DE112017002201T5

DE112017002201T5 - Schaltbereichssteuerungsvorrichtung

Info

Publication number: DE112017002201T5
Application number: DE112017002201.0T
Authority: DE
Inventors: Shigeru Kamio
Original assignee: Denso Corp
Current assignee: Denso Corp
Priority date: 2016-04-26
Filing date: 2017-03-06
Publication date: 2019-01-17
Anticipated expiration: 2037-03-07
Also published as: CN109073074B; JP6531707B2; US20190131897A1; CN109073074A; WO2017187789A1; DE112017002201B4; JP2017198250A; US10615724B2

Abstract

Eine Schaltbereichssteuerungsvorrichtung zum Umschalten des Schaltbereichs durch Steuern des Antriebs eines Motors (10) umfasst: eine Leerlaufbestimmungsvorrichtung (57), welche bestimmt, ob sich der Motor in einem Leerlaufzustand befindet oder nicht, in welchem der Motor in dem Bereich eines Spiels zwischen der Motorwelle, die der Motorrotationswelle entspricht, und einer Ausgangswelle (15), auf welche die Motorrotation übertragen wird, rotiert; und einen Strombegrenzer (58), welcher den Strom des Motors begrenzt, wenn bestimmt wird, dass sich der Motor in dem Leerlaufzustand befindet.

Description

Querverweis auf verwandte Anmeldung
Die vorliegende Offenbarung basiert auf der japanischen Patentanmeldung mit der Nummer 2016-87741 , welche am 26. April 2016 angemeldet wurde und deren Offenbarung hierin durch Inbezugnahme mit aufgenommen wird.
Technisches Gebiet
Die vorliegende Offenbarung betrifft eine Schaltbereichssteuerungsvorrichtung.
Allgemeiner Stand der Technik
Eine Schaltbereichsumschaltvorrichtung, welche einen Schaltbereich durch Steuern eines Motors gemäß einer Schaltbereichsumschaltanforderung von einem Fahrer umschaltet, ist bekannt. Patentliteratur 1 setzt einen geschalteten Reluktanzmotor als eine Antriebsquelle des Schaltbereichsumschaltmechanismus ein und rotiert einen Sperrhebel, der beispielsweise über eine Reduziervorrichtung mit der Ausgangswelle integriert ist.
Der Erfinder der vorliegenden Offenbarung hat das Nachstehende herausgefunden. Ein Spiel, wie ein Zahnradflankenspiel, existiert zwischen einer Motorwelle und einer Ausgangswelle. Daher rotiert die Motorwelle in einem Bereich des Spiels schnell es kann ein Kollisionsgeräusch auftreten, wenn ein Bereich des Spiels endet.
Literatur des Stands der Technik
Patentliteratur
Patentliteratur 1: JP 4385768 B2
Kurzfassung der Erfindung
Es ist eine Aufgabe der vorliegenden Offenbarung, eine Schaltbereichssteuerungsvorrichtung bereitzustellen, welche das Unterdrücken des Auftretens eines Kollisionsgeräuschs zu der Zeit des Umschaltens eines Schaltbereichs ermöglicht.
Eine Schaltbereichssteuerungsvorrichtung gemäß einem Aspekt der vorliegenden Offenbarung schaltet einen Schaltbereich durch Steuern des Antriebs eines Motors um und umfasst eine Leerlaufbestimmungsvorrichtung und einen Strombegrenzer.
Die Leerlaufbestimmungsvorrichtung bestimmt, ob ein Rotationszustand einem Leerlaufzustand entspricht, in welchem der Motor in einem Bereich eines zwischen einer Motorwelle, die einer Rotationswelle des Motors entspricht, und einer Ausgangswelle, auf welche eine Rotation des Motors übertragen wird, existierenden Spiels rotiert.
Wenn der Leerlaufzustand bestimmt wird, begrenzt der Strombegrenzer einen Strom des Motors.
Es kann möglich sein, das Auftreten des Kollisionsgeräuschs zu der Zeit einer Schaltbereichsumschaltung zu unterdrücken.
Figurenliste
Die Vorstehenden und weitere Aspekte, Merkmale und Vorteile der vorliegenden Offenbarung werden aus der nachfolgenden detaillierten Beschreibung, die unter Bezugnahme auf die beigefügten Abbildungen ausgeführt ist, ersichtlicher. In den Abbildungen sind:

1 eine perspektivische Ansicht, welche ein Shift-By-Wire-System gemäß einer ersten Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung zeigt;
2 eine Abbildung, welche eine schematische Konfiguration eines Shift-By-Wire-Systems gemäß der ersten Ausführungsform zeigt;
3 ein Schaltbild, welches einen Motor und einen Motortreiber gemäß der ersten Ausführungsform zeigt;
4 ein Blockdiagramm, welches die Schaltbereichssteuerungsvorrichtung gemäß der ersten Ausführungsform zeigt;
5 eine Modellansicht zum Erläutern eines zu der Zeit einer Schaltbereichsumschaltung gemäß der ersten Ausführungsform auftretenden Kollisionsgeräuschs;
6 ein Flussdiagramm, welches einen Leerlaufbestimmungsvorgang gemäß der ersten Ausführungsform erläutert;
7 ein Flussdiagramm, welches einen Motorsteuerungsvorgang gemäß der ersten Ausführungsform erläutert; und
8 ein Flussdiagramm, welches den Leerlaufbestimmungsvorgang gemäß einer zweiten Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung erläutert.

Beschreibung von Ausführungsformen
Die Schaltbereichssteuerungsvorrichtung gemäß der vorliegenden Offenbarung wird unter Bezugnahme auf die Abbildungen erläutert. Nachfolgend wird bei mehreren Ausführungsformen eine Erläuterung durch Anwenden eines identischen Bezugs bzw. Bezugszeichens auf eine tatsächlich ähnliche Konfiguration weggelassen.
(Erste Ausführungsform)
Die 1 bis 7 zeigen die Schaltbereichssteuerungsvorrichtung gemäß einer ersten Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung.
Wie in den 1 und 2 gezeigt ist, umfasst ein Shift-By-Wire-System 1 einen Motor 10, einen Schaltbereichsumschaltmechanismus 20, einen Parkverriegelungsmechanismus 30, eine Schaltbereichssteuerungsvorrichtung 40 oder dergleichen.
Der Motor 10 wird durch die von einer in einem Fahrzeug (nicht gezeigt) eingebauten Batterie 45 (wie in 3 beschrieben) zugeführte Leistung rotiert und dient als die Antriebsquelle des Schaltbereichsumschaltmechanismus 20. Der Motor 10 wird eingesetzt, wobei der Motor 10 in der Lage ist, den Strombetrag durch eine Feedbacksteuerung zu verändern und den Befehl für jede Phase zu variieren. Der Motor 10 gemäß der Ausführungsform entspricht einem bürstenlosen Permanentmagnet-DC-Motor. Wie in 3 gezeigt ist, umfasst der Motor 10 zwei Wicklungsgruppen 11 und 12. Die erste Wicklungsgruppe 11 umfasst eine U1-Spule 111, eine V1-Spule 112 und eine W1-Spule 113. Die zweite Wicklungsgruppe 12 umfasst eine U2-Spule 121, eine V2-Spule 122 und eine W2-Spule 123.
Wie in 2 gezeigt ist, erfasst ein Encoder 13 eine Rotationsposition eines Rotors (nicht gezeigt) des Motors 10. Der Encoder 13 ist aus einem mit dem Rotor rotierenden Magneten, einer Hall-IC, welche ein Magnetfeld erfasst, oder dergleichen konfiguriert. Der Encoder 13 synchronisiert mit der Rotation des Rotors und gibt A-Phasen- und B-Phasen-Impulssignale für jeden vorbestimmten Winkel aus.
Ein Reduzierer 14 ist zwischen einer Ausgangswelle 15 und der Motorwelle des Motors 10 angeordnet. Der Reduzierer 14 reduziert die Rotation des Motors 10 und gibt die Rotation des Motors zu der Ausgangswelle 15 aus. Dadurch wird die Rotation des Motors 10 auf den Schaltbereichsumschaltmechanismus 20 übertragen. Ein Ausgangswellensensor 16 erfasst einen Ausgangswellenwinkel θs, der einem Winkel der Ausgangswelle entspricht. Der Ausgangswellensensor 16 ist bei der Ausgangswelle 15 zum Erfassen des Winkels der Ausgangswelle 15 angeordnet. Der Ausgangswellensensor 16 entspricht beispielsweise einem Potentiometer.
Wie in 1 gezeigt ist, umfasst der Schaltbereichsumschaltmechanismus 20 eine Sperrplatte 21, eine Sperrfeder 25 oder dergleichen. Der Schaltbereichsumschaltmechanismus 20 überträgt eine von dem Reduzierer 14 ausgegebene Rotationsantriebskraft auf ein manuelles Ventil 28 und den Parkverriegelungsmechanismus 30.
Die Sperrplatte 21 ist an der Ausgangswelle 15 fixiert und wird durch den Motor 10 angetrieben. Gemäß der Ausführungsform ist eine Richtung, in welcher sich die Sperrplatte 21 von einem proximalen Ende der Sperrfeder 25 weg bewegt, als eine Vorwärtsrotationsrichtung bezeichnet, und die Richtung, in welcher sich die Sperrplatte dem proximalen Ende annähert, ist als eine Rückwärtsrotationsrichtung bezeichnet.
Die Sperrplatte 21 besitzt einen Stift 24, der parallel zu der Ausgangswelle 15 vorsteht. Der Stift 24 ist mit dem manuellen Ventil 28 verbunden. Wenn die Sperrplatte 21 durch den Motor 10 angetrieben wird, bewegt sich das manuelle Ventil 28 entlang einer axialen Richtung hin und her. Das heißt, der Schaltbereichsumschaltmechanismus 20 wandelt die Rotationsbewegung des Motors 10 in eine lineare Bewegung um und überträgt diese auf das manuelle Ventil 28. Das manuelle Ventil 28 ist bei einem Ventilkörper 29 angeordnet. Das manuelle Ventil 28 bewegt sich entlang der axialen Richtung hin und her und dadurch wird ein Hydraulikdruckzuführpfad zu einer Hydraulikkupplung (nicht gezeigt) umgeschaltet. Ein Eingriffszustand der Hydraulikkupplung wird umgeschaltet, so dass der Schaltbereich umgeschaltet bzw. gewechselt wird.
Vier Vertiefungen 22 sind auf der Seite der Sperrplatte 21 näher an der Sperrfeder 25 angeordnet, wobei die vier Vertiefungen das manuelle Ventil 28 bei Positionen gemäß jedem Schaltbereich halten. Die Vertiefungen 22 entsprechen entsprechend jedem Bereich aus den Schaltbereichen von D (Fahren)-, N (Neutral)-, R (Rückwärts)- und P (Parken)-Bereichen ausgehend von dem proximalen Ende der Sperrfeder 25.
Die Sperrfeder 25 entspricht einem elastischen, verformbaren plattenförmigen Element und eine Sperrrolle 26 ist bei einer Spitze der Sperrfeder 25 angeordnet. Die Sperrrolle 26 passt in eine der Vertiefungen 22.
Die Sperrfeder 25 drückt die Sperrrolle 26 hin zu der Rotationsmitte der Sperrplatte 21. Wenn auf die Sperrplatte 21 eine Rotationskraft aufgebracht wird, die größer oder gleich einem vorbestimmten Niveau ist, wird die Sperrfeder 25 elastisch verformt und die Sperrrolle 26 bewegt sich hin zu der Vertiefung 22. Die Sperrrolle 26 bewegt sich von einer Vertiefung 22 hin zu einer anderen Vertiefung 22. Mit der in eine der Vertiefungen 22 eingepassten Sperrrolle 26 ist die Drehbewegung der Sperrplatte 21 beschränkt, eine Axialrichtungsposition des manuellen Ventils 28 und der Zustand des Parkverriegelungsmechanismus 30 werden bestimmt. Der Schaltbereich eines Automatikgetriebes 5 wird festgelegt.
Der Parkverriegelungsmechanismus 30 umfasst einen Parkstab 31, ein konisches Element 32, eine Parkverriegelungsklinke 33, einen Schaftteil 34 und ein Parkzahnrad 35.
Der Parkstab 31 ist als eine im Allgemeinen L-förmige Gestalt vorgesehen und eine Seite eines Endes 311 ist an der Sperrplatte 21 fixiert. Das konische Element 32 ist bei dem anderen Ende 312 des Parkstabs 31 vorgesehen. Das konische Element 32 ist ausgebildet, um sich hin zu dem anderen Ende 312 zu verjüngen. Wenn die Sperrplatte 21 in der Rückwärtsrotationsrichtung dreht, bewegt sich das konische Element 32 in der Richtung eines Pfeils P.
Die Parkverriegelungsklinke 33 stößt gegen eine konische Oberfläche des konischen Elements 32 und kann um den Schaftteil 34 drehen. Die Parkverriegelungsklinke 32 besitzt auf der Seite des Parkzahnrads 35 bei der Parkverriegelungsklinke 33 einen Vorsprung 331, welcher mit dem Parkzahnrad 35 ineinandergreifen kann. Wenn die Sperrplatte 21 in der Rückwärtsrotationsrichtung rotiert, bewegt sich das konische Element 32 in der Richtung eines Pfeils P und die Parkverriegelungsklinke 33 wird nach oben gedrückt, so dass der Vorsprung 331 mit dem Parkzahnrad 35 ineinander greift. Wenn die Sperrplatte 21 im Gegensatz dazu in der Vorwärtsrotationsrichtung rotiert und sich das konische Element 32 in der Pfeilrichtung Nicht-P bewegt, wird der Vorsprung 331 aus dem Eingriff mit dem Parkzahnrad 35 gelöst.
Das Parkzahnrad 35 ist bei einer Achse (nicht gezeigt) angeordnet, um mit dem Vorsprung 331 auf der Parkverriegelungsklinke 33 ineinandergreifen zu können. Das mit dem Vorsprung 331 ineinandergreifende Parkzahnrad 35 beschränkt die Rotation der Achse. Wenn der Schaltbereich einem von P abweichenden, anderen der Bereiche entspricht (Nicht-P-Bereich), ist das Parkzahnrad 35 nicht durch die Parkverriegelungsklinke 33 verriegelt, so dass die Rotation der Achse durch den Parkverriegelungsmechanismus 30 nicht gestoppt ist. Wenn der Schaltbereich dem P-Bereich entspricht, ist das Parkzahnrad 35 durch die Parkverriegelungsklinke 33 verriegelt und die Rotation der Achse ist beschränkt.
Wie in den 2 und 3 gezeigt ist, umfasst die Schaltbereichssteuerungsvorrichtung 40 Motortreiber 41 und 42, eine ECU 50 oder dergleichen.
Der Motortreiber 41 entspricht einem Dreiphasen-Wechselrichter, welcher die Bestromung der ersten Wicklungsgruppe 11 umschaltet. Schaltelemente 411 bis 416 sind brückenverschaltet. Ein Ende der U1-Spule 111 ist mit einem Verbindungspunkt zwischen dem Paar von U-Phasen-Schaltelementen 411 und 414 verbunden. Ein Ende der V1-Spule 112 ist mit einem Verbindungspunkt zwischen dem Paar von V-Phasen-Schaltelementen 412 und 415 verbunden. Ein Ende der W1-Spule 113 ist mit einem Verbindungspunkt zwischen dem Paar von W-Phasen-Schaltelementen 413 und 416 verbunden. Die anderen Enden der Spulen 111 bis 113 sind mit einem Verbindungsabschnitt 115 verbunden.
Der Motortreiber 42 entspricht einem Dreiphasen-Wechselrichter, welcher die Bestromung der zweiten Wicklungsgruppe 12 umschaltet. Schaltelemente 421 bis 426 sind brückenverschaltet. Ein Ende der U2-Spule 121 ist mit einem Verbindungspunkt zwischen dem Paar von U-Phasen-Schaltelementen 421 und 424 verbunden. Ein Ende der V2-Spule 122 ist mit einem Verbindungspunkt zwischen dem Paar von V-Phasen-Schaltelementen 422 und 425 verbunden. Ein Ende der W2-Spule 123 ist mit einem Verbindungspunkt zwischen dem Paar von W-Phasen-Schaltelementen 423 und 426 verbunden. Die anderen Enden der Spulen 121 bis 123 sind mit einem Verbindungsabschnitt 125 verbunden.
Die Schaltelemente 411 bis 416 und 421 bis 426 gemäß der Ausführungsform sind MOSFETs. Andere Vorrichtungen, wie IGBTs, können ebenso eingesetzt werden.
Ein Motorrelais 46 ist zwischen dem Motortreiber 41 und der Batterie 45 angeordnet. Ein Motorrelais 47 ist zwischen dem Motortreiber 42 und der Batterie 45 angeordnet. Die Motorrelais 46 und 47 schalten sich an, wenn sich ein Anlasserschalter, wie ein Zündschalter oder dergleichen, anschaltet bzw. angeschaltet wird, so dass Leistung zu dem Motor 10 geführt wird. Die Motorrelais 46 und 47 schalten sich ab, während sich der Anlasserschalter abschaltet, so dass die Leistungszuführung zu dem Motor 10 abgesperrt bzw. abgeschaltet ist.
Die ECU 50 steuert den Antrieb des Motors 10 durch Steuern einer An-Aus-Betätigung der Schaltelemente 411 bis 416, 421 bis 426. Die ECU 50 steuert den Antrieb eines Getriebe-Hydrauliksteuerungssolenoids 6 basierend auf der Fahrzeuggeschwindigkeit, einem Gaspedalöffnungsgrad und einem Fahreranforderungsschaltbereich oder dergleichen. Das Getriebe-Hydrauliksteuerungssolenoid 6 wird gesteuert und dadurch wird die Schaltstufe gesteuert. Das Getriebe-Hydrauliksteuerungssolenoid 6 wird gesteuert und dadurch wird die Schaltstufe gesteuert. Gemäß der Ausführungsform können, obwohl eine ECU 50 den Antrieb des Motors 10 und des Solenoids 6 steuert, eine Motor-ECU für eine den Motor 10 steuernde Motorsteuerung und eine AT-ECU getrennt vorgesehen sein. Eine Antriebssteuerung des Motors 10 wird hauptsächlich erläutert.
Wie in 4 gezeigt ist, umfasst die ECU 50 eine Winkelberechnungsvorrichtung 51, eine Feedback-Steuerungsvorrichtung 52, eine Stationärphasen-Bestromungssteuerungsvorrichtung 61, eine Schaltsteuerungsvorrichtung 65 und einen Signalgenerator 66 oder dergleichen. Die ECU 50 ist hauptsächlich aus einem Mikrocomputer oder dergleichen konfiguriert. Verschiedene Prozesse in der ECU 50 können Softwareprozessen eines Programms, das in einer tangiblen Speichervorrichtung, wie einem ROM, bereits gespeichert ist und durch eine CPU ausgeführt wird, entsprechen, oder diese können Hardwareprozessen entsprechen, die durch spezielle elektronische Schaltungen ausgeführt werden.
Die Winkelberechnungsvorrichtung 51 berechnet einen tatsächlichen Zählwert Cen, welcher dem Zählwert des Encoders 13 entspricht, basierend auf den von dem Encoder 13 ausgegebenen A-Phasen und B-Phasen-Impulsen. Der tatsächliche Zählwert Cen entspricht einem Wert gemäß einem tatsächlichen mechanischen Winkel und einem tatsächlichen elektrischen Winkel des Motors 10. Gemäß der Ausführungsform ist der tatsächliche Zählwert Cen als ein „tatsächlicher Winkel“ bezeichnet.
Wie vorstehend beschrieben ist, ist der Reduzierer 14 zwischen der Motorwelle des Motors 10 und der Ausgangswelle 15 angeordnet. Wenn die Motorwelle in einem Fall in dem Bereich eines Spiels bei Zahnradzähnen des Reduzierers 14 rotiert, in welchem sich der Anlasserschalter abschaltet bzw. abgeschaltet ist, kann die relative Position zwischen der Motorwelle und der Ausgangswelle 15, wenn sich der Anlasserschalter abschaltet, von der relativen Position zwischen der Motorwelle und der Ausgangswelle 15, wenn sich der Anlasserschalter anschaltet, unterscheiden. Daher führt die Winkelberechnungsvorrichtung 51 ein Initiallernen durch und berechnet einen Korrekturwert, wenn sich der Anlasserschalter anschaltet. Das Initiallernen passt den Zählwert des Encoders 13 auf die Position der Ausgangswelle 15 durch eine Wandstoßsteuerung an, welche den Motor 10 in beiden Richtungen rotiert und auf beiden Seiten des mit der Motorwelle in Eingriff stehenden Zahnrads gegen die Wand stoßt. Der tatsächliche Zählwert Cen kann einem Wert nach der Korrektur mit dem Korrekturwert entsprechen.
Die Feedback-Steuerungsvorrichtung 52 umfasst einen Phasenvorschubfilter 53, einen Subtrahierer 54 und eine Steuerungsvorrichtung 55, eine Leerlaufbestimmungsvorrichtung 57 und einen Tastverhältnis-Begrenzer 58 als einen Strombegrenzer. Die Feedback-Steuerungsvorrichtung 52 führt die Positions-Feedbacksteuerung durch.
Der Phasenvorschubfilter 53 führt eine Phasenvorschubkompensation durch, bei welcher eine Phase des tatsächlichen Zählwerts Cen vorgerückt wird, und dieser berechnet einen Phasenvorschubwert Cen_pl. Der „tatsächliche Winkel“ kann den Phasenvorschubwert Cen_pl umfassen, welcher den Phasenvorschubfilterprozess ausführt.
Der Subtrahierer 54 berechnet eine Abweichung ΔCen zwischen dem Phasenvorschubwert Cen_pl und dem Soll-Zählwert Cen* gemäß dem durch eine Betätigung eines Schalthebels (nicht gezeigt) in den Abbildungen oder dergleichen eingegebenen Fahreranforderungsschaltbereich.
Die Steuerungsvorrichtung 55 berechnet ein Tastverhältnis Du_a vor einer Beschränkung durch eine PI-Steuerung oder dergleichen, so dass die Abweichung ΔCen gleich 0 wird, um den Soll-Zählwert Cen* in Übereinstimmung mit dem Phasenvorschubwert Cen_pl für den tatsächlichen Zählwert zu bringen. Die Positions-Feedbacksteuerung kann ein Ausmaß des in den Spulen 111-113, 121-123 fließenden Stroms und eines Drehmoments durch Verändern des Tastverhältnisses mit einer PWM-Steuerung oder dergleichen variieren.
Gemäß der Ausführungsform steuert eine Rechtecksignalsteuerung durch eine Bestromung von 120° den Antrieb des Motors 10. Bei der Rechtecksignalsteuerung durch die Bestromung von 120° schalten sich das Schaltelement auf einer Hochspannungsseite der ersten Phase und ein Schaltelement auf einer Niederspannungsseite der zweiten Phase an. Eine Bestromungsphase wird durch Verändern einer Kombination der ersten Phase und der zweiten Phase alle 60° elektrischer Winkel umgeschaltet. Ein Rotationsmagnetfeld tritt bei den Wicklungsgruppen 11, 12 auf und der Motor 10 rotiert. Gemäß der Ausführungsform ist eine Rotationsrichtung des Motors 10 zu der Zeit einer Rotation der Ausgangswelle 15 in der Vorwärtsrotationsrichtung auf eine Vorwärtsrichtung eingestellt. Das Tastverhältnis, wenn der Motor 10 ein positives Drehmoment ausgibt, ist positiv eingestellt. Das Tastverhältnis, wenn der Motor 10 ein negatives Drehmoment ausgibt, ist auf negativ eingestellt. Ein zu erlangender Tastverhältnisbereich ist auf -100 [%] bis 100 [%] eingestellt. Das Tastverhältnis ist positiv eingestellt, wenn der Motor 10 veranlasst wird, die Vorwärtsrotation durchzuführen. Das Tastverhältnis ist negativ eingestellt, wenn der Motor 10 veranlasst wird, die Rückwärtsrotation durchzuführen. Die Rotationsrichtung des Motors 10 entspricht der Vorwärtsrotationsrichtung, wenn ein Bremsmoment (das heißt, ein negatives Moment) zum Stoppen des die Vorwärtsrotation durchführenden Motors 10 auftritt. In diesem Fall wird das Tastverhältnis negativ. Gleichermaßen wird das Tastverhältnis positiv, wenn das Bremsmoment zum Stoppen des die Rückwärtsrotation durchführenden Motors 10 auftritt.
Die Leerlaufbestimmungsvorrichtung 57 bestimmt, ob ein Rotationszustand des Motors 10 einem Leerlaufzustand entspricht. Die Leerlaufbestimmungsvorrichtung 57 schaltet ein Strombegrenzungskennzeichen Flg_L an und gibt dieses zu dem Tastverhältnis-Begrenzer 58 aus, wenn der Rotationszustand des Motors 10 dem Leerlaufzustand entspricht.
Details der Leerlaufbestimmung sind später beschrieben.
Der Tastverhältnis-Begrenzer 58 begrenzt ein Tastverhältnis, um einen Maximalwert des Motorstroms zu beschränken, wenn der Rotationszustand des Motors 10 dem Leerlaufzustand entspricht. Der Tastverhältnis-Begrenzer 58 begrenzt bzw. beschränkt den Maximalwert des Tastverhältnisses auf ein maximales Tastverhältnis DH, wenn sich das Strombegrenzungskennzeichen Flg_L anschaltet. Genauer gesagt, der Tastverhältnis-Begrenzer 58 beschränkt das Tastverhältnis Du nach der Beschränkung auf das maximale Tastverhältnis DH in einem Fall, in welchem ein Absolutwert des Tastverhältnisses Du_a vor der Beschränkung das maximale Tastverhältnis DH überschreitet. Der Tastverhältnis-Begrenzer 58 stellt das Tastverhältnis Du_a in einem Fall, in welchem der Absolutwert des Tastverhältnisses Du_a vor der Beschränkung kleiner oder gleich dem maximalen Tastverhältnis DH ist, auf das Tastverhältnis Du nach der Beschränkung ein. Positiv oder negativ des Tastverhältnisses nach der Beschränkung entspricht dem Tastverhältnis vor der Beschränkung. Das Tastverhältnis Du_a vor der Beschränkung bleibt in einem Fall, in welchem sich das Strombegrenzungskennzeichen Flg_L abschaltet, als das Tastverhältnis Du nach der Beschränkung eingestellt.
Das Tastverhältnis Du nach der Beschränkung wird zu dem Signalgenerator 66 ausgegeben.
Die Stationärphasen-Bestromungssteuerungsvorrichtung 61 führt eine Stationärphasenbestromungssteuerung durch. Die Stationärphasensteuerungsbestromungssteuerung entspricht einer Steuerung zum Stoppen der Rotation für den Motor 10. Die Stationärphasensteuerungsbestromungssteuerung wählt die Stationärphase gemäß dem elektrischen Winkel aus und steuert die Schaltelemente 411 bis 416, 421 bis 426, so dass der Strom in einer vorbestimmten Richtung der ausgewählten Stationärphase fließt. Eine Erregungsphase ist festgelegt. Wenn die Erregungsphase festgelegt ist, stoppt der Motor 10 bei einem vorbestimmten elektrischen Winkel entsprechend der Erregungsphase. Die Stationärphasen-Bestromungssteuerungsvorrichtung 61 wählt die Stationärphase und die Bestromungsphase basierend auf dem tatsächlichen Zählwert Cen aus, um den Motor 10 bei dem elektrischen Winkel zu stoppen, der am nächsten an der vorliegenden Rotorposition liegt.
Die Stationärphasenbestromungssteuerung wird durchgeführt, wenn die Differenz zwischen dem tatsächlichen Zählwert Cen und dem Soll-Zählwert Cen* kleiner oder gleich einem Winkelbestimmungsschwellenwert ENth wird. Es wird betrachtet, dass der tatsächliche Zählwert Cen im Wesentlichen mit dem Soll-Zählwert Cen* übereinstimmt, wenn die Stationärphasenbestromungssteuerung durchgeführt wird. Es kann möglich sein, den Motor 10 durch Stoppen des elektrischen Winkels, welcher am nächsten liegt und ausgehend von der vorliegenden Rotorposition gestoppt werden kann, bei einem Punkt zu stoppen, der im Wesentlichen mit dem Soll-Zählwert Cen* übereinstimmt. Streng genommen kann zwischen dem elektrischen Winkel entsprechend dem Soll-Zählwert Cen* und dem elektrischen Winkel, welcher den Motor 10 bei der Stationärphasenbestromungssteuerung stoppt, ein Freiraum für die Motorauflösung maximal auftreten. Der Freiraum einer Stopp-Position der Ausgangswelle 15 ist klein, wenn die Reduktionsrate des Reduzierers 14 hoch ist, so dass keine Schwierigkeit auftritt.
Die Schaltsteuerungsvorrichtung 65 schaltet einen Steuerungszustand des Motors 10 um. Insbesondere schaltet die Schaltsteuerungsvorrichtung 65 gemäß der Ausführungsform den Steuerungszustand basierend auf dem Soll-Zählwert Cen* und dem tatsächlichen Zählwert Cen auf die Positions-Feedbacksteuerung oder die Stationärphasenbestromungssteuerung.
Die Schaltsteuerungsvorrichtung 65 schaltet den Steuerungszustand des Motors 10 auf die Positions-Feedbacksteuerung ein, wenn sich der Fahreranforderungsschaltbereich verändert. Die Schaltsteuerungsvorrichtung 65 schaltet auf die Stationärphasenbestromungssteuerung um, wenn ein Absolutwert einer Differenz zwischen dem Soll-Zählwert Cen* und dem tatsächlichen Zählwert Cen kleiner oder gleich dem Winkelbestimmungsschwellenwert ENth ist. Die Schaltsteuerungsvorrichtung 65 setzt die Stationärphasenbestromungssteuerung fort, bis die Bestromungsdauer Ta nach dem Umschalten auf die Stationärphasenbestromungssteuerung verstreicht. Die Schaltsteuerungsvorrichtung 65 schaltet auf die Bestromungs-Aus-Steuerung um, nachdem die Bestromungsdauer Ta verstreicht. Bei der Bestromungs-Aus-Steuerung werden sämtliche Schaltelemente 411 bis 416 und 421 bis 426 abgeschaltet. Gemäß der Ausführungsform entspricht der Absolutwert der Differenz zwischen dem Soll-Zählwert Cen* und dem tatsächlichen Zählwert Cen einem „Differenzwert zwischen dem Sollwinkel und dem tatsächlichen Winkel“.
Der Signalgenerator 66 erzeugt das Antriebssignal, welches die Schaltelemente 411 bis 416, 421 bis 426 gemäß dem durch die Schaltsteuerungsvorrichtung 65 ausgewählten Steuerungszustand an-/ausschaltet. Der Signalgenerator 66 gibt dieses zu den Motortreibern 41 und 42 aus, so dass der Antrieb des Motors 10 gesteuert wird.
Eine Beziehung zwischen der Motorwelle des Motors 10 und der Ausgangswelle 15 wird unter Bezugnahme auf 5 erläutert. 5 zeigt die Beziehung zwischen der Motorwelle und der Ausgangswelle schematisch. In 5 sind die Rotationsrichtungen der Motorwelle und der Ausgangswelle als vertikale Richtung der Blattebene erläutert.
Wie in 5 gezeigt ist, ist der Reduzierer 14 zwischen der einer Rotationswelle des Motors 10 entsprechenden Motorwelle und der Ausgangswelle 15 angeordnet. Zwischen dem Reduzierer 14 und der Ausgangswelle 15 existiert „ein Spiel“ einschließlich eines Zahnradflankenspiels. Gemäß der Ausführungsform entspricht der Motor 10 einem bürstenlosen DC-Motor. Daher rotiert die Motorwelle in dem Spiel und der Reduzierer 14 und die Ausgangswelle 15 können durch einen Effekt, wie ein Rastmoment, getrennt werden, wenn die Bestromung zu dem Motor 10 gestoppt wird. Der Motor 10 treibt nach dem Zustand an, dass der Reduzierer 14 und die Ausgangswelle 15 auf einer Seite einer Rotationsrichtung getrennt sind und stoppen. Die Motorwelle rotiert in dem Spiel im Wesentlichen in einem lastfreien Zustand.
Der Zustand, dass der Motor 10 in dem zwischen der Motorwelle und der Ausgangswelle 15 vorliegenden Spiel rotiert, kann als ein „Leerlaufzustand“ eingestellt sein. Gemäß der Ausführungsform wird als der Leerlaufzustand hauptsächlich ein Fall erläutert, in welchem der Motor 10 in einem Zustand rotiert, in welchem das Zahnrad des Reduzierers 14 und die Ausgangswelle 15 auf der Seite einer Rotationsrichtung voneinander getrennt sind.
Ein Umwandlungswert, der durch Umwandeln des Rotationswinkels des Motors 10 gemäß dem tatsächlichen Zählwert Cen bei einem Übersetzungsverhältnis des Reduzierers 14 erhalten wird, kann als ein „Motorwinkel θm“ eingestellt sein. Wie vorstehend beschrieben ist, entspricht der tatsächliche Zählwert Cen einem Wert, der durch das Initiallernen korrigiert wird. Daher entsprechen der Motorwinkel θm und der Ausgangswellenwinkel θs einander, wenn die Motorwelle und die Ausgangswelle 15 integral rotieren. Somit stimmen ein Motorwinkelvariationsbetrag Δθm, welcher einem Variationsbetrag des Motorwinkels θm entspricht, und ein Ausgangswellenwinkelvariationsbetrag Δθs, welcher einem Variationsbetrag des Ausgangswellenwinkels θs entspricht, überein, wenn die Motorwelle und die Ausgangswelle 15 integral rotieren. Die Variationsbeträge Δθm und Δθs sind auf jeweilige Differenzwerte von vorherigen Berechnungswerten eingestellt.
Die Leerlaufbestimmungsvorrichtung 57 bestimmt den Rotationszustand des Motors 10 als den Leerlaufzustand, wenn der Ausgangswellenwinkelvariationsbetrag Δθs und der Motorwinkelvariationsbetrag Δθm unterschiedlich sind. Gemäß der Ausführungsform bestimmt die Leerlaufbestimmungsvorrichtung 57 den Rotationszustand des Motors 10 als den Leerlaufzustand, wenn der Absolutwert der Differenz zwischen dem Ausgangswellenwinkelvariationsbetrag Δθs und dem Motorwinkelvariationsbetrag Δθm einen Leerlaufbestimmungsschwellenwert θth überschreitet. Der Leerlaufbestimmungsschwellenwert θth ist auf einen kleinen Wert (beispielsweise 0,1°) eingestellt, was so betrachtet werden kann, dass der Ausgangswellenwinkelvariationsbetrag Δθs und der Motorwinkelvariationsbetrag Δθm übereinstimmen.
4 beschreibt, dass der tatsächliche Zählwert Cen bei der Leerlaufbestimmungsvorrichtung 57 eingegeben wird. Jedoch kann die Winkelberechnungsvorrichtung 51 den Motorwinkel θm berechnen und der berechnete Motorwinkel θm kann bei der Leerlaufbestimmungsvorrichtung 57 eingegeben werden. Der Motorwinkelvariationsbetrag Δθm kann als ein Differenzwert zwischen einem vorhergehenden Wert des Motorwinkels θm und einem vorliegenden Wert des Motorwinkels θm berechnet werden. Der Motorwinkelvariationsbetrag Δθm kann durch Umwandeln des Differenzwerts zwischen einem vorhergehenden Wert des tatsächlichen Zählwerts Cen und einem vorliegenden Wert des tatsächlichen Zählwerts Cen bei dem Übersetzungsverhältnis berechnet werden.
Wie durch einen Pfeil Ym in 5 gezeigt ist, befindet sich der Motor 10 im Leerlauf, eine Fläche im Inneren des Reduzierers 14 und die Ausgangswelle 15 treffen zusammen und ein Kollisionsgeräusch tritt auf. Insbesondere kann das Kollisionsgeräusch groß bzw. laut werden, wenn sich der Motor 10 in einem Fall, in welchem das Spiel groß ist, mit einer hohen Geschwindigkeit im Leerlauf befindet. Die Fläche im Inneren des Reduzierers 14 und die Ausgangswelle 15 gelangen miteinander in Kontakt, das Kollisionsgeräusch tritt nicht auf, während der Motor 10 in einer ähnlichen Richtung kontinuierlich rotiert, da der Reduzierer 14 und die Ausgangswelle 15 integral rotieren.
Gemäß der Ausführungsform wird das Kollisionsgeräusch durch Beschränken des Maximalwerts des Motorstroms und durch Unterdrücken der Drehzahl des Motors 10 unterdrückt, wenn sich der Rotationszustand des Motors 10 in dem Leerlaufzustand befindet. Gemäß der Ausführungsform wird der Maximalwert des Motorstroms durch Beschränken des Tastverhältnisses beschränkt.
Der Leerlaufbestimmungsprozess gemäß der Ausführungsform wird unter Bezugnahme auf ein in 6 gezeigtes Flussdiagramm erläutert. Dieser Prozess wird in der ECU 50 in einer vorbestimmten Zeitdauer ausgeführt, wenn sich der Anlasserschalter anschaltet bzw. angeschaltet ist.
Bei S101 bestimmt die Leerlaufbestimmungsvorrichtung 57 zu einer ersten Zeit, ob das Bestromungskennzeichen angeschaltet ist. Das Bestromungskennzeichen schaltet sich an, wenn sich der Fahreranforderungsschaltbereich verändert. Das Bestromungskennzeichen schaltet auf aus, wenn die Stationärbestromungssteuerung endet. Wenn bestimmt wird, dass das Bestromungskennzeichen abgeschaltet ist (S101: Nein), wird der nachfolgende Prozess nicht ausgeführt. Wenn bestimmt wird, dass das Bestromungskennzeichen auf An geschaltet ist (S101: Ja), wechselt der Vorgang auf S102.
Bei S102 bestimmt die Leerlaufbestimmungsvorrichtung 57, ob der Ausgangswellenwinkel θs variiert. Wenn bestimmt wird, dass der Ausgangswellenwinkel θs variiert (S102: Ja), wechselt der Vorgang auf S105. Wenn bestimmt wird, dass der Ausgangswellenwinkel θs nicht variiert (S102: Nein), wechselt der Vorgang auf S103.
Bei S103 bestimmt die Leerlaufbestimmungsvorrichtung 57, ob der Ausgangswellenwinkelvariationsbetrag Δθs und der Motorwinkelvariationsbetrag Δθm übereinstimmen. Wenn bestimmt wird, dass der Ausgangswellenwinkelvariationsbetrag Δθs und der Motorwinkelvariationsbetrag Δθm übereinstimmen (S103: Ja), wird der Rotationszustand des Motors 10 nicht als der Leerlaufzustand betrachtet und der Vorgang wechselt auf S105. Wenn bestimmt wird, dass der Ausgangswellenwinkelvariationsbetrag Δθs und der Motorwinkelvariationsbetrag Δθm nicht übereinstimmen (S103: Nein), wird der Rotationszustand des Motors 10 als der Leerlaufzustand betrachtet und der Vorgang wechselt auf S104.
Bei S104 bewirkt die Leerlaufbestimmungsvorrichtung 57, dass das Strombegrenzungskennzeichen Flg_L auf An geschaltet, führt eine Ausgabe zu dem Tastverhältnis-Begrenzer 58 durch. Der Tastverhältnis-Begrenzer 58 beschränkt den Maximalwert des Tastverhältnisses auf das Tastverhältnis DH.
Bei S105 schaltet sich das Strombegrenzungskennzeichen Flg_L auf Aus. Der Tastverhältnis-Begrenzer 58 führt die Tastverhältnisbeschränkung nicht durch.
Der Motorsteuerungsprozess gemäß der Ausführungsform wird unter Bezugnahme auf ein Zeitdiagramm von 7 erläutert. In 7 ist eine gemeinsame Zeitachse als horizontale Achse eingerichtet. 7 zeigt den Fahreranforderungsschaltbereich, das Bestromungskennzeichen, den Motorwinkel θm, den Ausgangswellenwinkel θs, das Tastverhältnis, den Motorstrom und das Strombegrenzungskennzeichen Flg_L. Es ist ein Beispiel erläutert, dass der Motor 10 in der Vorwärtsrichtung rotiert, um den Schaltbereich ausgehend von dem P-Bereich auf den D-Bereich umzuschalten. Jedoch sind mit Ausnahme von unterschiedlichen Punkten des Soll-Zählwerts Cen* die Richtung des Motors 10, das Detail der Leerlaufbestimmung und die Strombegrenzung oder dergleichen zu der Zeit des Umschaltens des anderen Bereichs ähnlich zu diesem Beispiel.
In 7 zeigt ein gestrichelter Pfeil bzw. eine gestrichelte Linie den Motorstrom, das Tastverhältnis, einen Ausgangswellenwinkel θs_c und einen Motorwinkel θm_c, wenn die Strombegrenzung nicht durchgeführt wird. Hinsichtlich des Motorwinkels θm und des Ausgangswellenwinkels θs in 7 entsprechen der θ(Cen*) und der θ(ENth) Werten, die durch Umwandeln des Soll-Zählwerts Cen* und des Winkelbestimmungsschwellenwerts ENth bei dem Übersetzungsverhältnis des Reduzierers 14 erhalten werden. Der Motorwinkel θm und der Ausgangswellenwinkel θs stimmen überein, wenn die Motorwelle und die Ausgangswelle 15 integral rotieren. Der Motorwinkel θm und der Ausgangswellenwinkel θs sind beschrieben, um zur Erläuterung in der Abbildung geringfügig voneinander abzuweichen.
Wie in 7 gezeigt ist, wird zu einer Zeit x1, wenn der Fahreranforderungsschaltbereich ausgehend von dem P-Bereich auf den D-Bereich geändert wird, das Bestromungskennzeichen von Aus auf An umgeschaltet. Wenn der Fahreranforderungsschaltbereich verändert wird, wird der Soll-Zählwert Cen* entsprechend dem Fahreranforderungsschaltbereich eingestellt. Unmittelbar nach der Zeit x1, wenn der Fahreranforderungsschaltbereich verändert ist, ist die Differenz zwischen dem Soll-Zählwert Cen* und dem tatsächlichen Zählwert Cen größer als die Winkelbestimmungsschwelle ENth, so dass der Motor 10 durch die Positions-Feedbacksteuerung gesteuert wird.
Gemäß der Ausführungsform wird ein Ansprechverhalten des Motors 10 durch das Durchführen der Positions-Feedbacksteuerung verbessert. Zu Beginn des Startens des Motors 10 ist die Differenz zwischen dem Soll-Zählwert Cen* und dem tatsächlichen Zählwert Cen groß und das Tastverhältnis Du_a vor der Beschränkung wird zu 100 %. Zu Beginn des Startens des Motors 10 rotiert der Motor 10 in einem Zustand, in welchem die Last im Wesentlichen gleich 0 ist, wenn der Reduzierer 14 und die Ausgangswelle 15 getrennt sind. Daher kann, wie durch die unterbrochene Linie gezeigt ist, ein großes bzw. lautes Kollisionsgeräusch aufgrund der Kollision des Reduzierers 14 mit der Ausgangswelle 15 auftreten, wenn der Motor 10 ohne die Beschränkung des Tastverhältnisses rotiert.
Gemäß der Ausführungsform wird der Rotationszustand des Motors 10 ausgehend von der Zeit x1 bis zu der Zeit x2 gemäß dem Leerlaufzustand beschränkt. Insbesondere schaltet sich das Strombegrenzungskennzeichen Flg_L an und der Maximalwert des Tastverhältnisses wird auf das maximale Tastverhältnis DH beschränkt. Der Motorstrom wird beschränkt. Im Vergleich zu dem Fall, in welchem das Tastverhältnis nicht beschränkt ist, ist die Drehzahl des Motors 10 niedrig und das Kollisionsgeräusch wird unterdrückt. Gemäß der Ausführungsform wird der Motorstrom beschränkt, bis der Leerlaufzustand endet.
Zu der Zeit x2, wenn der Leerlaufzustand endet und das Zahnrad des Reduzierers 14 gegen die Ausgangswelle 15 stößt, tritt das Kollisionsgeräusch nicht auf, da die Motorwelle und die Ausgangswelle 15 über den Reduzierer 14 integral rotieren. Daher ist das Strombegrenzungskennzeichen Flg_L nach der Zeit x2 auf Aus eingestellt, die Tastverhältnisbeschränkung wird aufgelöst und der Motor 10 wird durch die Positions-Feedbacksteuerung gesteuert. Der tatsächliche Zählwert Cen nähert sich dem Soll-Zählwert Cen* an. Es kann möglich sein, das Ansprechverhalten durch Durchführen des Feedbacks des Phasenvorschubwerts Cen_pl, nachdem der Phasenvorschubfilterprozess bei dem Phasenvorschubwert Cen_pl ausgeführt ist, zu verbessern.
Zu einer Zeit x3, wenn die Differenz zwischen dem Soll-Zählwert Cen* und dem tatsächlichen Zählwert Cen zu der Winkelbestimmungsschwelle ENth oder kleiner wird, wird der Steuerungszustand des Motors 10 ausgehend von der Positions-Feedbacksteuerung auf die Stationärphasenbestromungssteuerung umgeschaltet. Die Stationärphasenbestromung ermöglicht, dass der Motor 10 schnell stoppt.
Während die Bestromungsdauer Ta nach der Zeit x3 bis zu der Zeit x4 verstreicht, dauert die Stationärphasenbestromungssteuerung an. Ein Nachlaufen (Hunting) oder dergleichen wird unterdrückt, so dass es möglich sein kann, den Motor 10 sicher zu stoppen. Daher kann es möglich sein, die Sperrrolle 26 bei einer gewünschten Vertiefung anzubringen bzw. einzupassen.
Zu der Zeit x4, wenn die Bestromungsdauer Ta ausgehend von dem Start der Stationärphasenbestromungssteuerung verstrichen ist, verändert die Schaltsteuerungsvorrichtung 65 den Steuerungszustand auf die Bestromungs-Aus-Steuerung. Die Schaltsteuerungsvorrichtung 65 schaltet das Bestromungskennzeichen auf Aus. Der Aus-Zustand des Bestromungskennzeichens dauert an, bis der Fahreranforderungsschaltbereich erneut verändert wird, so dass die Bestromungs-Aus-Steuerung als der Steuerungszustand des Motors 10 andauert. Dadurch wird mit Ausnahme davon, wenn die Schaltbereiche umgeschaltet bzw. gewechselt werden, keine Leistung zu dem Motor 10 geführt, so dass es möglich sein kann, den Leistungsverbrauch im Vergleich dazu, wenn Leistung zugeführt wird, zu reduzieren.
Bei der Stationärphasenbestromungssteuerung und der Bestromungs-Aus-Steuerung wird das Tastverhältnis bei der Positions-Feedbacksteuerung nicht eingesetzt. Der Einfachheit halber ist das Tastverhältnis in der Abbildung jedoch als 0 beschrieben.
Wie durch den Motorwinkel θm und den Ausgangswellenwinkel θs in 7 gezeigt ist, entspricht der Rotationszustand des Motors 10 ausgehend von der Zeit x1 bis zu der Zeit x2 dem Leerlaufzustand, und eine Zeitdauer ausgehend von der Zeit x1 bis zu der Zeit x2 ist auf eine Leerlaufzeitdauer eingestellt. In der Leerlaufzeitdauer unterscheiden sich der Motorwinkel θm und der Ausgangswellenwinkel θs. In der Leerlaufzeitdauer ist der Motorwinkelvariationsbetrag Δθm nicht gleich 0, da der Motorwinkel θm variiert. Der Ausgangswellenwinkelvariationsbetrag Δθs ist annähernd gleich 0, da der Ausgangswellenwinkel θs konstant ist. Das heißt, in der Leerlaufzeitdauer unterscheiden sich der Motorwinkelvariationsbetrag Δθm und der Ausgangswellenwinkelvariationsbetrag Δθs.
Die Leerlaufzeitdauer endet, der Motorwinkel θm und der Ausgangswellenwinkel θs stimmen überein und der Ausgangswellenwinkel θs variiert gleichermaßen gemäß der Variation des Motorwinkels θm. Somit stimmen der Motorwinkelvariationsbetrag Δθm und der Ausgangswellenwinkelvariationsbetrag Δθs überein, wenn der Leerlaufzustand endet. Gemäß der Ausführungsform wird der Rotationszustand des Motors 10 als der Leerlaufzustand bestimmt, wenn sich der Motorwinkelvariationsbetrag Δθm und der Ausgangswellenwinkelvariationsbetrag Δθs unterscheiden. Dadurch kann es möglich sein, basierend auf dem Motorwinkel θm und dem Ausgangswellenwinkel θs geeignet zu bestimmen, ob der Rotationszustand des Motors 10 dem Leerlaufzustand entspricht.
Wie vorstehend erläutert ist, schaltet die Schaltbereichssteuerungsvorrichtung 40 den Schaltbereich durch Steuern des Antriebs des Motors 10 um und umfasst die Leerlaufbestimmungsvorrichtung 57 und den Tastverhältnis-Begrenzer 58.
Die Leerlaufbestimmungsvorrichtung 57 bestimmt, ob der Rotationszustand dem Leerlaufzustand entspricht, in welchem der Motor 10 in dem Bereich des zwischen einer Motorwelle, die der Rotationswelle des Motors 10 entspricht, und der Ausgangswelle 15, auf welche die Rotation des Motors 10 übertragen wird, vorliegenden Spiels rotiert.
Der Tastverhältnis-Begrenzer 58 begrenzt den Strom des Motors 10 in einem Fall der Bestimmung des Leerlaufzustands.
Dadurch kann es möglich sein, das Kollisionsgeräusch zu der Zeit eines Schaltbereichwechsels zu reduzieren.
Die Leerlaufbestimmungsvorrichtung 57 bestimmt basierend auf dem Motorwinkel θm gemäß der Rotation des Motors 10 und dem Ausgangswellenwinkel θs gemäß der Rotation der Ausgangswelle 15, ob der Rotationszustand dem Leerlaufzustand entspricht.
Insbesondere bestimmt die Leerlaufbestimmungsvorrichtung 57 den Rotationszustand als den Leerlaufzustand, wenn der Ausgangswellenwinkelvariationsbetrag Δθs und der Motorwinkelvariationsbetrag Δθm unterschiedlich sind. Dadurch kann es möglich sein, basierend auf dem Motorwinkel θm und dem Ausgangswellenwinkel θs den Leerlaufzustand geeignet zu bestimmen.
(Zweite Ausführungsform)
8 zeigt eine zweite Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung.
Gemäß der Ausführungsform bestimmt die Leerlaufbestimmungsvorrichtung 57 den Rotationszustand als den Leerlaufzustand, wenn der Motorwinkelvariationsbetrag Δθm und der Ausgangswellenwinkelvariationsbetrag Δθs nicht übereinstimmen.
In einem Fall, in welchem der Rotationszustand des Motors 10 dem Leerlaufzustand entspricht, wird die Rotation des Motors 10 nicht auf die Ausgangswelle 15 übertragen. Daher rotiert die Ausgangswelle 15 nicht und der Ausgangswellenwinkel θs variiert nicht. Gemäß der Ausführungsform bestimmt die Leerlaufbestimmungsvorrichtung 57, dass die Rotation des Motors 10 dem Leerlaufzustand entspricht, wenn die Ausgangswelle 15 nicht rotiert und außerdem der Motor 10 rotiert.
Es kann möglich sein, basierend darauf, ob der Ausgangswellenwinkel θs variiert, zu bestimmen, ob die Ausgangswelle 15 rotiert. Es kann möglich sein, basierend darauf, ob der Motorwinkel θm variiert, zu bestimmen, ob der Motor 10 rotiert. Es kann möglich sein, basierend auf dem Ausgangswellenwinkelvariationsbetrag Δθs und dem Motorwinkelvariationsbetrag Δθm, was dem Differenzwert zwischen dem vorhergehenden Wert und dem vorliegenden Wert entspricht, zu bestimmen, ob der Ausgangswellenwinkel θs und die Variation des Motorwinkels θm variieren. Es kann möglich sein, zu bestimmen, dass der Ausgangswellenwinkel θs nicht variiert, wenn der Ausgangswellenwinkelvariationsbetrag Δθs kleiner oder gleich einem Bestimmungsschwellenwert ist, der auf einen Wert nahe 0 eingestellt ist. Es kann möglich sein, zu bestimmen, dass der Ausgangswellenwinkel θs variiert, wenn der Ausgangswellenwinkelvariationsbetrag Δθs den Bestimmungsschwellenwert überschreitet, der auf einen Wert nahe 0 eingestellt ist. Es kann möglich sein, die Variation durch Einsetzen der Ableitung des Ausgangswellenwinkels θs oder dergleichen anstelle des Ausgangswellenwinkelvariationsbetrags Δθs zu bestimmen. Der Motorwinkel θm kann gleichermaßen behandelt werden.
Es kann basierend auf dem tatsächlichen Zählwert Cen vor der Umwandlung des Übersetzungsverhältnisses bei einem Weglassen der Umwandlung bei dem Übersetzungsverhältnis anstelle des Motorwinkels θm, welcher dem bei dem Übersetzungsverhältnis umgewandelten Wert entspricht, bestimmt werden, ob der Motor 10 rotiert.
Der Leerlaufbestimmungsprozess gemäß der Ausführungsform wird unter Bezugnahme auf ein in 8 gezeigtes Flussdiagramm erläutert. Dieser Prozess wird in der ECU 50 in ähnlicher Art und Weise zu dem Prozess von 6 in einer vorbestimmten Zeitdauer ausgeführt.
Die Prozesse S201, S202, S204 und S205 sind ähnlich zu den Prozessen S101, S102, S104 und S105 in 6. Daher wird die detaillierte Erläuterung weggelassen.
Wenn bestimmt wird, dass der Ausgangswellenwinkel θs nicht variiert (S202: Nein), wechselt der Vorgang auf S203. Bei S203 wird bestimmt, ob der Motorwinkel θm variiert. Wenn bestimmt wird, dass der Motorwinkel θm nicht variiert (S203: Nein), wechselt der Vorgang auf S205. Wenn bestimmt wird, dass der Motorwinkel θm variiert (S203: Ja), wechselt der Vorgang auf S204.
Das heißt, gemäß der Ausführungsform wird, wenn der Ausgangswellenwinkel θs nicht variiert (S202: Nein) und außerdem der Motorwinkel θm variiert (S203: Ja), der Rotationszustand des Motors 10 als der Leerlaufzustand betrachtet, das Strombegrenzungskennzeichen Flg_L schaltet auf An und das Tastverhältnis wird beschränkt (S204).
Wie durch den Motorwinkel θm und den Ausgangswellenwinkel θs in 7 gezeigt ist, rotiert der Motor 10 in einer Zeitdauer des Leerlaufs und der Motorwinkel θm variiert. Im Gegensatz dazu rotiert die Ausgangswelle 15 in der Zeitdauer des Leerlaufs nicht und der Ausgangswellenwinkel θs ist konstant. Die Leerlaufzeitdauer endet und die Ausgangswelle 15 und die Motorwelle rotieren integral. Daher variieren der Ausgangswellenwinkel θs und der Motorwinkel θm gleichermaßen. Entsprechend kann es möglich sein, basierend auf dem Motorwinkel θm und dem Ausgangswellenwinkel θs geeignet zu bestimmen, ob der Rotationszustand des Motors 10 dem Leerlaufzustand entspricht, auch bei einer Bestimmung wie der Ausführungsform.
Gemäß der Ausführungsform bestimmt die Leerlaufbestimmungsvorrichtung 57 den Rotationszustand als den Leerlaufzustand, wenn der Ausgangswellenwinkel θs nicht variiert und außerdem der Motorwinkel θm variiert. Dadurch kann es möglich sein, basierend auf dem Ausgangswellenwinkel θs und dem Motorwinkel θm den Leerlaufzustand geeignet zu bestimmen.
Es wird der ähnliche Effekt zu der vorstehend beschriebenen Ausführungsform bereitgestellt.
(Weitere Ausführungsformen)
Gemäß der vorstehend beschriebenen Ausführungsform entspricht der Motor einem bürstenlosen Permanentmagnet-Dreiphasenmotor. Gemäß der weiteren Ausführungsformen kann nicht nur der bürstenlose Permanentmagnet-Dreiphasenmotor als der Motor eingesetzt werden, sondern ebenso irgendein Motor, welcher die Strombeschränkung vorsehen kann, oder dergleichen. Gemäß der vorstehend beschriebenen Ausführungsform sind in dem Motor zwei Wicklungsgruppen angeordnet. Gemäß der weiteren Ausführungsformen kann die Anzahl der Wicklungssätze in dem Motor eins oder drei oder mehr betragen.
Gemäß der vorstehend beschriebenen Ausführungsform führt die Positions-Feedbacksteuerung ein 120°-Bestromungs-Rechtecksignalsteuerungsschema durch. Gemäß der weiteren Ausführungsformen kann die Positions-Feedbacksteuerung ein 180°-Bestromungs-Rechtecksignalsteuerungsschema durchführen. Das Steuerungsschema ist nicht auf die Rechtecksignalsteuerung beschränkt. Es ist ebenso eine PWM-Steuerung mit einem Dreiecksignalvergleich oder einer Momentanvektorauswahl möglich.
Gemäß der vorstehend beschriebenen Ausführungsform wird der Motorsteuerungszustand zwischen der Positions-Feedbacksteuerung und der Stationärphasenbestromungssteuerung umgeschaltet. Gemäß der weiteren Ausführungsformen kann die Motorantriebssteuerungsvorrichtung zumindest eine Steuerung der Positions-Feedbacksteuerung oder der Stationärphasenbestromungssteuerung auf einen unterschiedlichen Steuerungszustand einstellen. Gemäß der vorstehend beschriebenen Ausführungsform werden die Positions-Feedbacksteuerung und die Stationärphasenbestromungssteuerung umgeschaltet bzw. gewechselt. Gemäß der Ausführungsform kann dies den Antrieb des Motors in einem Steuerungszustand, wie beispielsweise der Positions-Feedbacksteuerung, steuern, ohne den Steuerungszustand des Motors umzuschalten.
Gemäß der vorstehend beschriebenen Ausführungsform wird der Motorstrom durch Beschränken des Tastverhältnisses beschränkt. Gemäß der weiteren Ausführungsformen kann der Motor durch Beschränken eines Parameters mit Ausnahme des Tastverhältnisses, beispielsweise eines Strombefehlswerts, eines Spannungsbefehlswerts oder eines Drehmomentbefehlswerts oder dergleichen, beschränkt werden.
Gemäß der vorstehend beschriebenen Ausführungsform wird der Encoder als Rotationswinkelsensor eingesetzt, welcher den Motorwinkel des Motors erfasst. Gemäß der weiteren Ausführungsformen kann nicht nur der Encoder als der Rotationswinkelsensor eingesetzt werden, sondern auch irgendwelche andere Vorrichtungen, wie ein Drehmelder oder dergleichen. Gemäß der vorstehend beschriebenen Ausführungsform wird bei dem Zählwert des Encoders ein Phasenvorschubfilterprozess durchgeführt, der Zählwert des Encoders wird für die Positions-Feedbacksteuerung verwendet. Gemäß der weiteren Ausführungsformen kann die Positions-Feedbacksteuerung unter Verwendung des Rotationswinkels selbst des Motors oder anderer Werte, die zu dem Motorrotationswinkel umgewandelt werden können, die von dem Encoderzähler abweichen, durchgeführt werden. Die Auswahl einer Stationärphase bei der Stationärphasenbestromungssteuerung kann auf einfache Art und Weise gehandhabt werden. Gemäß der weiteren Ausführungsformen kann der Phasenvorschubfilterprozess weggelassen werden.
Gemäß der vorstehend beschriebenen Ausführungsform sind bei der Sperrplatte vier Vertiefungen angeordnet. Gemäß der weiteren Ausführungsformen ist die Anzahl der Vertiefung nicht auf vier beschränkt und kann irgendeiner Anzahl entsprechen. Beispielsweise kann die Vertiefungsanzahl der Sperrplatte zwei entsprechen und der P-Bereich und der Nicht-P-Bereich können umgeschaltet werden. Der Schaltbereichsumschaltmechanismus und der Parkverriegelungsmechanismus oder dergleichen können von der vorstehend beschriebenen Ausführungsform abweichen.
Wie vorstehend beschrieben ist, ist der Reduzierer zwischen der Motorwelle des Motors und der Ausgangswelle angeordnet. Gemäß der weiteren Ausführungsform kann der Reduzierer zwischen der Motorwelle des Motors und der Ausgangswelle weggelassen werden und es kann eine andere Maschine mit Ausnahme des Reduzierers angeordnet sein. Das heißt, gemäß der Ausführungsform ist hauptsächlich erläutert, dass „das Spiel“ zwischen der Motorwelle und der Ausgangswelle zwischen der Ausgangswelle und dem Zahnrad des Reduzierers vorliegt. Das „Spiel“ kann jedoch als eine Gesamtheit des Spiels, Rasseln oder dergleichen, das zwischen der Motorwelle und der Ausgangswelle vorliegt, betrachtet werden.
Gemäß der weiteren Ausführungsformen kann die Leerlaufbestimmung nicht nur durch das Bestimmungsverfahren gemäß der vorstehend beschriebenen Ausführungsform bestimmt werden, sondern ebenso durch irgendein Verfahren basierend auf dem Ausgangswellenwinkel und dem Motorwinkel. Bei dem Leerlaufbestimmungsprozess gemäß der ersten Ausführungsform kann der Prozess von S102 weggelassen werden.
Gemäß der vorstehend beschriebenen Ausführungsform ist diese so eingerichtet, um den bei dem Übersetzungsverhältnis umgewandelten Motorwellenwinkel mit dem Ausgangswellenwinkel in Übereinstimmung zu bringen. Gemäß der vorstehend beschriebenen weiteren Ausführungsformen kann der bei dem Übersetzungsverhältnis umgewandelte Ausgangswellenwinkel mit dem Motorwellenwinkel in Übereinstimmung gebracht werden. Die Umwandlung bei dem Übersetzungsverhältnis kann in geeigneter Weise weggelassen werden, wenn der Reduzierer bei der Motorwelle und der Ausgangswelle nicht angeordnet ist, oder dergleichen.
Es ist anzumerken, dass ein Flussdiagramm oder die Verarbeitung des Flussdiagramms bei der vorliegenden Anmeldung mehrere Schritte (ebenso als Abschnitte bezeichnet) umfasst, wobei jeder derselben beispielsweise als S101 dargestellt ist. Ferner kann jeder Schritt in mehrere Unterschritte aufgeteilt sein, während mehrere Schritte zu einem einzelnen Schritt kombiniert sein können.
Im Vorstehenden sind die Ausführungsform, die Konfiguration, ein Aspekt der Schaltbereichsvorrichtung gemäß der vorliegenden Offenbarung beispielhaft dargestellt. Die vorliegende Offenbarung ist jedoch nicht auf jede Ausführungsform, jede Konfiguration und jeden Aspekt mit Bezug auf die vorliegende Offenbarung beschränkt, die beispielhaft dargestellt sind. Beispielsweise umfassen das Gebiet der Ausführungsform, die Konfiguration, der Aspekt mit Bezug auf die vorliegende Offenbarung die Ausführungsform, die Konfiguration, den Aspekt, welche durch geeignetes Kombinieren jedes technischen Teils, der in einer anderen Ausführungsform, Konfiguration und Aspekt offenbar ist, erhalten werden.
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 201687741 [0001]
JP 4385768 B2 [0005]

Claims

Schaltbereichssteuerungsvorrichtung, welche einen Schaltbereich durch Steuern eines Antriebs eines Motors (10) umschaltet, wobei die Schaltbereichssteuerungsvorrichtung aufweist: eine Leerlaufbestimmungsvorrichtung (57), welche derart konfiguriert ist, dass diese bestimmt, ob ein Rotationszustand des Motors einem Leerlaufzustand entspricht, in welchem der Motor in einem Bereich eines Spiels rotiert, das zwischen einer Motorwelle, die einer Rotationswelle des Motors entspricht, und einer Ausgangswelle (15), auf welche eine Rotation des Motors übertragen wird, existiert; und einen Strombegrenzer (58), welcher derart konfiguriert ist, dass dieser einen Strom des Motors begrenzt, wenn bestimmt wird, dass der Rotationszustand des Motors dem Leerlaufzustand entspricht.
Schaltbereichssteuerungsvorrichtung nach Anspruch 1, wobei: die Leerlaufbestimmungsvorrichtung basierend auf einem Motorwinkel, der einem Winkel entsprechend der Rotation des Motors entspricht, und einem Ausgangswellenwinkel, der einem Winkel entsprechend der Rotation der Ausgangswelle entspricht, bestimmt, ob der Rotationszustand des Motors dem Leerlaufzustand entspricht.
Schaltbereichssteuerungsvorrichtung nach Anspruch 2, wobei: die Leerlaufbestimmungsvorrichtung bestimmt, dass der Rotationszustand des Motors dem Leerlaufzustand entspricht, wenn sich ein Ausgangswellenwinkelvariationsbetrag, der einem Variationsbetrag des Ausgangswellenwinkels entspricht, von einem Motorwinkelvariationsbetrag, der einem Variationsbetrag des Motorwinkels entspricht, unterscheidet.
Schaltbereichssteuerungsvorrichtung nach Anspruch 2, wobei: die Leerlaufbestimmungsvorrichtung bestimmt, dass der Rotationszustand dem Leerlaufzustand entspricht, wenn sich der Ausgangswellenwinkel nicht verändert und wenn sich außerdem der Motorwinkel verändert.