dem Wellenzentrum zu ändern, so dass ein Übersetzungsverhältnis variiert wird; einem Automatikgetriebe, das einen Differentialmechanismus aufweist, das beispielsweise aus einer Planetengetriebevorrichtung aufgebaut ist, die die Kraft aus der Maschine auf einen ersten Elektromotor und einer Ausgangswelle sowie einem zweiten Elektromotor verteilt, der an der Ausgangswelle des Differentialmechanismus angeordnet ist, und das als ein elektrisches stufenloses Getriebe mit einem Übersetzungsverhältnis agiert, das durch mechanisches Übertragen eines Hauptteils der Kraft aus der Maschine zu den Antriebsrädern mit dem Differentialbetrieb des Differentialmechanismus und elektrisch den restlichen Teil der Kraft aus der Maschine durch Verwendung eines elektrischen Wegs aus dem ersten Elektromotor zu dem zweiten Elektromotor geändert wird; oder einem Automatikgetriebe, das an einem sogenannten Parallel-Hybridfahrzeug angebracht ist, das einen Elektromotor an einer Maschinenwelle, einer Ausgangswelle usw. in einer Kraftübertragfähigen Weise aufweist.
• Obwohl die sich drehenden Zähne vorzugsweise beispielsweise an dem Ausgangsdrehelement des Automatikgetriebes befestigt sind, können die sich drehenden Zähne an einem andere sich drehende Element innerhalb eines direkt gekoppelten Bereichs befestigt werden, die in einer leistungsübertragfähigen Weise für die Antriebsräder gehalten werden.
• KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
• 1 zeigt eine Darstellung zur Beschreibung eines allgemeinen Aufbaus eines Kraftübertragungswegs für ein Fahrzeug, bei dem die vorliegende Erfindung angewandt wird, und zeigt ein Blockschaltbild zur Beschreibung eines Hauptabschnitts eines Steuerungssystems, das an dem Fahrzeug angeordnet ist, zur Steuerung des Umschaltens der Schaltposition des Automatikgetriebes.
• 2 zeigt eine Darstellung eines Beispiels für die Schaltbetätigungsvorrichtung zum Umschalten einer Vielzahl von Typen der Schaltposition in dem Automatikgetriebe 18 mit einer künstlichen Betätigung.
• 3 zeigt eine perspektivische Darstellung einer Konfiguration des Schalt-Umschaltungsmechanismus, der elektrisch die Schaltposition des Automatikgetriebes umschaltet.
• 4 zeigt eine Darstellung eines Beispiels für eine Arretierungsplatte des Schalt-Umschaltungsmechanismus.
• 5 zeigt eine schematische Darstellung eines Aufbaus des Antriebsmotors.
• 6 zeigt eine Schaltungskonfigurationsdarstellung eines Beispiels für eine Antriebsschaltung zum Antrieb des Antriebsmotors.
• 7 zeigt ein Funktionsblockschaltbild zur Beschreibung eines Hauptabschnitts der Steuerungsfunktion der elektronischen Steuerungsvorrichtung.
• 8 zeigt ein Flussdiagramm zur Beschreibung eines Hauptabschnitts des Steuerungsbetriebs der elektronischen Steuerungsvorrichtung, d. h. den Steuerungsbetrieb zum Erfüllen sowohl des Ausgangsverhaltens des Antriebsmotors, das zum Umschalten der Schaltposition notwendig ist, und der Verarbeitungslastverringerung in der CPU.
• 9 zeigt eine Darstellung eines Beispiels für ein Erregungsverfahren, wenn ein Drei-Phasen-Schrittmotor verwendet wird, und (a), (b) und (c) zeigen Darstellungen, die als Beispiel jeweils die Ein-Phasen-Erregungsbetriebsart, die Zwei-Phasen-Erregungsbetriebsart und die Ein-Zwei-Phasen-Erregungsbetriebsart veranschaulichen.
• 10 zeigt eine Darstellung eines Beispiels eines Erregungsverfahrens, wenn ein Zwei-Phasen-Schrittmotor verwendet wird, und (a), (b) und (c) zeigen Darstellungen, die als Beispiel die Ein-Phasen-Erregungsbetriebsart, die Zwei-Phasen-Erregungsbetriebsart und die Ein-Zwei-Phasen-Erregungsbetriebsart jeweils darstellen.
• ART ZUR AUSFÜHRUNG DER ERFINDUNG
• Ein Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung ist nachstehend ausführlich und unter Bezugnahme auf die Zeichnungen beschrieben.
• Ausführungsbeispiel
• 1 zeigt eine Darstellung zur Beschreibung eines allgemeinen Aufbaus eines Kraftübertragungswegs von einer Maschine 12 zu Antriebsrädern 14 für ein Fahrzeug 10, bei dem die vorliegende Erfindung angewandt wird, und zeigt ein Blockschaltbild zur Beschreibung eines Hauptabschnitts eines Steuerungssystems, das an dem Fahrzeug 10 angeordnet ist, zur Steuerung eines Schalt-Umschaltungsmechanismus 16. Gemäß 1 weist das Fahrzeug 10 den Schalt-Umschaltungsmechanismus 16, eine Automatikgetriebe 18, eine Schaltbetätigungsvorrichtung 30 usw. auf und wendet eine Shift-By-Wire-(SBW)-Betriebsart an, bei der eine Schaltposition (Schaltbereich) des Automatikgetriebes 18 unter elektrischer Steuerung geschaltet wird. Das Automatikgetriebe 18 wird vorzugsweise beispielsweise in einem FF-(Frontmaschine-Frontantrieb-)Fahrzeug verwendet, das das Automatikgetriebe quer an dem Fahrzeug angebracht aufweist, und das die Leistung der Maschine 12, die eine Brennkraftmaschine ist, die als eine Antriebskraftquelle zum Fahren agiert, von einem Ausgangszahnrad 22, das als ein Ausgangsdrehelement des Automatikgetriebes 18 agiert, das ein Zahnrad eines Gegenzahnradpaar 20 bildet, aufeinanderfolgend über das Gegenzahnradpaar 20, das als eine Leistungsübertragungsvorrichtung agiert, ein Endzahnradpaar 24, eine Differentialgetriebevorrichtung (Differentialgetriebe) 26 und ein Paar von Achsen 28 (Antriebswellen (D/S)) auf ein Paar von Antriebsräder 14 überträgt. Eine Transaxle (T/A) ist aus dem Automatikgetriebe 18, dem Gegenzahnradpaar 20 dem Endzahnrandpaar 24, der Differentialgetriebevorrichtung (Differentialgetriebe) 26 usw. aufgebaut.
• Das Fahrzeug 10 weist ebenfalls eine elektronische Steuerungsvorrichtung 110 auf, die eine Schalt-Umschaltungssteuerungsvorrichtung zur Steuerung eines Betreibungszustands des Schalt-Umschaltungsmechanismus 16 aufweist. Die elektronische Steuerungsvorrichtung 110 weist beispielsweise einen sogenannten Mikrocomputer mit einer CPU, einem RAM, einem ROM und einer Eingangs-/Ausgangsschnittstelle (I/O-Schnittstelle) auf, wobei die CPU Signalverarbeitungen entsprechend Programmen, die vorab in dem ROM gespeichert sind, unter Verwendung einer zeitweiligen Speicherfunktion des RAM ausführt, um die Ausgangssteuerung der Maschine 12, die Schaltsteuerung des Automatikgetriebes 18, die Umschaltungssteuerung des Betreibungszustands des Schalt-Umschaltungsmechanismus 16, d. h. die Umschaltungssteuerung der Schaltposition des Automatikgetriebes 18 unter Verwendung der Shift-By-Wire-Betriebsart bereitzustellen.
• Der elektronischen Steuerungsvorrichtung 110 werden beispielsweise Betätigungssignals, die einen Betätigungszustand der Schaltbetätigungsvorrichtung 30 angeben, die als eine Betätigungsvorrichtung (Bedienungsvorrichtung) zum Umschalten der Schaltposition des Automatikgetriebes 18 dient, und Positionssignale, die einen Betreibungszustand des Schalt-Umschaltungsmechanismus 16 zum elektrischen Umschalten der Schaltposition des Automatikgetriebes 18 angeben, mit Betreiben eines Antriebsmotors 50 zugeführt. Die Betätigungssignale der Schaltbetätigungsvorrichtung 30 weisen beispielsweise ein Schalthebelpositionssignal entsprechend einer Betätigungsposition (Bedienungsposition) P_SH eines Schalthebels 32 und ein P-Schaltersignal auf, das einen Betätigungszustand eines P-Schalters 34 angibt. Die Positionssignale des Schalt-Umschaltungsmechanismus 16 weisen beispielsweise ein Drehwinkelsignal, das einen Drehwinkel des Antriebsmotors 50 angibt, aus einem Encoder 52 und ein Schaltpositions-Positionssignal aus einem Neutralschaltersensor 54 auf.
• Die elektronische Steuerungsvorrichtung 110 gibt beispielsweise ein Maschinenausgangssteuerungsbefehlssignal für die Ausgangssteuerung der Maschine 12, ein Schaltsteuerungsbefehlssignal für die Schaltsteuerung des Automatikgetriebes 18, ein Schaltpositions-Umschaltsteuerungsbefehlssignal zum Umschalten der Schaltposition des Automatikgetriebes 18, d. h. für die Umschaltungssteuerung des Schalt-Umschaltungsmechanismus 16 und ein Schaltpositionsanzeigesignal zum Betreiben einer Anzeigeeinrichtung (Anzeigevorrichtung) 40 zum Anzeigen eines Umschaltungszustands der Schaltposition in dem Automatikgetriebe 18 an.
• Beispielsweise gibt die elektronische Steuerungsvorrichtung 110 ein Schaltpositions-Umschaltungsbefehl zu dem Schalt-Umschaltungsmechanismus 16 auf der Grundlage des Schalthebelpositionssignals entsprechend der Betätigungsposition P_SH aus einem Schaltsensor 36 und einem Auswahlsensor 38 sowie des P-Schaltersignals aus dem P-Schalter 34 zur Steuerung des Betreibens des Schalt-Umschaltungsmechanismus 16 zum elektrischen Umschalten der Schaltpositionen des Automatikgetriebes 18 aus. Die elektronische Steuerungsvorrichtung 110 beurteilt die Schaltposition des Automatikgetriebes 18 auf der Grundlage des Positionssignals aus dem Schalt-Umschaltungsmechanismus 16. Die elektronische Steuerungsvorrichtung 110 führt der Anzeigevorrichtung 40 das Schaltpositionsanzeigesignal zum Anzeigen eines Zustands der Schaltposition zu. Die Anzeigevorrichtung 40 zeigt den Zustand der Schaltposition des Automatikgetriebes 18 auf der Grundlage des von der elektronischen Steuerungsvorrichtung 110 ausgegebenen Schaltpositionsanzeigesignals an.
• 2 zeigt eine Darstellung eines Beispiels für die Schaltbetätigungsvorrichtung 30 als eine Umschaltvorrichtung (Betätigungsvorrichtung bzw. Bedienungsvorrichtung) zum Umschalten einer Vielzahl von Arten der Schaltposition in dem Automatikgetriebe 18 mit künstlicher Betätigung. Die Schaltbetätigungsvorrichtung 30 weist einen Schalthebel 32 auf, der beispielsweise nahe an einem Fahrersitz angeordnet ist und als eine Momentanbetätigungseinrichtung agiert, die zu einer Vielzahl von Betätigungspositionen P_SH betätigt wird, das heißt, eine automatische rückkehrende Betätigungseinrichtung, die automatisch zu einer ursprünglichen Position (Anfangsposition) zurückkehrt, wenn eine Betätigungskraft (Bedienungskraft) aufgehoben wird. Die Schaltbetätigungsvorrichtung 30 gemäß diesem Ausführungsbeispiel weist den P-Schalter 34 als einen weiteren Schalter nahe dem Schalthebel 32 auf, der als Momentanbedienungseinrichtung zum Schalten der Schaltpositionen des Automatikgetriebes 18 von einer anderen Nicht-P-Position als eine Parkposition (P-Position) zu der Parkposition agiert.
• Der Schalthebel 32 wird auf jede der drei Betätigungspositionen P_SH bedient, die in Vorne-Hinten-Richtung oder Hoch-Unten-Richtung, d. h. der Längsrichtung eines Fahrzeugs angeordnet sind, wie es in 2 dargestellt ist, die eine R-Betätigungsposition (R-Bedienungsposition), eine N-Betätigungsposition (N-Bedienungsposition) und eine Betätigungsposition (D-Bedienungsposition) sind, als auch eine M-Betätigungsposition (M-Bedienungsposition) und eine B-Betätigungsposition (B-Bedienungsposition) sind, die parallel dazu angeordnet sind, und gibt das Schalthebelpositionssignal entsprechend den Betätigungspositionen PSH zu der elektronischen Steuerungsvorrichtung 110 aus. Der Schalthebel 32 kann in die Längsrichtung zwischen den R-Betätigungsposition, der N-Betätigungsposition und der D-Betätigungsposition bedient werden, kann in der Längsrichtung zwischen der M-Betätigungsposition und der B-Betätigungsposition bedient werden, und kann in der Querrichtung des Fahrzeugs senkrecht zu der Längsrichtung zwischen den N-Betätigungsposition und B-Betätigungsposition bedient werden.
• Der P-Schalter 34 ist beispielsweise ein Drucktaster, und gibt das P-Schaltersignal zu der elektronischen Steuerungsvorrichtung 110 jedes Mal aus, wenn ein Anwender eine Druckbetätigung durchführt. Falls beispielsweise der P-Schalter 34 gedrückt wird, wenn die Schaltposition des Automatikgetriebes 18 einen Nicht-P-Position ist, wird die Schaltposition auf der Grundlage des P-Schaltersignals auf die P-Position umgeschaltet, vorausgesetzt, dass eine vorbestimmte Bedingung, wie dass eine Fahrzeuggeschwindigkeit V gleich niedriger als eine P-Verriegelungszulässigkeitsfahrzeuggeschwindigkeit Vp ist, erfüllt ist. Die P-Position ist eine Parkposition, bei der ein Kraftübertragungsweg in dem Automatikgetriebe 18 unterbrochen ist, während der Schalt-Umschaltungsmechanismus 16 eine Parkverriegelung (P-Verriegelung) durchführt, um mechanisch die Drehung der Antriebräder 14 zu verhindern.
• Die M-Betätigungsposition der Schaltbetätigungsvorrichtung 30 ist die Anfangsposition (Ausgangsposition) des Schalthebels 32, wobei, selbst wenn eine Schaltbetätigung auf ein andere Betätigungsposition P_SH (R-, N-, D- und B-Betätigungspositionen) als die M-Betätigungsposition durchgeführt wird, wenn der Fahrer den Schalthebel 32 loslässt, das heißt eine auf den Schalthebel 32 einwirkende externe Kraft verschwindet, der Schalthebel 32 aufgrund eines mechanischen Mechanismus wie einer Feder auf die M-Betätigungsposition zurückkehrt. Wenn die Schaltbetätigungsvorrichtung 30 zu jeder der Betätigungspositionen P_SH zum Schalten betätigt wird, führt die elektronische Steuerungsvorrichtung 110 das Umschalten auf die Schaltposition des Automatikgetriebes 18 entsprechend der Betätigungsposition P_SH nach der Schaltbetätigung auf der Grundlage des Schalthebelpositionssignals entsprechend der Betätigungsposition P_SH durch, und zeigt die Anzeigevorrichtung 40 den gegenwärtigen Zustand der Schaltposition an.
• Um die Schaltpositionen zu beschreiben, ist eine Rückwärtsposition (R-Position), die durch die Schaltbetätigung des Schalthebels 32 auf die R-Betätigungsposition ausgewählt wird, eine Rückwärtsfahrtposition, bei der eine Antriebskraft, die ein Rückwärtsfahren des Fahrzeugs verursacht, auf die Antriebsräder übertragen wird. Eine Neutralposition (N-Position), die durch die Schaltbetätigung des Schalthebels 32 auf die N-Betätigungsposition ausgewählt wird, ist eine Neutralposition zum Erzielen eines neutralen Zustands, bei der der Kraftübertragungsweg in dem Automatikgetriebe 18 unterbrochen wird. Eine Fahrposition (D-Position), die durch die Schaltbetätigung des Schalthebels 32 auf die D-Betätigungsposition ausgewählt wird, ist eine Vorwärtsfahrtposition, bei der eine Antriebskraft, die eine Vorwartsfahrt des Fahrzeugs verursacht, auf die Antriebsräder 38 übertragen wird. Falls beispielsweise die elektronische Steuerungsvorrichtung 110 auf der Grundlage des Schalthebelpositionssignals, wenn die Schaltposition die P-Position ist, bestimmt, dass die Schaltbetätigung auf eine vorbestimmte Betätigungsposition P_SH (insbesondere die R-Betätigungsposition, die N-Betätigungsposition oder D-Betätigungsposition) durchgeführt wird, bei der die Bewegungsverhinderung (Parkverriegelung) des Fahrzeugs 10 aufgehoben wird, gibt die elektronische Steuerungsvorrichtung 110 das Schaltpositions-Umschaltsteuerungsbefehlssignal, das das Schalten auf die Schaltposition entsprechend der Betätigungsposition P_SH bewirkt, zu dem Schalt-Umschaltungsmechanismus 16 aus, um die Parkverriegelung aufzuheben und das Umschalten auf die Schaltposition zu bewirken, vorausgesetzt, dass eine vorbestimmten Bedingung wie ein eine Bremsbetätigung (brake-on) erfüllt ist.
• Eine B-Position, die durch die Schaltbetätigung des Schalthebels 32 auf die B-Betätigungsposition ausgewählt wird, ist eine Verlangsamungsvorwärtsfahrtposition (Maschinenbremsbereich), bei der ein Maschinenbremseffekt an der D-Position ausgeübt wird, um die Drehung der Antriebsräder 14 zu verlangsamen. Daher macht die elektronische Steuerungsvorrichtung 110 die Schaltbetätigung unwirksam, falls der Schalthebel 32 in die B-Betätigungsposition betätigt wird, wenn die gegenwärtige Schaltposition eine andere Schaltposition als die D-Position ist, und ermöglicht die Schaltbetätigung auf die B-Betätigungsposition lediglich im Falle der D-Position. Falls beispielsweise ein Fahrer eine Schaltbetätigung auf die B-Betätigungsposition während der P-Position durchführt, verbleibt die Schaltposition auf der P-Position.
• Da der Schalthebel 32 auf die M-Betatigungsposition zurückkehrt, wenn die darauf einwirkende externe Kraft bei der Schaltbetätigungsvorrichtung 30 gemäß diesem Ausführungsbeispiel verschwindet, kann die auswahlte Schaltposition nicht lediglich durch visuelles Erkennen der Betätigungsposition P_SH des Schalthebels 32 erkannt werden. Daher ist die Anzeigeeinrichtung 40 an einer für einen Fahrer leicht sichtbaren Position angeordnet, um auf der Anzeigeeinrichtung 40 die ausgewählte Schaltposition einschließlich des Falls der P-Position anzuzeigen.
• Dieses Ausführungsbeispiel wendet sogenanntes Shift-By-Wire an, und, da die Schaltbetätigungsvorrichtung 30 zweidimensional in eine erste Richtung P1, die die Längsrichtung ist, und eine zweite Richtung P2 betätigt wird, die die Querrichtung ist, die sich mit der (gemäß 2 senkrecht zu) der Richtung schneidet, weist die Schaltbetätigungsvorrichtung 30 den Schaltsensor 36 als einen Erstrichtungserfassungsabschnitt, der eine Schaltbetätigung in der ersten Richtung P1 erfasst, und den Auswahlsensor 38 als einen Zweitrichtungserfassungsabschnitt auf, der eine Schaltbetätigung in der zweiten Richtung P2 erfasst, um die Schaltposition P_SH als ein Erfassungssignal eines Positionssensors zu der elektronischen Steuerungsvorrichtung 110 auszugeben. Der Schaltsensor 36 und der Auswahlsensor 38 geben jeweils eine Spannung als ein Erfassungssignal (Schalthebelpositionssignal) entsprechend den Betätigungspositionen P_SH zu der elektronischen Steuerungsvorrichtung 110 aus, und die elektronische Steuerungsvorrichtung 110 erkennt (beurteilt) die Betätigungsposition P_SH auf der Grundlage der Erfassungssignalspannungen. Daher bilden der Erstrichtungserfassungsabschnitt (der Schaltsensor 36) und der Zweitrichtungserfassungsabschnitt (der Auswahlsensor 38) insgesamt einen Betätigungspositionserfassungsabschnitt, der die Betätigungsposition P_SH der Schaltbetätigungsvorrichtung 30 erfasst.
• Um ein Beispiel für die Erkennung der Betätigungspositionen P_SH zu beschreiben, ändert sich eine Erfassungssignalspannung V_SF des Schaltsensors 26 auf Spannungspegel (Spannungen innerhalb eines niedrigen Bereichs, eines mittleren Bereichs und eines hohen Bereichs) entsprechend den Positionen, die eine erste Erstrichtungsposition P1_1, die die R-Betätigungsposition angibt, eine zweite Erstrichtungsposition P1_2, die die M-Betätigungsposition oder die N-Betätigungsposition angibt, und eine dritte Erstrichtungsposition P1_3 sind, die die B-Betätigungsposition oder die D-Betätigungsposition angibt. Eine Erfassungssignalspannung V_SL des Auswahlsensors 38 ändert sich auf Spannungspegeln (Spannungen innerhalb eines niedrigen Bereichs und eines hohen Bereichs) entsprechend Positionen, die eine erste Zweitrichtungsposition P2_1, die die M-Betätigungsposition oder die B-Betätigungsposition angibt, und eine zweite Zweitrichtungsposition P2_2 sind, die die R-Betätigungsposition, die N-Betätigungsposition oder die D-Betätigungsposition angibt. Die elektronische Steuerungsvorrichtung 110 erfasst die Erfassungssignalspannungen V_SF und V_SL, die sich auf diese Weise verändern, um die Betätigungspositionen P_SH (R-, N, D, M- und B-Betätigungspositionen) anhand der Kombinationen der Spannungspegel zu erkennen.
• 3 zeigt eine perspektivische Darstellung eines Aufbaus des Schalt-Umschaltungsmechanismus 16, der elektronisch die Schaltposition des Automatikgetriebes 18 auf die P-Position, die R-Position, die N-Position oder die D-Position mit dem Antriebsmotor 50 umschaltet, der entsprechend dem Schalthebelpositionssignal und dem P-Schaltersignal betrieben wird, und der ebenfalls als ein P-Verriegelungsmechanismus (Parkverriegelungsmechanismus) agiert, der die Parkverriegelung zur mechanischen Fixierung der Drehung des Ausgangszahnrads 22 des Automatikgetriebes 18 durchführt.
• Gemäß 3 weist der Schalt-Umschaltungsmechanismus 16 auf: ein Parkzahnrad 56, das an dem Ausgangszahnrad 22 des Automatikgetriebes 18 als die sich drehenden Zähne fixiert ist, die sich zusammen mit Rädern (den Antriebsrädern 14) drehen; eine Parkverriegelungsstange 58, die als der Verriegelungszahn agiert, der derart angeordnet ist und in der Lage ist, sich in eine Eingriffsposition zum Eingriff mit dem Parkzahnrad 56 zu drehen, und wahlweise mit dem Parkzahnrad 56 in Eingriff gebracht wird, um das Ausgangszahnrad 22 in einer nichtdrehenden Weise zu fixieren; einem Parkstab 62, der in ein konisches Teil 60 eingesetzt ist, das im Engriff mit der Parkverriegelungsstange 58 ist, um das konische Teil 60 an einem Ende zu stützen; eine Feder 64, die an dem Parkstab 62 angeordnet ist, um das konische Teil 60 zu einem kleineren Durchmesser hin vorzuspannen; einer Arretierungsplatte 66, die drehbar mit dem anderen Ende des Parkstabs 62 verbunden ist und an einer Positionierungsposition entsprechend zumindest der Parkposition mit einem Dämpfungsmechanismus positioniert ist; eine manuelle Welle 68, die fest an der Arretierungsplatte 66 angeordnet ist und drehbar um ein Wellenzentrum gestützt ist; einen Antriebsmotor 50, der die manuelle Welle 68 drehend antreibt; und eine Arretierungsfeder 70 sowie einen Eingriffsabschnitt 72, der an einem spitzen Abschnitt davon angeordnet ist, die die Drehung der Arretierungsplatte 66 dämpfen, um die Arretierungsplatte 66 an die Positionierungspositionen entsprechend den Schaltpositionen zu fixieren. Obwohl eine Anordnungsstelle des Parkzahnrads 56 nicht begrenzt ist, solange wie das Parkzahnrad 56 sich in einem Verhältnis befindet, dass der verriegelte Zustand davon den verriegelten Zustand der Antriebswelle 14 bewirkt, ist das Parkzahnrad 56 beispielsweise konzentrisch an dem Ausgangszahnrad 22 des Automatikgetriebes 18 fixiert (vergl. 1).
• An der Arretierungsplatte 66 ist ein Ende eines Schieberventilstücks 92 eines manuellen Ventils 90 über einen an der Arretierungsplatte 66 anordneten Stift 74 derart angeordnet, dass es um den Stift 74 drehbar ist und in Bezug auf die Arretierungsplatte 66 in einer linearen Richtung bewegbar ist, die die manuelle Welle 68 und den Stift 74 verbindet, und das Schieberventilstück 92 des manuellen Ventils 90 wird in die Richtung des Wellenzentrums des Schieberventilstücks 92 in Zusammenhang mit der Drehung des manuellen Welle 68, d. h. der Drehung der Arretierungsplatte 66 um das Wellenzentrum der manuellen Welle 68 verschoben. In einem Ventilkörper 94, der verschiebbar das Schieberventilstück 92 aufnimmt, ist ein Abschnitt eines Ölkanals angeordnet, der einen nicht gezeigten Hydrauliksteuerungskreis in Bezug auf ein Solenoidventil usw. bildet, um das Betreiben des Schaltens usw. des Automatikgetriebes 18 zu steuern. Das manuelle Ventil 90 bewirkt, dass der Ölkanal entsprechend dem Verschieben des Schieberventilstücks 92 umgeschaltet wird, und gibt beispielsweise einen Eingangsleitungsöldruck PL als einen Antriebspositionsöldruck PD an der D-Position aus, gibt den Eingangsleitungsöldruck PL als einen Rückwärtspositionsöldruck PR an der R-Position aus, und unterbricht die Ausgabe des Leitungsöldrucks PL an der N-Position oder der P-Position.
• Die Arretierungsplatte 66 ist betriebsfähig über die manuelle Welle 68 mit dem Antriebsmotor 50 gekoppelt und wird durch den Antriebsmotor 50 zusammen mit dem Parkstab 62, der Arretierungsfeder 70, dem Eingriffsabschnitt 72 usw. angetrieben, um als ein Schaltpositionspositionierungselement zu agieren, wenn die Schaltposition umgeschaltet wird. An dem oberen Abschnitt der Arretierungsplatte 66 sind vier konkave Abschnitte geformt, die entsprechend einer Parkpositionsbefehlsposition P, einer Rückwärtspositionsbefehlsposition R, einer Neutralpositionsbefehlsposition N und einer Fahrpositionsbefehlsposition D zwischen einem Paar innerer Wandoberflächen 76 und 78 angeordnet sind, wie es in 4 dargestellt ist, und ein konkaver Abschnitt 80, der an einer Kante unter diesen sich befindet, entspricht der Parkpositionsbefehlsposition P.
• 3 zeigt die Schaltposition, die auf die Parkposition eingestellt ist, das heißt, einen verriegelten Zustand, in der der Schalt-Umschaltungsmechanismus 16 in die Parkverriegelung versetzt ist. In diesem verriegelten Zustand fixiert die Parkverriegelungsstange 58 das Parkzahnrad 56 nichtdrehbar, um die Drehung des Ausgangszahnrads 22 des Fahrzeugs 10 zu verhindern. Falls die manuelle Welle 68 aus diesem Zustand in die Richtung eines Pfeils A gemäß 3 durch den Antriebsmotor 50 gedreht wird, der den Schaltpositions-Umschaltungssteuerungsbefehl zum Betreiben der Schalt-Umschaltung aus der elektronischen Steuerungsvorrichtung 110 empfängt, wird der Parkstab 62 über die Arretierungsplatte 66 in der Richtung eines in 3 gezeigten Pfeils C bewegt, und wird ermöglicht, dass sich die Parkverriegelungsstange 58 in die Richtung eines in 3 gezeigten Pfeils D aufgrund der Bewegung des konischen Elements 60 bewegt, das an der Spitze des Parkstabs 62 angeordnet ist, während das Schieberventilstück 92 des manuellen Ventils 90 in die Richtung eines in 3 gezeigten Pfeils E verschoben wird, das heißt, in die Richtung des Wellenzentrums des Schieberventilstücks 92.
• Im Zusammenhang mit dem Betreiben des Antriebsmotors 50, das heißt der Drehung der Arretierungsplatte 66, wird der Eingriffsabschnitt 72 der Arretierungsfeder 70 in dem konkaven Abschnitt 80, der an dem Rand der vier an dem oberen Abschnitt der Arretierungsplatte 66 gemäß 4 angeordneten konkaven Abschnitten angeordnet ist, derart angetrieben, dass er über einen konvexen Abschnitt 82 klettert und sich in eine der anderen Vertiefungen, das heißt einen nachfolgenden konkaven Abschnitt 84 gemäß 4 bewegt. Der Eingriffsabschnitt 72 ist drehbar um dessen Wellenzentrum an der Arretierungsfeder 70 angeordnet. Wenn die Arretierungsplatte 66 in die Richtung des Pfeils A gedreht wird, bis der Eingriffsabschnitt 72 den darauffolgenden konkaven Abschnitt 84 erreicht, wird die Parkverriegelungsstange 58 in die Richtung des Pfeils C zu einer Position heruntergeschoben, die keinen Eingriff mit dem Parkzahnrad 56 bewirkt. Als Ergebnis werden das Ausgangszahnrad 22 und die Antriebsräder 14 des Fahrzeugs 10, die damit gekoppelt sind, nicht weiter mechanisch fixiert. Der Ölkanal des manuellen Ventils 90 wird durch das Schieberventilstück 92 umgeschaltet, das an einer Stelle entsprechend dem geschalteten drauffolgenden konkaven Abschnitt 84 positioniert ist. Falls demgegenüber die manuelle Welle 68 in die Richtung des Pfeils B durch den Antriebsmotor 50 gedreht wird, wird die Schaltposition zu der Parkposition entsprechend dem Betreiben entgegengesetzt zu dem vorstehend Beschriebenen umgeschaltet, und wird der Ölkanal des manuellen Ventils 90 auf den Zustand entsprechend der Parkposition umgeschaltet.
• Wie es vorstehend beschrieben worden ist, wird in dem Schalt-Umschaltungsmechanismus 16 gemäß diesem Ausführungsbeispiel der Antriebsmotor 50 durch die elektronische Steuerungsvorrichtung 110 entsprechend dem Schalthebelpositionssignal und dem aus der Schaltbetätigungsvorrichtung 36 ausgegebenen P-Schaltersignal gesteuert, und wird die manuelle Welle 68 um deren Wellenzentrum gedreht. Als Ergebnis wird das Schieberventilstück 92 des manuellen Ventils 90 mechanisch über die Arretierungsplatte 66 in einer linearen Richtung bewegt, und wird das Schieberventilstück 92 an einer Position entsprechend einer der vier Schaltpositionen, das heißt der Fahrposition, der Rückwärtsposition, der Neutralposition und der Parkposition, positioniert, wodurch der Ölkanal des Hydrauliksteuerungskreises umgeschaltet wird. Der Schalt-Umschaltungsmechanismus 16 schaltet das Parkzahnrad 56, das als die rotierenden Zähne agiert, die sich zusammen mit den als Räder agierenden Antriebsrädern 14 drehen, zwischen dem verriegelten Zustand, in dem die Parkverriegelungsstange 58, die als der Verriegelungszahn agiert, im Eingriff mit dem Parkzahnrad 56 steht, und dem unverriegelten Zustand, der durch Loslösen des verriegelten Zustands erzielt wird, auf der Grundlage einer Betätigung durch den Fahrer.
• 5 zeigt einen schematischen Aufbau des Antriebsmotors 50. Gemäß 5 ist der Antriebsmotor 50 ein Motor, der als eine Antriebsquelle des Schalt-Umschaltungsmechanismus 16 verwendet wird, und ist aus einem Schrittmotor wie einem geschalteten Reluktanzmotor (SR-Motor) beispielsweise aufgebaut. Der Antriebsmotor 50 ist beispielsweise ein SR-Motor mit einem Stator 100 und einem Rotor 102, der einen Aufbau mit vorspringenden Polen aufweist, und weist einen Vorteil dahingehend auf, dass der Aufbau einfach ist, ohne dass ein Permanenzmagnet benötigt wird.
• Beispielsweise sind zwölf vorspringende Pole 100a zu regelmäßigen Intervallen an einem inneren umlaufenden Abschnitt des zylindrischen Stators 100 geformt. Demgegenüber sind beispielsweise acht vorspringende Pole 102a zu regelmäßigen Intervallen an einem äußeren umlaufenden Abschnitt des Rotors 102 gebildet, und die vorspringenden Pole 102a des Rotors 102 werden sequentiell jedem der vorspringenden Pole 100a des Stators 100 über eine kleine Lücke im Zusammenhang mit der Drehung des Rotors 102 gegenübergestellt. Insgesamt zwölf Wicklungen 104 von drei Phasen, d. h. einer U-Phase, einer V-Phase und einer W-Phase sind um die zwölf vorspringenden Pole 100a des Stators 100 durch Rotation gewickelt. Beispielsweise sind insgesamt zwölf Wicklungen 104 der U-Phase, der V-Phase und der W-Phase um die zwölf vorspringenden Pole 100a des Stators 100 in der Wicklungsreihenfolge V-Phase, W-Phase, U-Phase, V-Phase, W-Phase, U-Phase, V-Phase, W-Phase, U-Phase, V-Phase, W-Phase und U-Phase gewickelt, wie es in 5 dargestellt ist. Die Anzahl der vorspringenden Pole 100a des Stators 100 sowie der vorspringenden Pole 102a des Rotors 102 sind nicht besonders begrenzt und können wie erforderlich geändert werden.
• 6 zeigt eine Schaltungskonfigurationsdarstellung einer Antriebsschaltung zum Antrieb des Antriebsmotors 50. Gemäß 6 sind in dem Antriebsmotor 50 die vier Wicklungen 104 jeder der Phasen U, V und W in Reihe geschaltet und befindet sich die Gesamtheit der zwölf Wicklungen 104 der Phasen U, V und W in Sternschaltung, um ein System einer Antriebsspule 106 zu bilden. Die Antriebsspule 106 wird durch eine Motorantriebseinrichtung 114 unter Verwendung einer nicht dargestellten Batterie, die an dem Fahrzeug 10 angebracht ist, als eine Leistungsquelle Vb angetrieben. Obwohl das Schaltungskonfigurationsbeispiel für die Motorantriebseinrichtung 114 gemäß 6 eine Schaltungskonfiguration mit einer unipolaren Antriebsbetriebsart mit einem Schalttransistor 116 aufweist, der für jede der Phasen U, V und W angeordnet ist, kann eine Schaltungskonfiguration mit einer bipolaren Antriebsbetriebsart angewendet werden, bei der zwei Schalttransistoren 116 für jede der Phasen U, V und W angeordnet sind.
• Dieses Ausführungsbeispiel ist derart konfiguriert, dass ein Neutralpunkt Np der Antriebsspute 106, der mit jeweils einem Ende der Wicklungen 104 der Phasen U, V und W der Antriebsspule 106 gekoppelt ist, mit der Seite einer positiven Elektrode (Spannung Vb) einer Batterie verbunden ist, wohingegen die anderen Enden der Wicklungen 104 der Phasen U, V und W der Antriebsspule 106 jeweils mit den Schalttransistoren 116 der Motorantriebseinrichtung 114 verbunden sind. Ein-/Ausschalten der Schalttransistoren 116 der Motorantriebseinrichtung 114 wird durch eine CPU 112 der elektronischen Steuerungsvorrichtung 110 gesteuert. Beispielsweise ist ein Motorrelais 108 zwischen dem Neutralpunkt der Antriebsspule 106 und der positiven Elektrode (Spannung Vb) der Batterie geschaltet. Das Motorrelais 108 wird durch ein Befehlssignal aus der CPU 112 der elektronischen Steuerungsvorrichtung 110 auf EIN (leitende Seite) eingestellt, wenn ein Fahrzeug eingeschaltet wird.
• Der Antriebsmotor 50, der wie vorstehend beschrieben konfiguriert ist, ist über ein Reduktionsgetriebe usw. mit der manuellen Welle 68 gekoppelt und treibt drehbar die manuelle Welle 68 an, um den Schalt-Umschaltungsmechanismus 16 über ein Shift-by-Wire-System in Reaktion auf ein Befehl (Steuerungssignal) aus der elektronischen Steuerungsvorrichtung 110 anzutreiben. Dabei wird ein Impulssignal, das aus einem einstückig an dem Antriebsmotor 50 angeordneten Encoder 52 ausgegeben wird, der elektronischen Steuerungsvorrichtung 110 zugeführt. Der Encoder 52 ist beispielsweise ein magnetischer Dreh-Encoder (Rotations-Encocer), der einen Drehwinkel des Rotors 102 erfasst, und ist konfiguriert, Impulssignale einer A-Phase, einer B-Phase und einer Z-Phase zu der elektronischen Steuerungsvorrichtung 110 synchron mit der Drehung des Rotors 102 des Antriebsmotors 50 auszugeben.
• Die elektronische Steuerungsvorrichtung 110 zählt sowohl die ansteigenden/abfallenden Flanken des A-Phasen-Signals als auch des B-Phasen-Signals, die aus dem Encoder 52 ausgegeben werden, und ändert die leitende Phase des Antriebsmotors 50 in einer vorbestimmten Reihenfolge mit der Motorantriebseinrichtung 114 in Abhängigkeit von dem Encoderzählwert, um den Antriebsmotor 50 drehbar anzutreiben. Dabei wird die Drehrichtung des Rotors 102 anhand der Reihenfolge des Auftretens des A-Phasen-Signals und des B-Phasen-Signals bestimmt, und beispielsweise wird der Encoderwert in dem Fall einer positiven Drehung (Drehrichtung von der P-Position → D-Position) heraufgezählt, und wird der Encoderwert im Fall einer negativen Drehung (Drehrichtung der D-Position → P-Position) heruntergezählt. Als Ergebnis wird, da das Entsprechungsverhältnis zwischen dem Encoderzählwert und dem Drehwinkel des Antriebsmotors 50 beibehalten wird, wenn der Antriebsmotor 50 in beide Richtungen der positiven/negativen Drehung dreht, der Drehwinkel des Antriebsmotors 50 anhand des Encoderzählwerts in jeder Drehrichtung der positiven/negativen Drehung erfasst, und werden die Wicklungen 104 der Phase entsprechend dem Drehwinkel gespeist, um den Antriebsmotor 50 drehend anzutreiben. Das Z-Phasen-Signal des Encoders 52 wird zur Erfassung des Referenzdrehwinkels des Rotors 102 verwendet.
• Der Neutralschaltersensor 54, der an dem Antriebsmotor 50 angeordnet ist, ist ein kontaktloser Drehwinkelsensor, der aus einem Drehwinkelsensor (beispielsweise ein Potentiometer) gebildet ist, der ein Ausgangssignal (Ausgangsspannung) aufweist, das linear in Abhängigkeit von dem Drehwinkel der manuellen Welle 68 (dem Drehwinkel der Arretierungsplatte 66) geändert wird. Dieses Ausgangssignal (Ausgangsspannung) wird der elektronischen Steuerungsvorrichtung 110 als das Drehwinkelsignal und das Schaltpositionspositionssignal zugeführt, und auf der Grundlage der Größe dieses Ausgangssignals (Ausgangsspannung) werden Bestimmungen bezüglich des Drehwinkels der manuellen Welle 68 als auch Ventilpositionen ”P”, ”R”, ”N” und ”D” des manuellen Ventils 90, d. h. der Schaltposition des Automatikgetriebes 18 durchgeführt.
• In dem wie vorstehend beschrieben aufgebauten Schalt-Umschaltungsmechanismus stellt beispielsweise, falls ein Fahrer die Schaltbetätigungsvorrichtung 30 betätigt, die elektronische Steuerungsvorrichtung 110 einen Solldrehwinkel (Sollwert des Encoderzählwerts) entsprechend der durch die Schaltbetätigungsvorrichtung 30 ausgewählten Schaltposition sowie eine Drehzahl (Drehzahl (Motordrehzahl) N_M des Antriebsmotors 50) bis zum Erzielen des Solldrehwinkels ein. Die elektronische Steuerungsvorrichtung 110 startet beispielsweise das Speisen des Antriebsmotors 50, um den Antriebsmotor drehend mit der eingestellten Motordrehzahl N_M anzutreiben, derart, dass der Antriebsmotor 50 an der Position gestoppt wird, an der der erfasste Drehwinkel (Encoderzählwert) des Antriebsmotors 50 mit dem Solldrehwinkel übereinstimmt. Die elektronische Steuerungsvorrichtung 110 bestimmt den Drehwinkel der manuellen Welle 68 auf der Grundlage des Ausgangssignals aus dem Neutralschaltersensor 54, das heißt bestimmt, ob die Schaltposition des Automatikgetriebes 18 die P-Position, die R-Position, die N-Position oder D-Position ist, um zu bestimmen, ob die Schaltposition normal umgeschaltet wird.
• Der Antriebsmotor 50, der aus einem Dreiphasen-Schrittmotor wie gemäß diesem Ausführungsbeispiel gebildet ist, kann eine Erregungsbetriebsart wie eine Ein-Phasen-Erregungsbetriebsart, eine Zwei-Phasen-Erregungsbetriebsart und eine Ein-Zwei-Phasen-Erregungsbetriebsart anwenden, wie es beispielsweise in 9 dargestellt ist. Beispielsweise wird, falls die Ein-Zwei-Phasen-Erregungsbetriebsart angewendet wird, ein Schrittwinkel relativ zu einem Referenzimpuls im Vergleich zu dem Fall der Ein-Phasen-Erregungsbetriebsart oder der Zwei-Phasen-Erregungsbetriebsart halbiert, wodurch eine gleichförmige und feine Motordrehsteuerung ermöglicht wird. Ein relativ größeres Ausgangsdrehmoment (Motordrehmoment) T_M des Antriebsmotors 50 wird ebenfalls beschafft. Jedoch erfordert die Ein-Zwei-Phasen-Erregungsbetriebsart einen doppelten Antriebsimpuls (Kommunikationsimpuls) als im Vergleich zu der Ein-Phasen-Erregungsbetriebsart und der Zwei-Phasen-Erregungsbetriebsart, wobei eine Verarbeitungslast in der CPU 112 der elektronischen Steuerungsvorrichtung 110 erhöht wird. Da die Verarbeitungslast der CPU 112 insbesondere dann stärker erhöht wird, wenn der Antriebsmotor 50 mit einer höheren Drehzahl angetrieben wird, muss die CPU 112 eine höhere Verarbeitungskapazität in der Ein-Zwei-Phasen-Erregungsbetriebsart als im Vergleich zu der Ein-Phasen-Erregungsbetriebsart und der Zwei-Phasen-Erregungsbetriebsart aufweisen.
• Beispielsweise wird angenommen, dass ein notwendiges Motordrehmoment T_M', das für den Antriebsmotor 50 des Schalt-Umschaltungsmechanismus 16 notwendig ist, am höchsten ist, wenn, während das Fahrzeug 110 auf einer geneigten Straße stoppt, falls die Schaltposition sich an der P-Position befindet sowie das Parkzahnrad 56 und die Parkverriegelungsstange 58 sich im Eingriff befinden, die Schaltposition von der P-Position auf eine Nicht-P-Position umgeschaltet wird, das heißt, wenn die P-Verriegelung aufgehoben wird. Demgegenüber kann in einer anderen Schaltpositions-Umschaltungssteuerung als das Aufheben (Lösen) der P-Verriegelung die Schaltposition umgeschaltet werden, falls Drehmoment vorhanden ist, das die Arretierungsfeder 70, die das Schieberventilstück 92 des manuellen Ventils 90 des Automatikgetriebes 18 beispielsweise hält, überwindet, und es wird angenommen, dass ein signifikant niedriges Drehmoment für das notwendige Motordrehmoment T_M' als im Vergleich zu dem Fall des Lösens der P-Verriegelung ausreichend ist. In der anderen Schaltpositions-Umschaltungssteuerung als das Lösen der P-Verriegelung kann ein Ansprechen des Umschaltens der Schaltposition eher als ein größeres Motordrehmoment T_M erforderlich sein. Falls beispielsweise eine Bremse gleichzeitig mit der Druckbetätigung des P-Schalters 34 durch einen Anwender ausgeschaltet wird, während das Fahrzeug 10 mit der D-Position durch Einschalten der Bremse auf einer geneigten Straße gestoppt wird, kann das Fahrzeug sich auf der geneigten Straße bewegen, es sei denn, dass die Schaltpositions-Umschaltungssteuerung von der D-Position auf die P-Position schnell abgeschlossen wird. Daher ist es wünschenswert, die Verarbeitungslast der CPU 112 soweit wie möglich zu verringern, während das Ausgangsverhalten des Antriebsmotors 50 (beispielsweise das notwendige Motordrehmoment T_M' und die Motordrehzahl N_M zur Gewährleistung des Ansprechens), das zum Umschalten der Schaltposition notwendig ist, zu gewährleisten.
• Daher stellt gemäß diesem Ausführungsbeispiel, falls eine erste Schalt-Umschaltungssteuerung bereitgestellt wird, die vorab bestimmt wird wenn die Schaltpositions-Umschaltungssteuerung, die höhere Priorität auf den höheren Ausgang (hohes Motordrehmoment T_M) des Antriebsmotors 50 als auf das Ansprechen des Umschaltens der Schaltposition des Automatikgetriebes 18 legt, die elektronische Steuerungsvorrichtung 110 das Erregungsverfahren des Antriebsmotors 50 auf die Ein-Zwei-Phasen-Erregungsbetriebsart ein (d. h. der Antriebsmotor 50 wird in der Ein-Zwei-Phasen-Erregungsbetriebsart angetrieben) und stellt die Motordrehzahl N_M des Antriebsmotors 50 auf eine erste Motordrehzahl N_M1 ein, die eine vorbestimmte erste Drehzahl ist. Falls im Gegensatz dazu eine zweite Schalt-Umschaltungssteuerung bereitgestellt wird, die vorab bestimmt wird, wenn die Schaltpositions-Umschaltungssteuerung, die höhere Priorität auf das Ansprechen des Umschaltens der Schaltposition als auf den höheren Ausgang (höheren Motordrehmoments T_M) des Antriebsmotors 50 legt, stellt die elektronische Steuerungsvorrichtung 110 die Erregungsbetriebsart des Antriebsmotors 50 auf die Ein-Phasen-Erregungsbetriebsart oder die Zwei-Phasen-Erregungsbetriebsart ein (d. h. der Antriebsmotor 50 wird in der Ein-Phasen-Erregungsbetriebsart oder der Zwei-Phasen-Erregungsbetriebsart angetrieben) und stellt die Motordrehzahl N_M des Antriebsmotors 50 auf eine zweite Motordrehzahl N_M2 ein, die eine vorbestimmte zweite Drehzahl ist, die höher als die erste Motordrehzahl N_M1 ist. Die erste Motordrehzahl N_M1 ist eine Motordrehzahl, die beispielsweise empirisch erhalten wird und vorab eingestellt wird, um eine Verarbeitungslast auf innerhalb eines Bereichs zu unterdrücken, der ausreichend durch die gegenwärtige CPU 112 ohne Verwendung einer CPU mit höherem Leistungsvermögen unterstützt werden kann, selbst falls das Erregungsverfahren des Antriebsmotors 50 auf die Ein-Zwei-Phasen-Erregungsbetriebsart eingestellt ist, in der die Verarbeitungslast der CPU 112 relativ hoch wird. Die zweite Motordrehzahl N_M2 ist eine Motordrehzahl, die beispielsweise empirisch erhalten wird und vorab eingestellt wird, um eine Verarbeitungslast innerhalb eines Bereichs zu unterdrücken, der ausreichend durch die gegenwärtige CPU 112 ohne Verwendung einer CPU mit höherem Leistungsvermögen unterstützt werden kann, um um das Ansprechen des Umschaltens der Schaltposition soweit wie möglich zu verbessern, falls das Erregungsverfahren des Antriebsmotors 50 auf die Ein-Phasen-Erregungsbetriebsart oder die Zwei-Phasen-Erregungsbetriebsart eingestellt ist, in denen die Verarbeitungslast der CPU 112 relativ gering wird.
• Die erste Schalt-Umschaltungssteuerung ist de Umschaltungssteuerung des Schaltens der Schaltposition von der P-Position auf eine Nicht-P-Position, d. h. beispielsweise die Umschaltungssteuerung des Lösens der P-Verriegelung. Die zweite Schalt-Umschaltungssteuerung ist die Umschaltungssteuerung des Umschaltens der Schaltposition von beispielsweise einer Nicht-P-Parkposition auf die P-Position, d. h. beispielsweise die Umschaltungssteuerung der Durchführung der P-Verriegelung. Obwohl die erste Schalt-Umschaltungssteuerung oder die zweite Schalt-Umschaltungssteuerung jeweils beide vorgesehen werden können, um eine andere Schaltpositions-Umschaltungssteuerung als die Umschaltungssteuerung des Lösens der P-Verriegelung und die Umschaltungssteuerung der Durchführung der P-Verriegelung zu behandeln, beispielsweise die Schaltpositions-Umschaltungssteuerung zwischen der D-Position und der N-Position, die Schaltpositions-Umschaltungssteuerung zwischen der R-Position und der N-Position sowie die Schaltpositions-Umschaltungssteuerung zwischen der D-Position und der R-Position zu bewältigen, ist es wünschenswert, die zweite Schalt-Umschaltungssteuerung vorzusehen, wie es der Fall bei der Umschaltungssteuerung der Durchführung der P-Verriegelung ist, da das höhere Motordrehmoment T_M im Vergleich zu der Schaltsteuerung des Lösens der P-Verriegelung nicht angefordert wird. Daher kann die zweite Schalt-Umschaltungssteuerung die andere Schaltpositions-Umschaltungssteuerung als die Umschaltungssteuerung des Lösens der P-Verriegelung sein.
• Genauer zeigt 7 ein Funktionsblockschaltbild zur Beschreibung eines Hauptabschnitts der Steuerungsfunktion der elektronischen Steuerungsvorrichtung 110. Gemäß 7 bestimmt ein Schalt-Umschaltungsbestimmungsabschnitt, d. h. eine Schalt-Umschaltungsbestimmungseinrichtung (120) die Betätigungsposition P_SH, die durch einen Fahrer angefordert wird, auf der Grundlage der Erfassungssignalspannungen V_SF und V_SL aus dem Schaltsensor 36 und dem Auswahlsensor 38 und bestimmt, ob eine Schaltbetätigung durch den Fahrer zum Umschalten der Schaltposition des Automatikgetriebes 18 durchgeführt wird. Die Schalt-Umschaltungsbestimmungseinrichtung 120 bestimmt auf der Grundlage des P-Schaltersignals aus dem P-Schalter 34, ob eine Schaltbetätigung durch den Fahrer zum Umschalten der Schaltposition des Automatikgetriebes 18 auf die P-Position durchgeführt wird. Anders ausgedrückt bestimmt die Schalt-Umschaltungsbestimmungseinrichtung 120 auf der Grundlage der Erfassungssignalspannungen V_SF und V_SL sowie des P-Schaltersignals, ob der Fahrer ein Umschalten der Schaltposition des Automatikgetriebes 18 anfordert. Die Schalt-Umschaltungsbestimmungseinrichtung 120 bestimmt auf der Grundlage der Schaltposition des Automatikgetriebes 80 auf der Grundlage des Ausgangssignals aus dem Neutralschalter 54 beispielsweise, ob das Umschalten der Schaltposition des Automatikgetriebes 18, das durch den Fahrer angefordert wird, durchgeführt werden muss.
• Falls die Schalt-Umschaltungsbestimmungseinrichtung 120 bestimmt, dass das Umschalten der Schaltposition des Automatikgetriebes 18 durchgeführt werden muss, bestimmt ein Schaltpositionsbestimmungsabschnitt, d. h. eine Schaltpositionsbestimmungseinrichtung 122 auf der Grundlage des Ausgangssignals aus dem Neutralschaltersensor 54, ob die Schaltposition des Automatikgetriebes 18 die P-Position ist. Anders ausgedrückt, bestimmt die Schaltpositionsbestimmungseinrichtung 122, ob die Schaltpositions-Umschaltungsteuerung des Automatikgetriebes 18, deren Durchführung durch die Schalt-Umschaltungsbestimmungseinrichtung 120 als notwendig bestimmt wird, die Schaltpositions-Umschaltungssteuerung von der P-Position zu einer Nicht-P-Position, d. h. die Umschaltsteuerung des Lösens der P-Verriegelung (die erste Schalt-Umschaltungssteuerung) ist.
• Bei Durchfuhrung der durch die Schalt-Umschaltungsbestimmungseinrichtung 120 bestimmten Schaltpositionsschaltung treibt, falls die Schaltpositionsbestimmungseinrichtung 122 bestimmt, dass die Schaltpositions-Umschaltungssteuerung des Automatikgetriebes 18 die Umschaltungssteuerung des Lösens der P-Verriegelung (die erste Schalt-Umschaltungssteuerung) ist, ein Schaltpositions-Umschaltungssteuerungsabschnitt, d. h. eine Schaltpositions-Umschaltungssteuerungseinrichtung 124 den Antriebsmotor 50 in der Ein-Zwei-Phasen-Erregungsbetriebsart an und stellt die Motordrehzahl N_M des Antriebsmotors 50 auf die erste Motordrehzahl N_M1 ein, die als eine relativ niedrige Drehzahl eingestellt ist. Demgegenüber treibt bei Durchführung der durch die Schalt-Umschaltungsbestimmungseinrichtung 120 bestimmten Schaltpositionsumschaltung die Schaltpositions-Umschaltungssteuerungseinrichtung 124 den Antriebsmotor 50 in der Ein-Phasen-Erregungsbetriebsart oder der Zwei-Phasen-Erregungsbetriebsart an und stellt die Motordrehzahl N_M des Antriebsmotors 50 auf die zweite Motordrehzahl N_M2 ein, die als eine relativ hohe Drehzahl eingestellt ist, falls die Schaltpositionsbestimmungseinrichtung 122 bestimmt, dass die Schaltpositions-Umschaltungssteuerung des Automatikgetriebes 18 nicht die Umschaltsteuerung des Lösens der P-Verriegelung ist, d. h. das heißt eine andere Schaltpositions-Umschaltungssteuerung als die Umschaltsteuerung des Lösens der P-Verriegelung ist (die zweite Schalt-Umschaltungssteuerung).
• 8 zeigt ein Flussdiagramm zur Beschreibung eines Hauptabschnitts des Steuerungsbetriebs der elektronischen Steuerungsvorrichtung 110, d. h. des Steuerungsbetriebs zur Erfüllung sowohl des Ausgangsverhaltens des Antriebsmotors 50, das zum Schalten der Schaltposition notwendig ist (beispielsweise des notwendigen Motordrehmoments T_M' und der Motordrehzahl N_M zur Gewährleistung des Ansprechens) und der Verarbeitungslastverringerung in der CPU 112, der wiederholt mit einer extrem kurzen Zykluszeit beispielsweise in der Größenordnung einiger weniger Millisekunden bis einigen zehn Millisekunden ausgeführt wird.
• Zunächst wird in Schritt (nachstehend entfällt ”Schritt”) S10 in 8 entsprechend der Schalt-Umschaltungsbestimmungseinrichtung 120 auf der Grundlage beispielsweise der Erfassungssignalspannung in V_SF, V_SL und des P-Schaltersignals bestimmt, ob ein Fahrer ein Umschalten der Schaltposition des Automatikgetriebes 18 anfordert. Es wird dann auf der Grundlage der Schaltposition des Automatikgetriebes 18 auf der Grundlage beispielsweise des Ausgangssignals des Neutralschaltersensors 54 bestimmt, ob das Umschalten der Schaltposition des Automatikgetriebes 18, das durch den Fahrer angefordert wird, durchgeführt werden muss. Falls die Bestimmung in S10 negativ ist, wird diese Routine beendet, und falls sie positiv ist, wird in S20 entsprechend der Schaltpositionsbestimmungseinrichtung 122 auf der Grundlage des Ausgangssignals aus dem Neutralschaltersensor 54 bestimmt, ob die Schaltposition des Automatikgetriebes 18 die P-Position ist. Das heißt, es wird bestimmt, ob die in S10 bestimmte Schaltpositions-Umschaltungssteuerung des Automatikgetriebes 18 die Schaltpositions-Umschaltungssteuerung von der P-Position zu einer Nicht-P-Position, d. h. die Umschaltsteuerung zum Lösen der P-Verriegelung (die erste Schalt-Umschaltungssteuerung) ist. Falls die Bestimmung in S20 positiv ist, wird in S30 entsprechend der Schaltpositions-Umschaltungssteuerungseinrichtung 124 bei Durchführen des in S20 bestimmten Umschaltens der Schaltposition des Automatikgetriebes 18 der Antriebsmotor 50 in der Ein-Zwei-Phasen-Erregungsbetriebsart angetrieben, und wird die Motordrehzahl N_M des Antriebsmotors 50 auf die erste Motordrehzahl N_M1 eingestellt, die als eine relativ niedrige Drehzahl eingestellt ist. Falls dem gegenüber die Bestimmung in S20 negativ ist, wird in S40, der ebenfalls der Schaltpositions-Umschaltungssteuerungseinrichtung 124 entspricht, bei Durchführen des in S10 bestimmten Umschaltens der Schaltposition des Automatikgetriebes 18 der Antriebsmotor 50 in der Ein-Phasen-Erregungsbetriebsart oder der Zwei-Phasen-Erregungsbetriebsart angetrieben und wird die Motordrehzahl N_M des Antriebsmotors 50 auf die zweite Motordrehzahl N_M2 eingestellt, die als eine relativ hohe Drehzahl eingestellt ist.
• Wie es vorstehend beschrieben worden ist, wird gemäß diesem Ausführungsbeispiel, falls die erste Schalt-Umschaltungssteuerung bereitgestellt ist, die höhere Priorität auf den höherem Ausgang (höherem Motordrehmoment T_M) des Antriebsmotors 50 als auf das Ansprechen des Umschaltens der Schaltposition des Automatikgetriebes 18 legt, der Motor 50 in der Ein-Zwei-Phasen-Erregungsbetriebsart angetrieben und wird die Motordrehzahl N_M des Antriebsmotors 50 auf die erste Motordrehzahl N_M1 eingestellt, die als eine relativ niedrige Drehzahl eingestellt ist, weshalb das notwendige Motordrehmoment T_M' des Antriebsmotors 50, das zum Umschalten der Schaltposition notwendig ist, beschafft werden kann, und die CPU Verarbeitungslast unterdrückt wird, da eine niedrigere Drehzahl des Antriebsmotors 50 selbst in der Ein-Zwei-Phasen-Erregungsbetriebsart ausreichend ist, was die Verarbeitungslast der CPU 112 im Vergleich zu der Ein-Phasen-Erregungsbetriebsart oder Zwei-Phasen-Erregungsbetriebsart erhöht. Falls demgegenüber die zweite Schaltsteuerung bereitgestellt ist, die Priorität eher auf das Ansprechen des Umschaltens der Schaltposition als auf den höheren Ausgang (höherer Motordrehmoment T_M) des Antriebsmotors 50 legt, wird der Antriebsmotor 50 in der Ein-Phasen-Erregungsbetriebsart oder Zwei-Phasen-Erregungsbetriebsart angetrieben, und wird die Motordrehzahl N_M des Antriebsmotors 50 auf die zweite Motordrehzahl N_M2 eingestellt, die als eine relativ hohe Drehzahl eingestellt ist, weshalb das notwendige Motordrehmoment T_M' des Antriebsmotors 50, das zum Umschalten der Schaltposition notwendig ist, beschafft werden kann, und die CPU-Verarbeitungslast unterdrückt wird, da die Ein-Phasen-Erregungsbetriebsart oder die Zwei-Phasen-Erregungsbetriebsart verwendet wird, die eine niedrigere Verarbeitungslast der CPU 112 als im Vergleich zu der Ein-Zwei-Phasen-Erregungsbetriebsart verursacht, falls der Antriebsmotor 50 auf eine höhere Drehzahl eingestellt wird. Wie es vorstehend beschrieben worden ist, kann das Umschalten der Motordrehzahl N_M und des Erregungsverfahrens des Antriebsmotors 50 in Abhängigkeit von einem Typ des Schaltpositionsschaltens sowohl das Ausgangsverhalten des Antriebsmotors 50, das zum Umschalten der Schaltposition erforderlich ist (beispielsweise das notwendige Motordrehmoment T_M' und die Motordrehzahl N_M zur Gewährleistung des Ansprechens) und die Verarbeitungslastverringerung in der CPU 112 erfüllen. Daher kann beispielsweise im Vergleich zu dem Fall des Antriebs des Antriebsmotors 50 in der Ein-Zwei-Phasen-Erregungsbetriebsart, die eine höhere Verarbeitungslast der CPU 112 verursacht, und mit der zweiten Motordrehzahl N_M2, die als eine relativ hohe Drehzahl eingestellt ist, die Verarbeitungslast der CPU 112 verringert werden und kann ein kostengünstiges System durch Verringern der Klasse (Leistungsvermögen) der CPU 112 beispielsweise durch Ändern einer 32-Bit-CPU auf eine 16-Bit-CPU aufgebaut werden.
• Gemäß diesem Ausführungsbeispiel ist die erste Schalt-Umschaltungssteuerung die Umschaltungssteuerung von der P-Position zu einer Nicht-P-Position, weshalb die Umschaltsteuerung von der P-Position zu einer Nicht-P-Position in geeigneter Weise bereitgestellt wird, was das hohe Motordrehmoment T_M des Antriebsmotors 50 eher als das Ansprechen des Umschaltens der Schaltposition erfordert. Die zweite Schalt-Umschaltungssteuerung ist die Umschaltungssteuerung von einer Nicht-P-Position auf die P-Position, weshalb in geeigneter Weise die Umschaltsteuerung von einer Nicht-P-Position zu der P-Position bereitgestellt wird, die eher das Ansprechen des Umschaltens der Schaltposition als das hohe Motordrehmoment T_M des Antriebsmotors 50 erfordert.
• Gemäß diesem Ausführungsbeispiel ist die zweite Schalt-Umschaltungssteuerung die andere Schaltpositions-Umschaltungssteuerung als die Umschaltungssteuerung von der P-Position auf eine Nicht-Parkposition, weshalb die andere Schaltpositions-Umschaltungssteuerung als die Umschaltungssteuerung von der P-Position zu einer Nicht-Parkposition in geeigneter Weise bereitgestellt wird, die das hohe Motordrehmoment T_M des Antriebsmotors 50 vergleichsweise nicht benötigt.
• Gemäß diesem Ausführungsbeispiel ist der Motor 50 ein Drei-Phasen-Schrittmotor, weshalb das Umschalten der Motordrehzahl N_M und des Erregungsverfahrens in Abhängigkeit von einem Typ der Schaltpositionsumschaltens sowohl das Ausgangsverhalten des Antriebsmotors 50, das zum Umschalten der Schaltposition notwendig ist, und die Verarbeitungslastverringerung in der CPU 112 erfüllen kann.
• Obwohl das Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung ausführlich unter Bezugnahme auf die Zeichnungen beschrieben worden ist, ist die vorliegende Erfindung in anderen Formen anwendbar.
• Beispielsweise ist, obwohl gemäß dem Ausführungsbeispiel ein Drei-Phasen-SR-Motor als der Antriebsmotor 50 verwendet wird, dies nicht eine Begrenzung, und kann eine andere Bauart eines Schrittmotors verwendet werden, der die Drehposition des Rotors auf der Grundlage des Zählwerts des Ausgangssignals des Encoders 52 erfasst, um sequentiell die leitende Phase des Motors umzuschalten. Beispielsweise ist die vorliegende Erfindung selbst in dem Fall eines Zwei-Phasen-Schrittmotors, eines Vier-Phasen-Schrittmotors oder eines Fünf-Phasen-Schrittmotors anwendbar. 10 zeigt eine Darstellung eines Beispiels für ein Erregungsverfahren, wenn ein Zwei-Phasen-Schrittmotor verwendet wird, und (a), (b) und (c) zeigen Darstellungen, die als Beispiel jeweils die Ein-Phasen-Erregungsbetriebsart, die Zwei-Phasen-Erregungsbetriebsart und die Ein-Zwei-Phasen-Erregungsbetriebsart veranschaulichen. Obwohl der Antriebsmotor 50 derart konfiguriert ist, dass die vier Wicklungen 104 jeder der Phasen U, V und W in Reihe verbunden (geschaltet) sind und eine Gesamtheit der zwölf Wicklungen 104 der Phasen U, V und W sich in einer Sternschaltung befindet, um ein System der Antriebsspule 106 zu bilden, kann ein Dual-Spulen-Antriebsmotor mit zwei Systemen derselben Antriebsspulen 106 verwendet werden.
• Obwohl der Encoder 52 und der Neutralschaltersensor 54 konfiguriert sind, an dem Antriebsmotor 50 gemäß dem Ausführungsbeispiel angeordnet zu werden, ist diese Konfiguration nicht notwendigerweise eine Begrenzung. Beispielsweise kann der Neutralschaltersensor 54 außerhalb des Antriebsmotors 50 angeordnet werden, um direkt die Drehung der manuellen Welle 68 zu erfassen. Obwohl der Encoder 52 ein Magnetdrehencoder ist und der Neutralschaltersensor 54 ein kontaktloser Drehwinkelsensor ist, der aus einem Potentiometer usw. gebildet ist, ist dies nicht eine Begrenzung, und können verschiedene Sensoren angewendet werden. Beispielsweise kann der Encoder 52 ein optischer Encoder oder ein Bürstenencoder sein. Obwohl der Drehwinkel der manuellen Welle 68 (der Drehwinkel der Arretierungsplatte 66) durch den Neutralschaltersensor 54 erfasst wird, ist dies keine Begrenzung, und kann ein Betätigungsausmaß (wie ein Drehwinkel und ein Bewegungsausmaß) anhand eines Teils erfasst werden, der in einer Eins-zu-Eins-Beziehung mit dem Drehantrieb der manuellen Welle 68 angetrieben wird, wie beispielsweise in dem Fall eines Verschiebungsausmaßes des Schieberventilstücks 92 des manuellen Ventils 90.
• Obwohl die Betätigungsvorrichtung zum Umschalten der Schaltposition die Schaltbetätigungsvorrichtung 30 einschließlich des Schalthebels 32 und des P-Schalters 34 gemäß diesem Ausführungsbeispiel ist, ist dies keine Begrenzung, und kann irgendeine Betätigungsvorrichtung angewendet werden, die die Schaltabsicht eines Fahrers in ein elektrisches Signal umwandelt. Beispielsweise kann eine Betätigungsvorrichtung angewendet werden, die Betätigungspositionen (Bedienpositionen) wie ”P”, ”R”, ”N” und ”D” entsprechend den Schaltpositionen, einen Schalthebel (Bedienungskörper) der zu den Betätigungspositionen betätigt wird, und einen Betätigungspositionssensor aufweist, der elektrisch erfasst, dass der Schalthebel zu den Betätigungsposition betätigt wird.
• Obwohl das Ausführungsbeispiel als ein Beispiel des Anwendens der vorliegenden Erfindung auf den Schalt-Umschaltungsmechanismus 16 beschrieben ist, der das Umschalten entsprechend den Schaltpositionen von ”P”, ”R”, ”N” und ”D” durchführt, ist die vorliegende Erfindung nicht notwendiger Weise auf dieses Beispiel begrenzt. Beispielsweise kann ein anderer Schalt-Umschaltungsmechanismus angewandt werden, wie ein Schalt-Umschaltungsmechanismus, der das Umschalten entsprechend hinzugefügter Schaltpositionen eines zweiten Bereichs ”2” und eines niedrigen Bereichs ”L” zusätzlich zu den Schaltpositionen von ”P”, ”R”, ”N” und ”D” durchführt. Die vorliegende Erfindung ist auf einen Schalt-Umschaltungsmechanismus anwendbar, der selektiv zwei Positionen der P-Position und der Nicht-P-Position im Zusammenhang mit der Drehbewegung der Arretierungsplatte 66 erfasst.
• Obwohl ein Ausführungsbeispiel vorstehend beschrieben worden ist, kann die vorliegende Erfindung in verschiedenen modifizierten oder geänderten Formen auf der Grundlage der Kenntnis des Fachmanns implementiert werden.
• Bezugszeichenliste

10

Fahrzeug

14

Antriebsräder (Räder)

16

Schalt-Umschaltungsmechanismus

18

Automatikgetriebe

30

Schaltbetätigungsvorrichtung (Bedienungsvorrichtung)

50

Antriebsmotor (Schrittmotor)

56

Parkzahnrad (rotierende Zähne)

58

Parkverriegelungsstange (Verriegelungszahn)

110

elektronische Steuerungsvorrichtung (Schalt-Umschaltungssteuerungsvorrichtung)

• ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
• Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
• Zitierte Patentliteratur
• JP 2005-24044 [0004]
• JP 2009-92081 [0004]

Claims (4)

1. Schalt-Umschaltungssteuerungsvorrichtung eines Fahrzeugs mit einem Schalt-Umschaltungsmechanismus, der eine Schaltposition eines Automatikgetriebes elektrisch mit Betreiben eines Schrittmotors auf der Grundlage eines Betätigungssignals umschaltet, das einen Betätigungszustand einer Betätigungsvorrichtung zum Umschalten einer Schaltposition des Automatikgetriebes angibt, wobei, falls eine erste Schalt-Umschaltungssteuerung bereitgestellt ist, die vorab als eine Schaltpositions-Umschaltungssteuerung bestimmt ist, die höhere Priorität auf einen höheren Ausgang des Schrittmotors als auf ein Ansprechen des Umschaltens einer Schaltposition legt, die Schalt-Umschaltungssteuerungsvorrichtung eines Fahrzeugs den Schrittmotor in einer Ein-Zwei-Phasen-Erregungsbetriebsart antreibt und eine Drehzahl des Schrittmotors auf eine vorbestimmte erste Drehzahl einstellt, und wobei, falls eine zweite Schalt-Umschaltungssteuerung bereitgestellt ist, die vorab als eine Schaltpositions-Umschaltungssteuerung bestimmt ist, die höhere Priorität auf ein Ansprechen des Umschaltens einer Schaltposition als auf einen höheren Ausgang des Schrittmotors legt, die Schalt-Umschaltungssteuerungsvorrichtung eines Fahrzeugs den Schrittmotor in einer Ein-Phasen-Erregungsbetriebsart oder einer Zwei-Phasen-Erregungsbetriebsart antreibt und eine Drehzahl des Schrittmotors auf eine vorbestimmte zweite Drehzahl einstellt, die höher als die erste Drehzahl ist.
2. Schalt-Umschaltungssteuerungsvorrichtung eines Fahrzeugs nach Anspruch 1, wobei die erste Schalt-Umschaltungssteuerung eine Umschaltungssteuerung von einer Parkposition, die einen verriegelten Zustand mit einem Verriegelungszahn erzielt, der mit sich drehenden Zähnen im Eingriff befindet, die sich zusammen mit einem Rad drehen, auf eine Nicht-Park-Position ist, und wobei die zweite Schalt-Umschaltungssteuerung eine Umschaltungssteuerung von der Nicht-Park-Position auf die Park-Position ist.
3. Schalt-Umschaltungssteuerungsvorrichtung eines Fahrzeugs nach Anspruch 2, wobei die zweite Schalt-Umschaltungssteuerung eine andere Schaltpositions-Umschaltungssteuerung als die Umschaltungssteuerung von der Parkposition auf die Nicht-Park-Position ist.
4. Schalt-Umschaltungssteuerungsvorrichtung eines Fahrzeugs nach einem der Ansprüche 1 bis 3, wobei der Schrittmotor ein Drei-Phasen-Schrittmotor ist.

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