DE112018004497T5

DE112018004497T5 - Schaltbereichssteuerungsvorrichtung

Info

Publication number: DE112018004497T5
Application number: DE112018004497.1T
Authority: DE
Inventors: Daisuke Yamamoto; Koji Sakaguchi
Original assignee: Denso Corp
Current assignee: Denso Corp
Priority date: 2017-10-10
Filing date: 2018-10-05
Publication date: 2020-10-08
Anticipated expiration: 2038-10-06
Also published as: WO2019073915A1; DE112018004497B4; US11085531B2; JP2019071726A; JP6844492B2; US20200224762A1; CN111201706B; CN111201706A

Abstract

Eine Schaltbereichssteuerungsvorrichtung (40) umfasst eine Ansteuerschaltung (41), einen Spannungsdetektor (43) und einen Controller (50). Die Ansteuerschaltung (41) umfasst Schaltelemente (411 bis 413) und wird von mehreren Wicklungssätzen (11, 12) gemeinsam genutzt. Der Spannungsdetektor (43) erfasst Klemmenspannungen jeweiliger Phasen. Der Controller (50) umfasst einen Erregungssteuerungsabschnitt (51), einen Unterbrechungseinheits-Steuerungsabschnitt (52) und einen Anomalieüberwachungsabschnitt (53). Der Erregungssteuerungsabschnitt (51) steuert die Erregung der Wicklungssätze durch eine Steuerung von An- und Aus-Vorgängen der Schaltelemente (411 bis 413). Der Unterbrechungseinheits-Steuerungsabschnitt (52) steuert Unterbrechungseinheiten (91, 92), von denen jede in der Lage ist, zwischen Leitung und Unterbrechung von Leistung von einer Leistungszuführung (90) zu einem entsprechenden Wicklungssatz (11, 12) umzuschalten. Der Anomalieüberwachungsabschnitt (53) führt eine Unterbrechungsdiagnose auf der Grundlage der Klemmenspannung während der Erregung der Wicklungssätze (11, 12) in einem Steuerzustand durch, in dem eine der Unterbrechungseinheiten so gesteuert wird, dass diese die Leistung leitet, und eine verbleibende Unterbrechungseinheit so gesteuert wird, dass diese die Leistung unterbricht.

Description

Querverweis auf verwandte Anmeldung
Diese Anmeldung basiert auf der japanischen Patentanmeldung mit der Nr. 2017-196817 , die am 10. Oktober 2017 eingereicht wurde und deren Offenbarung hierin durch Inbezugnahme mit aufgenommen wird.
Technisches Gebiet
Die vorliegende Offenbarung betrifft eine Schaltbereichssteuerungsvorrichtung.
Allgemeiner Stand der Technik
Eine herkömmlich bekannte Schaltbereichsumschaltvorrichtung schaltet einen Schaltbereich durch Ansteuern eines Stellglieds, beispielsweise eines Motors, um. In Patentliteratur 1 wird beispielsweise eine Konfiguration beschrieben, die zwei Wicklungseinheiten und zwei Ansteuerschaltungen, die entsprechend für die beiden Wicklungseinheiten vorgesehen sind, umfasst.
Literatur zum Stand der Technik
Patentliteratur
Patentliteratur 1: JP 2001-271917 A
Kurzfassung der Erfindung
Die Ansteuerschaltung von Patentliteratur 1 ist für jede Wicklungseinheit vorgesehen. Entsprechend ist eine Anomalie, wie beispielsweise eine Unterbrechung, auf der Grundlage eines Erfassungssignals feststellbar, das von einer Stromerfassungsschaltung erzeugt wird, die in jedem Erregungspfad von der Ansteuerschaltung zu einer entsprechenden Phase der Wicklungseinheit vorgesehen ist. In einem Fall jedoch, in dem die Ansteuerschaltung von mehreren Wicklungssätzen geteilt bzw. gemeinsam genutzt wird, ist beispielsweise eine Unterbrechungsanomalie unter Verwendung der Methode von Patentliteratur 1 schwer zu erfassen. Eine Aufgabe der vorliegenden Offenbarung liegt in der Bereitstellung einer Schaltbereichssteuerungsvorrichtung, die in der Lage ist, eine Unterbrechungsanomalie geeignet zu erfassen.
Eine Schaltbereichssteuerungsvorrichtung gemäß der vorliegenden Offenbarung ist derart konfiguriert, dass diese eine Ansteuerung bzw. einen Antrieb eines Stellglieds mit einer Mehrzahl von Wicklungssätzen zur Steuerung eines Schaltbereichsumschaltsystems steuert. Die Schaltbereichssteuerungsvorrichtung umfasst eine Ansteuerschaltung, einen Spannungsdetektor und einen Controller. Die Ansteuerschaltung umfasst eine Mehrzahl von Schaltelementen und wird von der Mehrzahl von Wicklungssätzen gemeinsam genutzt. Der Spannungsdetektor erfasst Klemmenspannungen der jeweiligen Phasen. Der Controller umfasst einen Erregungssteuerungsabschnitt, einen Unterbrechungseinheits-Steuerungsabschnitt und einen Anomalieüberwachungsabschnitt. Der Erregungssteuerungsabschnitt steuert eine Erregung der Wicklungssätze durch Steuern von An- und Aus-Vorgängen bzw. des An- und Aus-Betriebs der Schaltelemente. Der Unterbrechungseinheits-Steuerungsabschnitt steuert Unterbrechungseinheiten, von denen jede in der Lage ist, zwischen Leitung und Unterbrechung der Leistung von einer Leistungszuführung zu einem entsprechenden der Wicklungssätze umzuschalten. Der Anomalieüberwachungsabschnitt überwacht eine Anomalie des Schaltbereichsumschaltsystems.
Der Anomalieüberwachungsabschnitt führt eine Unterbrechungsdiagnose auf der Grundlage der Klemmenspannungen, die während der Erregung der Wicklungssätze auftreten, in einem Steuerzustand durch, in dem eine der Unterbrechungseinheiten so gesteuert wird, dass diese die Leistung leitet, und eine verbleibende Unterbrechungseinheit so gesteuert wird, dass diese die Leistung unterbricht. In diesem Fall kann eine Unterbrechungsanomalie auch dann geeignet erfasst werden, wenn die Ansteuerschaltung von den Wicklungssätzen der Mehrzahl von Systemen zur Vereinfachung der Konfiguration gemeinsam genutzt wird.
Figurenliste
Die Vorstehende und weitere Aufgaben, Merkmale und Vorteile der vorliegenden Offenbarung werden aus der folgenden detaillierten Beschreibung, die unter Bezugnahme auf die beigefügten Abbildungen erstellt wurde, ersichtlicher:

1 ist eine perspektivische Ansicht, welche ein Shift-By-Wire-System gemäß einer Ausführungsform zeigt;
2 ist eine schematische Konfigurationsabbildung, welche das Shift-By-Wire-System gemäß der einen Ausführungsform zeigt;
3 ist ein Schaltplan, welcher eine Motor-Schaltkreis-Konfiguration des Shift-By-Wire-Systems gemäß der einen Ausführungsform erläutert;
4 ist eine erläuternde Abbildung, welche einen Anomaliediagnoseprozess erläutert, der durch eine Zweiphasenerregung erreicht wird, gemäß der einen Ausführungsform;
5 ist eine erläuternde Abbildung, welche eine Klemmenspannung zum Zeitpunkt einer U-Phasen-Unterbrechung erläutert, die während der Zweiphasenerregung verursacht wird, gemäß der einen Ausführungsform;
6 ist eine erläuternde Abbildung, welche einen Anomaliediagnoseprozess erläutert, der durch eine Einphasenerregung erreicht wird, gemäß der einen Ausführungsform;
7 ist eine erläuternde Abbildung, welche eine Klemmenspannung zum Zeitpunkt einer U-Phasen-Unterbrechung erläutert, die während der Einphasenerregung verursacht wird, gemäß der einen Ausführungsform;
8 ist ein Zeitdiagramm, welches einen Zeitpunkt einer Unterbrechungsdiagnose nach einem Abschalten eines Zündschalters (IG) gemäß der einen Ausführungsform erläutert;
9 ist ein Zeitdiagramm, welches den Zeitpunkt einer Unterbrechungsdiagnose nach einem Anschalten des IG gemäß der einen Ausführungsform erläutert;
10 ist ein Flussdiagramm, welches einen Unterbrechungsdiagnoseprozess erläutert, der nach einem Abschalten des IG durchgeführt wird, gemäß der einen Ausführungsform;
11 ist ein Flussdiagramm, welches einen Prozess erläutert, der nach dem Anschalten des IG als ein Prozess durchgeführt wird, der nach der Unterbrechungsdiagnose durchgeführt wird, die nach dem Abschalten des IG durchgeführt wird, gemäß der einen Ausführungsform;
12 ist ein Flussdiagramm, welches einen Unterbrechungsdiagnoseprozess erläutert, der in einem IG-An-Zustand durchgeführt wird, gemäß der einen Ausführungsform; und
13 ist ein Zeitdiagramm, welches einen Anomaliebestimmungsprozess zum Zeitpunkt der Bereichsumschaltung gemäß der einen Ausführungsform erläutert.

Beschreibung von Ausführungsformen
(Ausführungsform)
Im Folgenden wird eine Schaltbereichssteuerungsvorrichtung anhand der Abbildungen beschrieben. Die 1 bis 13 zeigen jeweils eine Schaltbereichssteuerungsvorrichtung gemäß einer Ausführungsform. Wie in 1 bis 3 gezeigt ist, umfasst ein Shift-By-Wire-System 1, das als ein Schaltbereichsumschaltsystem fungiert, einen Motor 10, der als ein Stellglied fungiert, einen Schaltbereichsumschaltmechanismus 20, einen Parksperrmechanismus 30, eine Schaltbereichssteuerungsvorrichtung 40 und weitere.
Der Motor 10 rotiert, wenn dieser elektrische Leistung von einer Batterie 90 aufnimmt, die als eine Leistungszuführung auf einem Fahrzeug (nicht gezeigt) montiert ist, und dient als eine Antriebsquelle für den Schaltbereichsumschaltmechanismus 20. Der Motor 10 ist in der Lage, die Stromintensität durch eine Feedback- bzw. Rückkopplungssteuerung zu ändern und kann für jede Phase einen Befehl ändern. Der Motor 10 der vorliegenden Ausführungsform ist ein SR (geschalteter Reluktanz-)-Motor. Wie in 3 gezeigt ist, umfasst der Motor 10 zwei Wicklungssätze 11 und 12. Der erste Wicklungssatz 11 besitzt eine U-Phasen-Wicklung 111, eine V-Phasen-Wicklung 112 und eine W-Phasen-Wicklung 113. Der zweite Wicklungssatz 12 besitzt eine U-Phasen-Wicklung 121, eine V-Phasen-Wicklung 122 und eine W-Phasen-Wicklung 123.
Wie in 2 gezeigt ist, erfasst ein Encoder 13, der als ein Drehwinkelsensor fungiert, eine Drehposition eines Rotors (nicht gezeigt) des Motors 10. Der Encoder 13 ist beispielsweise ein magnetischer Drehencoder und umfasst einen Magneten, der mit dem Rotor als ein Körper rotiert, einen integrierten Hall-Schaltkreis (IC) zur Erfassung eines Magnetfelds und dergleichen. Der Encoder 13 gibt Impulssignale einer A-Phase und einer B-Phase in vorbestimmten Winkelintervallen synchron zur Rotation des Rotors aus.
Ein Drehzahlminderer 14 ist zwischen einer Motorwelle des Motors 10 und einer Ausgangswelle 15 vorgesehen, um eine Drehzahl des Motors 10 zu reduzieren und die Rotation an die Ausgangswelle 15 abzugeben. Auf diese Art und Weise wird die Rotation des Motors 10 auf den Schaltbereichsumschaltmechanismus 20 übertragen. Die Ausgangswelle 15 ist mit einem Ausgangswellensensor 16 zur Erfassung eines Winkels der Ausgangswelle 15 versehen. Der Ausgangswellensensor 16 der vorliegenden Ausführungsform besitzt vier Schalter, die jeweils in einem Drehwinkelbereich eines entsprechenden Bereichs aus P-, R-, N- und D-Bereichen angeschaltet wird. Der aktuelle Bereich ist durch die Bestimmung, welcher Schalter des Ausgangswellensensors 16 angeschaltet wurde, feststellbar. Entsprechend wird der Ausgangswellensensor 16 auch als ein Getriebebereichssensor betrachtet. Der Ausgangswellensensor 16 kann durch ein Potentiometer oder dergleichen anstelle der den jeweiligen Bereichen entsprechenden Schalter aufgebaut sein.
Wie in 1 gezeigt ist, umfasst der Schaltbereichsumschaltmechanismus 20 eine Rastplatte 21, eine Rastfeder 25 und dergleichen. Der Schaltbereichsumschaltmechanismus 20 überträgt eine vom Drehzahlminderer 14 abgegebene Drehantriebskraft auf ein manuelles Ventil 28 und den Parksperrmechanismus 30.
Die Rastplatte 21 ist an der Ausgangswelle 15 fixiert und wird vom Motor 10 angetrieben. In der vorliegenden Ausführungsform wird eine Richtung, in der sich die Rastplatte 21 von einem Basisabschnitt der Rastfeder 25 weg bewegt, als eine positive Drehrichtung definiert, und eine Richtung, in der sich die Rastplatte 21 auf den Basisabschnitt zubewegt, als eine negative Drehrichtung definiert. Die Rastplatte 21 umfasst einen Stift 24, der parallel zur Ausgangswelle 15 vorsteht. Der Stift 24 ist mit dem manuellen Ventil 28 verbunden. Wenn die Rastplatte 21 durch den Motor 10 angetrieben wird, bewegt sich das manuelle Ventil 28 in einer axialen Richtung hin und her. Genauer gesagt wandelt der Schaltbereichsumschaltmechanismus 20 eine Drehbewegung des Motors 10 in eine lineare Bewegung um und überträgt die lineare Bewegung auf das manuelle Ventil 28. Das manuelle Ventil 28 ist in einem Ventilkörper 29 untergebracht. Wenn sich das manuelle Ventil 28 in der axialen Richtung hin und her bewegt, wird ein hydraulischer Druckversorgungspfad zu einer Hydraulikkupplung (nicht gezeigt) geschaltet, um einen Einrückzustand der Hydraulikkupplung zu ändern. Auf diese Art und Weise wird die Umschaltung des Schaltbereichs erreicht.
In der Rastplatte 21 sind auf der Seite der Rastfeder 25 vier Aussparungen 22 ausgebildet, die jeweils das manuelle Ventil 28 in einer Position entsprechend einem zugehörigen Bereich halten. Die Aussparungen 22 sind entsprechend den Bereichen D, N, R und P ausgehend von der Seite des Basisabschnitts der Rastfeder 25 ausgebildet.
Die Rastfeder 25 entspricht einem elastisch verformbaren, plattenförmigen Element. An einer Spitze der Rastfeder 25 ist eine Rastwalze 26 vorgesehen. Die Rastwalze 26 wird in eine der Aussparungen 22 eingepasst. Die Rastfeder 25 spannt die Rastwalze 26 hin zu dem Drehzentrums der Rastplatte 21 vor. Wenn eine Drehkraft, die gleich oder größer als eine vorbestimmte Kraft ist, auf die Rastplatte 21 ausgeübt wird, wird die Rastfeder 25 elastisch verformt. Als Folge davon bewegt sich die Rastwalze 26 entlang der Aussparungen 22. Wird die Rastwalze 26 in irgendeine der Aussparungen 22 eingepasst, wird die Schwingung der Rastplatte 21 reguliert. Entsprechend wird die axiale Position des manuellen Ventils 28 und der Zustand des Parksperrmechanismus 30 bestimmt, um einen Schaltbereich eines Automatikgetriebes 5 zu fixieren.
Der Parksperrmechanismus 30 umfasst einen Parkstab 31, einen Konus 32, eine Parksperrstange 33, einen Schaftabschnitt 34 und ein Parkzahnrad 35. Der Parkstab 31 weist im Wesentlichen eine L-Gestalt auf. Ein Ende 311 des Parkstabs 31 ist an der Rastplatte 21 fixiert. Der Konus 32 ist an einem gegenüberliegenden Ende 312 des Parkstabs 31 vorgesehen. Der Konus 32 besitzt einen Durchmesser, der zum gegenüberliegenden Ende 312 hin abnimmt. Wenn die Rastplatte 21 in der negativen Drehrichtung schwingt, bewegt sich der Konus 32 in einer Richtung eines Pfeils P.
Die Parksperrstange 33 stößt an eine konische Oberfläche des Konus 32 und schwenkt um den Schaftabschnitt 34. Die Parksperrstange 33 umfasst einen Vorsprung 331, der mit dem Parkzahnrad 35 in Eingriff gebracht werden kann und sich an der Parksperrstange 33 auf der Seite des Parkzahnrads 35 befindet. Wenn sich der Konus 32 durch eine Rotation der Rastplatte 21 in der negativen Drehrichtung in der Richtung des Pfeils P bewegt, wird die Parksperrstange 33 nach oben gedrückt, um einen Eingriff zwischen dem Vorsprung 331 und dem Parkzahnrad 35 zu erreichen. Bewegt sich dagegen der Konus 32 durch eine Rotation der Rastplatte 21 in der positiven Drehrichtung in einer Richtung eines Pfeils Nicht-P, wird der Eingriff zwischen dem Vorsprung 331 und dem Parkzahnrad 35 gelöst.
Das Parkzahnrad 35 ist auf einer Achse (nicht gezeigt) so vorgesehen, dass dieses mit dem Vorsprung 331 der Parksperrstange 33 in Eingriff gebracht werden kann. Die Rotation der Achse wird während des Eingriffs zwischen dem Parkzahnrad 35 und dem Vorsprung 331 reguliert. Zum Zeitpunkt eines anderen Schaltbereichs als dem P-Bereich, das heißt, einem Nicht-P-Bereich, ist das Parkzahnrad 35 durch die Parksperrstange 33 nicht verriegelt. In diesem Zustand wird die Rotation der Achse durch den Parksperrmechanismus 30 nicht reguliert. Während des Schaltbereichs des P-Bereichs ist das Parkzahnrad 35 durch die Parksperrstange 33 gesperrt. In diesem Zustand wird die Rotation der Achse reguliert.
Wie in den 2 und 3 gezeigt ist, umfasst die Schaltbereichssteuerungsvorrichtung 40 eine Ansteuerschaltung 41, einen Spannungsdetektor 43, einen Controller 50 und dergleichen. Die Ansteuerschaltung 41 besitzt drei Schaltelemente 411, 412 und 412. In der vorliegenden Ausführungsform sind die Schaltelemente 411 bis 413 Metalloxid-Silizium-Feldeffekt-Transmitter (MOSFETs). Anstelle der MOSFETs können die Schaltelemente 411 bis 413 durch bipolare Transistoren mit isoliertem Gate (IGBTs) oder dergleichen realisiert sein.
Das U-Phasen-Schaltelement 411 ist zwischen einem Verbindungsabschnitt 421, an dem die U-Phasen-Wicklungen 111 und 121 angeschlossen sind, und der Masse vorgesehen. Das V-Phasen-Schaltelement 412 ist zwischen einem Verbindungsabschnitt 422, an dem die V-Phasen-Wicklungen 112 und 122 angeschlossen sind, und der Masse vorgesehen. Das W-Phasen-Schaltelement 413 ist zwischen einem Verbindungsabschnitt 423, an dem die W-Phasen-Wicklungen 113 und 123 angeschlossen sind, und der Masse vorgesehen.
Die Wicklungen 111 bis 113 des ersten Wicklungssatzes 11 sind an einem Verdrahtungsverbindungsabschnitt 115 miteinander verbunden. Die Leistungszuführung erfolgt von der Batterie 90 über eine erste Leistungszuführleitung 901 zu dem Verdrahtungsverbindungsabschnitt 115. Eine erste Relaiseinheit 91 ist auf der ersten Leistungszufuhrleitung 901 vorgesehen. Leistung wird zu dem Verdrahtungsverbindungsabschnitt 115 geführt, während sich die erste Relaiseinheit 91 in einem An-Zustand befindet.
Die Wicklungen 121 bis 123 des zweiten Wicklungssatzes 12 sind an einem Verdrahtungsverbindungsabschnitt 125 miteinander verbunden. Die Leistungszuführung erfolgt von der Batterie 90 über eine zweite Leistungszuführleitung 902 zu dem Verdrahtungsverbindungsabschnitt 125. Eine zweite Relaiseinheit 92 ist auf der zweiten Leistungszuführleitung 902 vorgesehen. Der Verdrahtungsverbindungsabschnitt 215 wird mit Leistung versorgt, während sich die zweite Relaiseinheit 92 in einem An-Zustand befindet.
Bei der vorliegenden Ausführungsform entspricht jede der Relaiseinheiten 91 und 92 einer „Unterbrechungseinheit“. In der folgenden Beschreibung wird gegebenenfalls eine Gruppe aus der ersten Leistungszuführleitung 901, der ersten Relaiseinheit 91 und dem ersten Wicklungssatz 11 als ein erstes System bezeichnet, und eine Gruppe aus der zweiten Leistungszuführleitung 902, der zweiten Relaiseinheit 92 und dem zweiten Wicklungssatz 12 wird als ein zweites System bezeichnet.
Der Spannungsdetektor 43 umfasst einen U-Phasen-Klemmenspannungserfassungsabschnitt 431, einen V-Phasen-Klemmenspannungserfassungsabschnitt 432 und einen W-Phasen-Klemmenspannungserfassungsabschnitt 433. Der U-Phasen-Klemmenspannungserfassungsabschnitt 431 ist zwischen dem Verbindungsabschnitt 421 der U-Phasen-Wicklungen 111 und 121 und dem U-Phasen-Schaltelement 411 vorgesehen. Der V-Phasen-Klemmenspannungserfassungsabschnitt 432 ist zwischen dem Verbindungsabschnitt 422 der V-Phasen-Wicklungen 112 und 122 und dem V-Phasen-Schaltelement 412 vorgesehen. Der W-Phasen-Klemmenspannungserfassungsabschnitt 433 ist zwischen dem Verbindungsabschnitt 423 der W-Phasen-Wicklungen 113 und 123 und dem W-Phasen-Schaltelement 413 vorgesehen. In der folgenden Beschreibung wird ein von dem U-Phasen-Klemmenspannungserfassungsabschnitt 431 erfasster Wert als eine U-Phasen-Klemmenspannung Vu bezeichnet, ein von dem V-Phasen-Klemmenspannungserfassungsabschnitt 432 erfasster Wert wird als eine V-Phasen-Klemmenspannung Vv bezeichnet, und ein von dem W-Phasen-Klemmenspannungserfassungsabschnitt 433 erfasster Wert wird als eine W-Phasen-Klemmenspannung Vw bezeichnet.
Der Controller 50 umfasst einen Erregungssteuerungsabschnitt 51, einen Relaissteuerungsabschnitt 52 als einen Unterbrechungseinheits-Steuerungsabschnitt, und einen Anomalieüberwachungsabschnitt 53. Der Erregungssteuerungsabschnitt 51 steuert eine Erregung der Wicklungssätze 11 und 12 durch Steuern von An- und Aus-Vorgängen der Schaltelemente 411 bis 413 der Ansteuerschaltung 41. Auf diese Art und Weise wird die Ansteuerung bzw. der Antrieb des Motors 10 gesteuert. Der Relaissteuerungsabschnitt 52 besitzt einen ersten Relaissteuerungsabschnitt 521 und einen zweiten Relaissteuerungsabschnitt 522 und steuert An- und Aus-Vorgänge der Relaiseinheiten 91 und 92. Genauer gesagt werden An- und Aus-Vorgänge der ersten Relaiseinheit 91 auf der Grundlage eines Signals vom ersten Relaissteuerungsabschnitt 521 gesteuert, während An- und Aus-Vorgänge der zweiten Relaiseinheit 92 auf der Grundlage eines Signals vom zweiten Relaissteuerungsabschnitt 522 gesteuert werden. Der Anomalieüberwachungsabschnitt 53 erfasst eine Anomalie des Shift-By-Wire-Systems 1.
Die Unterbrechungsdiagnose, welche durch den Anomalieüberwachungsabschnitt 53 durchgeführt wird, wird beschrieben. In der vorliegenden Ausführungsform sind die Wicklungssätze 11 und 12 durch zwei Systeme bereitgestellt, während die Ansteuerschaltung 41 durch ein System bereitgestellt ist. Entsprechend sind die Wicklungssätze 11 und 12 einer Mehrzahl von Systemen mit der Ansteuerschaltung 41 eines Systems verbunden. Mit anderen Worten, die eine Ansteuerschaltung 41 wird von den Wicklungssätzen 11 und 12 einer Mehrzahl von Systemen gemeinsam genutzt. In diesem Fall wird selbst dann, wenn eine Phase in einem der Systeme unterbrochen ist, Leistung von dem anderen System über die Verbindungsabschnitte 421 bis 423 zugeführt. Entsprechend ist eine Unterbrechungsanomalie in diesem Zustand auf der Grundlage der Klemmenspannungen Vu, Vv und Vw schwer zu erkennen.
In der vorliegenden Ausführungsform ist daher eine Schaltungskonfiguration in der Art vorgesehen, dass die Leistungszuführleitungen 901 und 902 mit den Verdrahtungsverbindungsabschnitten 115 und 125 der Wicklungssätze 11 und 12 der jeweiligen Systeme verbunden sind, und Leistung durch Steuern der auf den Leistungszuführleitungen 901 und 902 vorgesehenen Relaiseinheiten 91 und 92 zu jedem der Systeme geführt wird. In diesem Fall kann eine Unterbrechungsanomalie erfasst und ein Unterbrechungsabschnitt spezifiziert werden. Die Unterbrechungsanomalie ist hierin nicht auf eine Unterbrechung eines Kabelbaums oder einer Wicklung selbst beschränkt, sondern umfasst eine Anomalie, wie eine Trennung eines Konnektors oder dergleichen, die beispielsweise einen Leitungsfehler verursacht.
Ein Unterbrechungsdiagnoseverfahren wird anhand der 4 bis 7 beschrieben. In den 4 bis 7 sind die angeschalteten Schaltelemente 411 bis 413 durch matte Muster angegeben, während Strompfade durch strichpunktierte Pfeile mit einem Punkt angegeben sind. In den 5 und 7 ist ein Abschnitt, in dem eine Unterbrechung stattgefunden hat, durch eine „x“-Markierung gekennzeichnet. Die 4 und 5 erläutern jeweils eine Unterbrechungsdiagnose durch eine Zweiphasenerregung, während die 6 und 7 jeweils eine Unterbrechungsdiagnose durch eine Einphasenerregung erläutern.
Bei der Unterbrechungsdiagnose durch Zweiphasenerregung wird zunächst die erste Relaiseinheit 91 angeschaltet und die zweite Relaiseinheit 92 abgeschaltet. In diesem Zustand werden die erregten Phasen in einem vorbestimmten Zeitintervall geschaltet, wie in einem oberen Teil von 4 dargestellt. Anschließend wird, wie in einem unteren Teil von 4 gezeigt, die erste Relaiseinheit 91 abgeschaltet und die zweite Relaiseinheit 92 wird angeschaltet. In diesem Zustand werden die erregten Phasen in einem vorbestimmten Zeitintervall geschaltet. Das vorbestimmte Zeitintervall ist auf ein Zeitintervall eingestellt, das ausreicht, um nach dem An- und Ausschalten der Schaltelemente 411 bis 413 eine Spannung zu erfassen. In dem Beispiel von 4 werden die erregten Phasen in der Reihenfolge der W- und U-Phasen, der U- und V-Phasen und der V- und W-Phasen in einem Zustand geschaltet, in dem eine der Relaiseinheiten 91 und 92 angeschaltet ist. Die Reihenfolge des Anschaltens der Relaiseinheiten 91 und 92 und die Reihenfolge des Schaltens der erregten Phasen kann unterschiedlich sein. Dasselbe gilt für die Unterbrechungsdiagnose bei Einphasenerregung. Die Schaltelemente 411 bis 413 sind auf der Masseseite vorgesehen. Beim Anschalten der Schaltelemente 411 bis 413 liegen die Klemmenspannungen Vu, Vv und Vw jeweils im Wesentlichen auf dem Massepotential. In der vorliegenden Ausführungsform wird jeder der Zustände, in denen die Klemmenspannungen Vu, Vv und Vw gleich oder niedriger als eine Spannungsbestimmungsschwelle Vth sind, die eine Referenz zur Bestimmung des Massepotentials darstellt, als Lo bezeichnet, und jeder der Zustände, in denen die Klemmenspannungen Vu, Vv und Vw höher als die Spannungsbestimmungsschwelle Vth sind, wird als Hi bezeichnet.
Wenn keine Unterbrechungsanomalie vorliegt, sind die U-Phasen-Klemmenspannung Vu und die W-Phasen-Klemmenspannung Vw jeweils Lo, während die V-Phasen-Klemmenspannung Vv Hi ist, wenn die Schaltelemente 411 und 413 angeschaltet sind. Wenn die Schaltelemente 411 und 412 angeschaltet sind, sind die U-Phasen-Klemmenspannung Vu und die V-Phasen-Klemmenspannung Vv jeweils Lo, und die W-Phasen-Klemmenspannung Vw ist Hi. Wenn die Schaltelemente 412 und 413 angeschaltet sind, sind die V-Phasen-Klemmenspannung Vv und die W-Phasen-Klemmenspannung Vw jeweils Lo und die U-Phasen-Klemmenspannung Vu ist Hi.
Wie in einem oberen Teil von 5 gezeigt, ist beim Vorliegen einer Unterbrechung in der U-Phase auf der Seite des ersten Systems, wenn die erste Relaiseinheit 91 angeschaltet ist und die V- und W-Phasen erregt werden, die U-Phasen-Klemmenspannung Vu gleich Lo. Somit sind die Klemmenspannungen Vu, Vv und Vw aller Systeme gleich Lo. Somit kann eine Unterbrechungsanomalie erfasst werden. Wie in einem unteren Teil von 5 gezeigt ist, wird, wenn die zweite Relaiseinheit 92 angeschaltet ist und die V- und W-Phasen erregt werden, eine Spannung von der Seite der zweiten Relaiseinheit 92 auch beim Vorliegen einer Unterbrechung in der U-Phase des ersten Systems zugeführt. In diesem Fall ist die U-Phasen-Klemmenspannung Vu gleich Hi. Daher ist eine Anomalie schwer zu erkennen. Das heißt, es ist möglich, zu bestimmen, dass das erste System eine Unterbrechungsanomalie aufweist, falls alle Klemmenspannungen Vu, Vv und Vw gleich Lo sind, wenn die erregten Phasen in einem Zustand geschaltet werden, in dem sich die erste Relaiseinheit 91 im An-Zustand befindet und sich die zweite Relaiseinheit 92 im Aus-Zustand befindet. Gleichermaßen ist es möglich, zu bestimmen, dass das zweite System eine Unterbrechungsanomalie aufweist, falls alle Klemmenspannungen Vu, Vv und Vw gleich Lo sind, wenn die erregten Phasen in einem Zustand geschaltet werden, in dem sich die erste Relaiseinheit 91 im Aus-Zustand befindet und sich die zweite Relaiseinheit 92 im An-Zustand befindet.
Bei der Unterbrechungsdiagnose durch Einphasenerregung, wie in einem oberen Teil von 6 gezeigt, wird zunächst die erste Relaiseinheit 91 angeschaltet und die zweite Relaiseinheit 92 wird abgeschaltet. In diesem Zustand wird die erregte Phase in einem vorbestimmten Zeitintervall geschaltet. Wie in einem unteren Teil von 6 gezeigt ist, ist die erste Relaiseinheit 91 abgeschaltet und die zweite Relaiseinheit 92 ist angeschaltet. In diesem Zustand wird die erregte Phase in einem vorbestimmten Zeitintervall geschaltet. In dem Beispiel von 6 wird die erregte Phase in der Reihenfolge der U-Phase, der V-Phase und der W-Phase geschaltet.
Wenn keine Unterbrechungsanomalie vorliegt, ist beim Anschalten des Schaltelements 411 die U-Phasen-Klemmenspannung Vu gleich Lo, und die V-Phasen-Klemmenspannung Vv und die W-Phasen-Klemmenspannung Vw sind jeweils gleich Hi. Wenn das Schaltelement 412 angeschaltet wird, ist die V-Phasen-Klemmenspannung Vv gleich Lo, und die U-Phasen-Klemmenspannung Vu und die W-Phasen-Klemmenspannung Vw sind jeweils gleich Hi. Wenn das Schaltelement 413 angeschaltet wird, ist die W-Phasen-Klemmenspannung Vw gleich Lo, und die U-Phasen-Klemmenspannung Vu und die V-Phasen-Klemmenspannung Vw sind jeweils gleich Hi.
Wie in einem oberen Teil von 7 gezeigt, ist beim Vorliegen einer Unterbrechung in der U-Phase auf der Seite des ersten Systems, wenn die erste Relaiseinheit 91 angeschaltet und die V-Phase erregt wird, die U-Phasen-Klemmenspannung gleich Lo. Somit kann eine Anomalie erfasst werden. Wie in einem unteren Teil von 7 gezeigt, wird, wenn die zweite Relaiseinheit 92 angeschaltet und die V-Phase erregt wird, Spannung von der Seite der zweiten Relaiseinheit 92 auch beim Vorliegen einer Unterbrechung in der U-Phase des ersten Systems zugeführt. In diesem Fall ist die U-Phasen-Klemmenspannung Vu gleich Hi. Daher ist eine Anomalie schwer zu erkennen.
Entsprechend ist in einem Zustand, in dem sich eine der Relaiseinheiten 91 und 92 in einem An-Zustand befindet, die Klemmenspannung der unterbrochenen Phase des Systems, in dem sich die Relaiseinheit in dem An-Zustand befindet, gleich Lo, wenn sich das Schaltelement in einem Aus-Zustand befindet. In diesem Fall kann daher der Unterbrechungsabschnitt spezifiziert werden. Insbesondere wird angenommen, dass sich die erste Relaiseinheit 91 in dem An-Zustand befindet, sich die zweite Relaiseinheit 92 in dem Aus-Zustand befindet, sich das Schaltelement 411 in dem Aus-Zustand befindet und sich zumindest eines der Schaltelemente 412 und 413 in dem An-Zustand befindet. Wenn in dieser Situation die U-Phasen-Klemmenspannung Vu auf einer Spannungsbestimmungsschwelle Vth oder niedriger liegt, wird spezifiziert, dass eine Unterbrechungsanomalie in der U-Phase auf der Seite des ersten Systems, das heißt, auf einem Pfad von dem Verdrahtungsverbindungsabschnitt 115 zum Verbindungsabschnitt 421, aufgetreten ist.
Es wird angenommen, dass sich die erste Relaiseinheit 91 in dem Aus-Zustand befindet, sich die zweite Relaiseinheit 92 in dem An-Zustand befindet, sich das Schaltelement 411 in dem Aus-Zustand befindet und sich zumindest eines der Schaltelemente 412 und 413 in dem An-Zustand befindet. Wenn in dieser Situation die U-Phasen-Klemmenspannung Vu auf der Spannungsbestimmungsschwelle Vth oder niedriger liegt, wird spezifiziert, dass eine Unterbrechungsanomalie in der U-Phase auf der Seite des zweiten Systems, das heißt, auf einem Pfad von dem Verdrahtungsverbindungsabschnitt 125 zum Verbindungsabschnitt 421, aufgetreten ist. Eine Unterbrechungsanomalie kann in ähnlicher Weise für die V-Phase und die W-Phase spezifiziert werden.
Bei der Unterbrechungserfassung durch die Einphasenerregung können bei der Erregung der U-Phase Unterbrechungen der V-Phase und der W-Phase erfasst werden. Unterbrechungen der U-Phase und der W-Phase können erfasst werden, wenn die V-Phase erregt wird. Unterbrechungen der U-Phase und der V-Phase können erfasst werden, wenn die W-Phase erregt wird. Entsprechend ist bei der Unterbrechungserfassung, wenn sich die erste Relaiseinheit 91 in dem An-Zustand befindet, nur die Erregung von zwei beliebigen der drei Phasen erforderlich, und die Erregung der verbleibenden einen Phase kann unterbleiben. Dasselbe gilt für die Unterbrechungserfassung, wenn sich die zweite Relaiseinheit 92 in dem An-Zustand befindet. Die Erfassungszeit kann durch die Durchführung der Unterbrechungserfassung durch die Einphasenerregung verkürzt werden. Andererseits kann eine fehlerhafte Bestimmung aufgrund von Rauschen oder dergleichen durch die Durchführung der Unterbrechungserfassung durch die Zweiphasenerregung reduziert werden.
Die 8 und 9 zeigen jeweils die Zeit für die Ausführung der Unterbrechungsdiagnose. Wie in 8 gezeigt ist, wird die Unterbrechungsdiagnose während einer aktuellen Fahrt vom Anschalten eines Zündschalters (im Folgenden als „IG“ bezeichnet) eines Fahrzeugs zu einem Zeitpunkt x1 bis zum Abschalten des IG zu einem Zeitpunkt x2 nicht durchgeführt. Wenn der IG zum Zeitpunkt x2 abgeschaltet wird, wird die Unterbrechungsdiagnose in einem Zeitraum vor einer Abschaltung des Systems durchgeführt. Wenn eine Unterbrechungsanomalie erfasst wird, wird die Ausführung einer Fail-Safe-Maßnahme unmittelbar nach einem Zeitpunkt x3, zu dem der nächste IG angeschaltet wird, zugelassen. Da die Unterbrechungsdiagnose in der Zeitspanne durchgeführt wird, in welcher der IG abgeschaltet ist, ist bei der nächsten Fahrt ein schneller Wechsel zu einem schaltbaren Zustand des Schaltbereichs möglich.
Wie in 9 gezeigt ist, wird die Unterbrechungsdiagnose bei einer Initialprüfung vor der Ausführung der Schaltbereichsumschaltung durchgeführt, wenn der IG zu einem Zeitpunkt x5 angeschaltet wird. Wenn eine Unterbrechungsanomalie erfasst wird, wird die Ausführung einer Fail-Safe-Maßnahme in der aktuellen Fahrt ab einem Zeitpunkt x6 nach Abschluss der Unterbrechungsdiagnose zugelassen. In dem An-Zustand des IG ist die Ausführung der Unterbrechungsdiagnose zu jedem Zeitpunkt zugelassen, während die Schaltbereichsumschaltung nicht durchgeführt wird. In dem vorstehend beschriebenen Beispiel entspricht der IG dem Startschalter des Fahrzeugs. Alternativ kann der IG beispielsweise einem Leistungsschalter oder dergleichen in einem Hybridfahrzeug entsprechen. Die Unterbrechungsdiagnose, die nach dem Abschalten des IG durchgeführt wird, und die Unterbrechungsdiagnose, die im An-Zustand des IG durchgeführt wird, können beide durchgeführt werden. Die 8 und 9 zeigen jeweils beispielhaft einen Fall, in dem eine Unterbrechungsanomalie erfasst wird. In diesen Figuren ist die Fail-Safe-Maßnahme mit „FS“ angegeben.
Ein nach dem Abschalten der IG durchgeführter Unterbrechungsdiagnoseprozess wird anhand eines Flussdiagramms von 10 beschrieben. Dieser Prozess entspricht einem Prozess, der ausgeführt wird, wenn der IG abgeschaltet ist. Ein Schritt S101 wird im Folgenden einfach als S101 ausgedrückt, wobei nur das Symbol „S“ ohne „Schritt“ verwendet wird. Dasselbe gilt für die anderen Schritte.
Wenn der IG in S101 abgeschaltet wird, wird die Unterbrechungsdiagnose in S102 durchgeführt. Bei der Unterbrechungsdiagnose wird eine der Relaiseinheiten 91 und 92 angeschaltet, und die erregte(n) Phase(n) wird/werden in einen Modus der Zweiphasenerregung oder der Einphasenerregung geschaltet. Der Anomalieüberwachungsabschnitt 53 erlangt die Klemmenspannungen Vu, Vv und Vw, um eine Unterbrechungsanomalie zu erfassen und einen Unterbrechungsabschnitt zu spezifizieren.
In S103 bestimmt der Anomalieüberwachungsabschnitt 53, ob eine Unterbrechungsanomalie erfasst wurde oder nicht. Wenn bestimmt wird, dass die Unterbrechungsanomalie nicht erfasst wurde (S103: NEIN), fährt der Prozess mit S104 fort. Wenn bestimmt wird, dass die Unterbrechungsanomalie erfasst wurde (S103: JA), fährt der Prozess mit S105 fort.
In S104 setzt der Anomalieüberwachungsabschnitt 53 ein Unterbrechungs-Flag zurück.
In S105 setzt der Anomalieüberwachungsabschnitt 53 das Unterbrechungs-Flag und speichert Anomalieinformationen einschließlich des spezifizierten Unterbrechungsabschnitts. Das Unterbrechungs-Flag entspricht einem Flag, das anzeigt, dass eine Unterbrechungsanomalie aufgetreten ist. In der folgenden Beschreibung wird der Zustand, in dem das Flag gesetzt ist, als „1“ bezeichnet, und der Zustand, in dem das Flag nicht gesetzt ist, wird gegebenenfalls als „0“ bezeichnet. Das Vorhandensein oder Nichtvorhandensein der Unterbrechungsanomalie kann als andere Information als das Flag festgehalten werden. Das Unterbrechungs-Flag und die Anomalieinformationen werden in einer Speichereinheit, wie beispielsweise einem statischen Direktzugriffsspeicher (SRAM) (nicht gezeigt), gespeichert, der die gespeicherten Elemente auch im Aus-Zustand des IG behält.
Ein Prozess, der nach dem Anschalten des IG in einem Fall der Ausführung des Unterbrechungsdiagnoseprozesses nach dem Abschalten des IG durchgeführt wird, wird anhand eines Flussdiagramms von 11 beschrieben. Wenn der IG in S151 angeschaltet wird, bestimmt der Anomalieüberwachungsabschnitt 53 in S152, ob das Unterbrechungs-Flag gesetzt wurde oder nicht. Wenn bestimmt wird, dass das Unterbrechungs-Flag nicht gesetzt wurde (S152: NEIN), fährt der Prozess mit S153 fort. Wenn bestimmt wird, dass das Unterbrechungs-Flag gesetzt wurde (S152: JA), fährt der Prozess mit S154 fort.
In S153 erregt der Controller 50 die Wicklungssätze 11 und 12, um den Motor 10 unter Verwendung der beiden Systeme anzutreiben.
In S154 führt der Controller 50 eine Fail-Safe-Maßnahme durch. In der vorliegenden Ausführungsform wird der Motor 10 unter Verwendung des Systems angesteuert, bei dem die Unterbrechungsanomalie nicht aufgetreten ist. In diesem Fall wird die Relaiseinheit 91 oder 92 des Systems, in dem die Anomalie aufgetreten ist, abgeschaltet. In der vorliegenden Ausführungsform wird die Relaiseinheit 91 oder 92 des Systems, in dem die Unterbrechungsanomalie aufgetreten ist, aus Sicherheitsgründen abgeschaltet. Der Motor 10 kann jedoch nur vom normalen System angesteuert werden, auch wenn beide Relaiseinheiten 91 und 92 angeschaltet sind. Darüber hinaus leuchtet eine Warnlampe auf, die das Vorhandensein der Unterbrechungsanomalie anzeigt, um einen Nutzer darauf hinzuweisen, dass die Anomalie im Shift-By-Wire-System 1 aufgetreten ist. Die Methode zur Warnung des Nutzers ist nicht auf das Aufleuchten der Warnlampe beschränkt, sondern kann jede beliebige Methode sein, wie beispielsweise Sprachführung.
Der Unterbrechungsdiagnoseprozess, der im An-Zustand des IG durchgeführt wird, wird anhand eines Flussdiagramms von 12 beschrieben. Diese Verarbeitung kann zu jedem Zeitpunkt ausgeführt werden, während sich der IG im An-Zustand befindet. In der vorliegenden Ausführungsform wird ein Standby-Zustand geschaffen, wenn ein Mikrocomputer nach dem Anschalten des IG initialisiert wird.
Wenn der Prozess ausgehend von dem Standby-Zustand in S201 auf S202 fortschreitet, wird die Unterbrechungsdiagnose ausgeführt. In S203 bestimmt der Anomalieüberwachungsabschnitt 53, ob eine Unterbrechungsanomalie erfasst wurde oder nicht. Wenn bestimmt wird, dass eine Unterbrechungsanomalie erfasst wurde (S203: JA), fährt der Prozess mit S204 fort. In diesem Fall spezifiziert der Anomalieüberwachungsabschnitt 53, dass es sich bei der aufgetretenen Anomalie um eine Unterbrechungsanomalie handelt. In S205 führt der Controller 50 eine Fail-Safe-Maßnahme ähnlich der in S154 in 11 durch. Wenn bestimmt wird, dass die Unterbrechungsanomalie nicht erfasst wurde (S203: NEIN), fährt der Prozess mit S206 fort.
In S206 bestimmt der Anomalieüberwachungsabschnitt 53, ob der aktuelle Zustand ein Schaltbereichsumschaltzustand ist oder nicht, in dem der Schaltbereich umgeschaltet wird. Wenn bestimmt wird, dass der aktuelle Zustand nicht der Schaltbereichsumschaltzustand ist (S206: NEIN), endet diese Routine. Wenn bestimmt wird, dass der aktuelle Zustand der Schaltbereichsumschaltzustand ist (S206: JA), fährt der Prozess mit S207 fort.
In S207 bestimmt der Anomalieüberwachungsabschnitt 53, ob ein Flag für eine vorübergehende Anomalie des Encoders gesetzt wurde oder nicht. In der Abbildung wird das Flag für eine vorübergehende Anomalie des Encoders als „FlgE“ angezeigt. Wenn bestimmt wird, dass das Flag für eine vorübergehende Anomalie des Encoders gesetzt wurde (S207: JA), geht der Prozess zu S212 über. Wenn bestimmt wird, dass das Flag für eine vorübergehende Anomalie des Encoders nicht gesetzt wurde (S207: NEIN), fährt der Prozess mit S208 fort.
In S208 bestimmt der Anomalieüberwachungsabschnitt 53, ob der tatsächliche Bereich mit dem Soll-Schaltbereich übereinstimmt oder nicht. Wenn bestimmt wird, dass der tatsächliche Bereich mit dem Soll-Schaltbereich übereinstimmt (S208: JA), endet diese Routine auf der Grundlage des Abschlusses der Schaltbereichsumschaltung. Wenn bestimmt wird, dass der tatsächliche Bereich nicht mit dem Soll-Schaltbereich übereinstimmt (S208: NEIN), fährt der Prozess mit S209 fort.
In S209 bestimmt der Anomalieüberwachungsabschnitt 53, ob ein Zählwert des Encoders 13 stagniert oder nicht. Hier wird bestimmt, dass der Encoderzählwert stagniert, wenn sich der Encoderzählwert während einer Stagnationsbestimmungszeit oder länger nicht ändert. Wenn bestimmt wird, dass der Encoderzählwert nicht stagniert (S209: NEIN), endet diese Routine. Wenn bestimmt wird, dass der Encoderzählwert stagniert (S209: JA), fährt der Prozess mit S210 fort, um das Flag für eine vorübergehende Anomalie des Encoders zu setzen. In S211 schaltet der Controller 50 einen Ansteuer- bzw. Antriebsmodus des Motors 10 auf einen offenen Steuermodus um, der keinen Erfassungswert des Encoders 13 verwendet.
Wenn bestimmt wird, dass das Flag für eine vorübergehende Anomalie des Encoders gesetzt wurde (S207: JA), geht der Prozess zu S212 über, wo der Anomalieüberwachungsabschnitt 53 bestimmt, ob seit dem Wechsel auf den offenen Steuermodus eine Schaltabschlussbestimmungszeit Xd verstrichen ist oder nicht. Die Schaltabschlussbestimmungszeit Xd ist auf eine Zeit eingestellt, die länger ist als eine Zeit, die zum Umschalten des Schaltbereichs erforderlich ist, wenn der Motor 10 durch eine offene Ansteuerung angesteuert wird. Wenn bestimmt wird, dass die Schaltabschlussbestimmungszeit Xd nicht verstrichen ist (S212: NEIN), wird die offene Steuerung mit einem Ende dieser Routine fortgesetzt. Wenn bestimmt wird, dass die Schaltabschlussbestimmungszeit Xd verstrichen ist (S212: JA), fährt der Vorgang mit S213 fort.
In S213 bestimmt der Anomalieüberwachungsabschnitt 53 auf der Grundlage eines Erfassungswerts des Ausgangswellensensors 16, ob der tatsächliche Bereich mit dem Soll-Schaltbereich übereinstimmt oder nicht. Wenn bestimmt wird, dass der tatsächliche Bereich mit dem Soll-Schaltbereich übereinstimmt (S213: JA), fährt der Prozess mit S214 fort, um eine Encoderanomalie zu bestätigen. Wenn bestimmt wird, dass der tatsächliche Bereich nicht mit dem Soll-Schaltbereich übereinstimmt (S213: NEIN), fährt der Prozess mit S215 fort, um eine mechanische Sperranomalie zu bestätigen. In S216 führt der Controller 50 eine Fail-Safe-Maßnahme gemäß der anormalen Situation durch.
Ein zum Zeitpunkt der Bereichsumschaltung durchgeführter Anomaliebestimmungsprozess wird anhand eines Zeitdiagramms von 13 beschrieben. 13 zeigt von der oberen Seite eine Motorsteuerung, einen Motorwinkel, ein An-/Aus-Schaltsignal des Ausgangswellensensors 16, einen Anomaliebestimmungszustand des Shift-By-Wire-Systems 1 und eine Unterbrechungserfassung. 13 zeigt nicht das An-Aus-Signal des Ausgangswellensensors 16 im Normalzustand.
Wenn der Soll-Schaltbereich zu einem Zeitpunkt x10 von dem P-Bereich auf den D-Bereich wechselt, wird eine dem Bereich entsprechende Soll-Drehposition θ* geschaffen. In diesem Fall wird die Ansteuerung des Motors 10 durch eine Rückkopplungssteuerung oder dergleichen auf der Grundlage eines Erfassungswerts des Encoders 13 gestartet. Mit dem Start der Ansteuerung des Motors 10 nähert sich der Motorwinkel im Normalzustand der Soll-Drehposition θ*. Außerdem wird ein Schalter, der den Ausgangswellensensor 16 bildet, entsprechend der Rotation des Motors 10 an- oder abgeschaltet.
Wenn der Wert des Encoders 13 zu einem Zeitpunkt x11 stagniert, bestimmt der Anomalieüberwachungsabschnitt 53 eine vorübergehende Anomalie des Encoders zu einem Zeitpunkt x12 nach Ablauf einer Stagnationsbestimmungszeit Xs seit Beginn der Stagnation. Wenn die vorübergehende Anomalie des Encoders bestimmt wird, wird die Steuerung des Motors 10 auf eine solche Steuerung umgeschaltet, die keinen Erfassungswert des Encoders 13 verwendet, wie beispielsweise eine offene Antriebssteuerung, welche die erregte Phase in einem vorbestimmten Zeitintervall schaltet.
Wenn der Motor 10 ohne Verwendung des Erfassungswerts des Encoders 13 gesteuert wird, wird basierend auf einer Änderung eines Signals von dem Ausgangswellensensor 16, wie durch eine durchgezogene Linie angezeigt, erkannt, dass sich der Motor 10 in einem drehbaren Zustand befindet. Wenn ein dem D-Bereich entsprechender Schalter des Ausgangswellensensors 16 durch Drehen des Motors 10 bei offener Ansteuerung angeschaltet wird, wird der Motor 10 in einem Zeitraum von einem Zeitpunkt x13 bis zu einem Zeitpunkt x14 (beispielsweise 100 [ms]) durch Bremsen gesteuert. Danach kehrt der aktuelle Zustand in den Standby-Zustand zurück. Darüber hinaus wird eine tatsächliche Anomalie des Encoders zu einem Zeitpunkt x15 nach Ablauf der Schaltabschlussbestimmungszeit Xd seit dem Wechsel auf die offene Ansteuerung bestätigt.
Wenn sich andererseits das Signal von dem Ausgangswellensensor 16 auch unter der Steuerung des Motors 10 ohne Verwendung des Erfassungswerts des Encoders 13 nicht ändert, wie durch eine strichpunktierte Linie mit einem Punkt angezeigt, wird davon ausgegangen, dass sich der Motor 10 nicht dreht. In diesem Fall bestimmt der Anomalieüberwachungsabschnitt 53, dass nicht eine Anomalie des Encoders 13, sondern eine Anomalie, welche die Rotation des Motors 10 verhindert, aufgetreten ist. In 13 wird eine mechanische Sperranomalie zum Zeitpunkt x15 nach Ablauf der Schaltabschlussbestimmungszeit Xd seit dem Wechsel auf die offene Ansteuerung unter den Annahmen bestätigt, dass die Unterbrechungsanomaliebestimmung vor dem Beginn der Schaltbereichsumschaltung durchgeführt wurde und dass während der Bereichsumschaltung keine Unterbrechung stattgefunden hat. Wenn die Bestimmung einer vorübergehenden Anomalie des Encoders bei fehlender Rotation des Motors 10 erfolgt, kann die vorstehend beschriebene Unterbrechungsdiagnose durchgeführt werden, um zu spezifizieren, ob es sich bei der Unterbrechungsanomalie um eine mechanische Sperranomalie handelt. Wenn beispielsweise in S213 in 12 eine negative Bestimmung vorgenommen wird, kann die Unterbrechungsdiagnose durchgeführt werden. Wenn darüber hinaus die Anomalie des Encoders 13 vorübergehend ist, wie durch eine strichpunktierte Linie mit zwei Punkten angezeigt, kann der Encoder 13 auf den normalen Zustand zurückgeführt werden.
Wie vorstehend beschrieben, ist die Schaltbereichssteuerungsvorrichtung 40 gemäß der vorliegenden Ausführungsform derart konfiguriert, dass diese die Ansteuerung des Motors 10 einschließlich der Mehrzahl von Wicklungssätzen 11 und 12 steuert, um dadurch das Shift-By-Wire-System 1 zu steuern, und umfasst die Ansteuerschaltung 41, den Spannungsdetektor 43 und den Controller 50. Die Ansteuerschaltung 41 umfasst die Schaltelemente 411 bis 413 und wird von den mehreren Wicklungssätzen 11 und 12 gemeinsam genutzt. Der Spannungsdetektor 43 erfasst die Klemmenspannungen Vu, Vv und Vw der jeweiligen Phasen.
Der Controller 50 umfasst den Erregungssteuerungsabschnitt 51, den Relaissteuerungsabschnitt 52 und den Anomalieüberwachungsabschnitt 53. Der Erregungssteuerungsabschnitt 51 steuert die Erregung der Wicklungssätze 11 und 12 durch Steuern von An- und Aus-Vorgängen der Schaltelemente 411 bis 413. Der Relaissteuerungsabschnitt 52 steuert die Relaiseinheiten 91 und 92, von denen jede in der Lage ist, zwischen Leitung und Unterbrechung von Leistung von der Batterie 90 zu einem entsprechenden der Wicklungssätze 11 und 12 umzuschalten. Der Anomalieüberwachungsabschnitt 53 überwacht eine Anomalie des Shift-By-Wire-Systems 1. Der Anomalieüberwachungsabschnitt 53 führt eine Unterbrechungsdiagnose auf der Grundlage der Klemmenspannungen Vu, Vv und Vw durch, die während der Erregung der Wicklungssätze 11 und 12 erzeugt werden, in einem Steuerzustand, in dem eine der Relaiseinheiten gesteuert wird, um die Leistung zu leiten, und die andere der Relaiseinheiten gesteuert wird, um die Leistung zu unterbrechen. Auf diese Art und Weise wird eine Unterbrechungsanomalie auch dann geeignet erfasst, wenn die Ansteuerschaltung 41 zur Vereinfachung der Konfiguration von den Wicklungssätzen 11 und 12 der Mehrzahl von Systemen gemeinsam genutzt wird.
Die Enden der Wicklungen 111 bis 113 des ersten Wicklungssatzes 11 auf einer Seite sind an dem Verdrahtungsverbindungsabschnitt 115 miteinander verbunden. Die Enden der Wicklungen 121 bis 123 des zweiten Wicklungssatzes 12 auf einer Seite sind an dem Verdrahtungsverbindungsabschnitt 125 miteinander verbunden. Die anderen Enden der Wicklungen 111 bis 113 des ersten Wicklungssatzes 11 sind entsprechend mit den Wicklungen 121 bis 123 des zweiten Wicklungssatzes 12 in den entsprechenden Phasen an den Verbindungsabschnitten 421 bis 423 verbunden. Die Relaiseinheiten 91 und 92 sind auf den Leistungszuführleitungen 901 und 902 vorgesehen, welche die Verdrahtungsverbindungsabschnitte 115 und 125 und die Batterie 90 verbinden. Die Schaltelemente 411 bis 413 sind zwischen den Verbindungsabschnitten 421 bis 423 und der Masse vorgesehen. In dieser Konfiguration werden die Wicklungssätze durch einzelnes Anschalten der jeweiligen Relaiseinheiten 91 und 92 unabhängig erregt, und daher kann eine Unterbrechungsanomalie geeignet erfasst werden.
Die Wicklungssätze 11 und 12 besitzen die Wicklungen 111 bis 113 bzw. 121 bis 123 von drei Phasen. Wenn die Schaltelemente 411 bis 413 einer Phase oder zweier Phasen bei der Unterbrechungsdiagnose angeschaltet werden und die Klemmenspannung Vu, Vv, Vw einer Erregungs-Aus-Phase, in der sich das Schaltelement in dem Aus-Zustand befindet, gleich oder niedriger als die Spannungsbestimmungsschwelle Vth ist, bestimmt der Anomalieüberwachungsabschnitt 53, dass in der Erregungs-Aus-Phase eine Unterbrechungsanomalie aufgetreten ist. Wenn sich beispielsweise das Schaltelement 411 im Aus-Zustand befindet und die U-Phasen-Klemmenspannung Vu niedriger als die Spannungsbestimmungsschwelle Vth ist, wird spezifiziert, dass in der U-Phase des ersten Wicklungssatzes 11 eine Unterbrechungsanomalie aufgetreten ist. Auf diese Art und Weise kann der Unterbrechungsabschnitt geeignet spezifiziert werden.
Der Anomalieüberwachungsabschnitt 53 führt die Unterbrechungsdiagnose durch, wenn der IG als der Startschalter des Fahrzeugs abgeschaltet wird. In diesem Fall kann der Schaltbereich nach dem Start, zu Beginn der nächsten Fahrt, schnell umgeschaltet werden.
Der Anomalieüberwachungsabschnitt 53 führt die Unterbrechungsdiagnose durch, wenn der Schaltbereich im An-Zustand des IG nicht geschaltet wird. In diesem Fall kann nach der Erfassung der Anomalie schnell ein Wechsel auf die Fail-Safe-Aktion erreicht werden.
Beim Vorliegen einer Anomalie, dass ein Erfassungswert des Encoders 13, der zur Erfassung der Drehposition des Motors 10 konfiguriert ist, während der Schaltbereichsumschaltung stagniert, wenn der Motor 10 ohne Verwendung des Erfassungswerts des Encoders 13 angesteuert werden kann, bestimmt der Anomalieüberwachungsabschnitt 53 eine Anomalie des Encoders 13. Wenn der Motor 10 auch unter der Steuerung zum Ansteuern des Motors 10 ohne Verwendung des Erfassungswerts des Encoders 13 nicht angesteuert bzw. angetrieben werden kann, wird auf der Grundlage eines Ergebnisses der Unterbrechungsdiagnose bestimmt, ob es sich bei der Anomalie um eine Unterbrechungsanomalie oder um eine mechanische Sperranomalie, die sich von der Unterbrechungsanomalie unterscheidet, handelt. Auf diese Art und Weise kann die Art der Anomalie geeignet spezifiziert werden.
(Weitere Ausführungsformen)
Bei der vorstehend beschriebenen Ausführungsform ist das Stellglied durch einen SR-Motor vorgesehen. In einer anderen Ausführungsform kann das Stellglied jede Vorrichtung sein, die in der Lage ist, Elemente anzutreiben, die mit einer Schaltbereichsumschaltung in Zusammenhang stehen, wie beispielsweise ein bürstenloser Gleichstrommotor. Bei der vorstehend beschriebenen Ausführungsform sind die Wicklungssätze und die Unterbrechungseinheiten zweier Systeme vorgesehen. In einer weiteren Ausführungsform kann die Anzahl der Systeme der Wicklungssätze und der Unterbrechungseinheiten drei oder mehr betragen. Bei der vorstehend beschriebenen Ausführungsform sind die Wicklungen von drei Phasen in jedem Wicklungssatz Y-verbunden. In einer weiteren Ausführungsform kann die Wicklungsverbindungsmethode der Wicklungen jede beliebige Verbindungsmethode sein, wie beispielsweise eine Δ-Verbindung. Darüber hinaus ist bei der vorstehend beschriebenen Ausführungsform jeder der Wicklungssätze aus den Wicklungen von drei Phasen aufgebaut. Jeder der Wicklungssätze kann jedoch aus Wicklungen von vier oder mehr Phasen aufgebaut sein. Der Drehwinkelsensor der vorstehend beschriebenen Ausführungsform ist durch einen Encoder vorgesehen. In einer weiteren Ausführungsform kann der Drehwinkelsensor von einem beliebigen Typ sein, wie beispielsweise ein Drehmelder, und nicht ein Encoder.
Bei der vorstehend beschriebenen Ausführungsform ist das rotierende Element eine Rastplatte, während das Eingriffselement eine Rastwalze ist. In einer weiteren Ausführungsform sind das rotierende Element und das Eingriffselement nicht auf die Rastplatte bzw. die Rastwalze beschränkt, sondern können beliebige andere Elemente sein, beispielsweise Elemente mit unterschiedlichen Gestaltungen. Bei der vorstehend beschriebenen Ausführungsform sind in der Rastplatte vier Aussparungen ausgebildet. In einer weiteren Ausführungsform ist die Anzahl der Aussparungen nicht auf vier beschränkt, sondern kann beliebig sein. So können beispielsweise zwei Aussparungen in der Rastplatte ausgebildet sein, um ein Umschalten zwischen dem P-Bereich und dem Nicht-P-Bereich zu ermöglichen. Der Schaltbereichsumschaltmechanismus, der Parksperrmechanismus und dergleichen können sich von den entsprechenden Mechanismen der vorstehenden Ausführungsform unterscheiden.
Bei der vorstehend beschriebenen Ausführungsform ist zwischen der Motorwelle und der Ausgangswelle ein Drehzahlminderer vorgesehen. Während Einzelheiten des Drehzahlminderers in der vorstehenden Ausführungsform nicht erwähnt werden, kann der Drehzahlminderer beliebige Konfigurationen aufweisen, wie beispielsweise eine Konfiguration mit einem Zykloidengetriebe, einem Planetengetriebe, einem Getriebe unter Verwendung eines Stirnradgetriebes, welches Drehmoment von einem Untersetzungsmechanismus, im Wesentlichen koaxial zur Motorwelle, auf eine Antriebswelle überträgt, und einer Kombination dieser Getriebe. In einer anderen Ausführungsform kann der Drehzahlminderer zwischen der Motorwelle und der Ausgangswelle entfallen oder ein anderer Mechanismus als der Drehzahlminderer kann vorgesehen sein. Die vorliegende Offenbarung ist nicht auf die hier beschriebenen Ausführungsformen beschränkt. Die vorliegende Offenbarung kann in verschiedenen Modi im Schutzumfang praktiziert werden, ohne von dem Kern der Offenbarung abzuweichen.
Während die vorliegende Offenbarung mit Bezug auf Ausführungsformen davon beschrieben wurde, ist verständlich, dass die Offenbarung nicht auf die Ausführungsformen und Konstruktionen beschränkt ist. Die vorliegende Offenbarung soll verschiedene Modifikationen und äquivalente Anordnungen abdecken. Neben den verschiedenen Kombinationen und Konfigurationen liegen auch andere Kombinationen und Konfigurationen mit mehr, weniger oder nur einem einzelnen Element im Grundgedanken und Schutzumfang der vorliegenden Offenbarung.
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 2017196817 [0001]
JP 2001271917 A [0004]

Claims

Schaltbereichssteuerungsvorrichtung, welche derart konfiguriert ist, dass diese eine Ansteuerung eines Stellglieds (10) mit einer Mehrzahl von Wicklungssätzen (11, 12) zur Steuerung eines Schaltbereichsumschaltsystems (1) steuert, wobei die Schaltbereichssteuerungsvorrichtung aufweist: eine Ansteuerschaltung (41), welche eine Mehrzahl von Schaltelementen (411 bis 413) umfasst und von der Mehrzahl von Wicklungssätzen gemeinsam genutzt wird; einen Spannungsdetektor (43), welcher Klemmenspannungen der jeweiligen Phasen erfasst; und einen Controller (50), welcher umfasst einen Erregungssteuerungsabschnitt (51), welcher derart konfiguriert ist, dass dieser An- und Aus-Vorgänge der Schaltelemente zur Steuerung der Erregung der Wicklungssätze steuert, einen Unterbrechungseinheits-Steuerungsabschnitt (52), welcher derart konfiguriert ist, dass dieser eine Mehrzahl von Unterbrechungseinheiten (91, 92) steuert, von denen jede in der Lage ist, zwischen einer Leitung und einer Unterbrechung von Leistung von einer Leistungszuführung (90) zu einem entsprechenden der Wicklungssätze umzuschalten, und einen Anomalieüberwachungsabschnitt (53), welcher derart konfiguriert ist, dass dieser eine Anomalie des Schaltbereichsumschaltsystems überwacht, wobei der Anomalieüberwachungsabschnitt eine Unterbrechungsdiagnose auf der Grundlage der Klemmenspannungen, die während der Erregung der Wicklungssätze erzeugt werden, in einem Steuerzustand durchführt, in dem eine der Unterbrechungseinheiten so gesteuert wird, dass diese die Leistung leitet, und eine verbleibende Unterbrechungseinheit so gesteuert wird, dass diese die Leistung unterbricht.
Schaltbereichssteuerungsvorrichtung nach Anspruch 1, wobei jeder der Wicklungssätze eine Mehrzahl von Wicklungen (111 bis 113, 121 bis 123) umfasst, deren eine Enden an einem Verdrahtungsverbindungsabschnitt (115, 125) miteinander verbunden sind und deren andere Enden an Verbindungsabschnitten (421 bis 423) mit Wicklungen entsprechender Phasen eines anderen Wicklungssatzes verbunden sind, die Unterbrechungseinheiten auf Leistungszuführleitungen (901, 902) vorgesehen sind, welche die Verdrahtungsverbindungsabschnitte und die Leistungszuführung verbinden, und die Schaltelemente zwischen den Verbindungsabschnitten und einer Masse vorgesehen sind.
Schaltbereichssteuerungsvorrichtung nach Anspruch 2, wobei jeder der Wicklungssätze die Wicklungen von drei Phasen umfasst, und wenn bei der Unterbrechungsdiagnose das Schaltelement einer von drei Phasen oder die Schaltelemente von zwei der drei Phasen angeschaltet sind und die Klemmenspannung einer Erregungs-Aus-Phase, in der das Schaltelement abgeschaltet ist, gleich oder niedriger als eine Spannungsbestimmungsschwelle ist, der Anomalieüberwachungsabschnitt bestimmt, dass die Erregungs-Aus-Phase eine Unterbrechungsanomalie aufweist.
Schaltbereichssteuerungsvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, wobei der Anomalieüberwachungsabschnitt die Unterbrechungsdiagnose durchführt, wenn ein Startschalter eines Fahrzeugs abgeschaltet wird.
Schaltbereichssteuerungsvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, wobei der Anomalieüberwachungsabschnitt die Unterbrechungsdiagnose durchführt, wenn sich ein Startschalter eines Fahrzeugs in einem An-Zustand befindet und ein Schaltbereich nicht umgeschaltet wird.
Schaltbereichssteuerungsvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, wobei beim Vorliegen einer Anomalie, bei welcher ein Erfassungswert eines Drehwinkelsensors (13), welcher derart konfiguriert ist, dass dieser eine Drehposition des Stellglieds erfasst, während eines Umschaltens eines Schaltbereichs stagniert, der Anomalieüberwachungsabschnitt eine Anomalie des Drehwinkelsensors in einem Fall bestimmt, in dem das Stellglied ohne Verwendung des Erfassungswerts des Drehwinkelsensors angesteuert werden kann, und eine Unterbrechungsanomalie oder eine mechanische Sperranomalie, die sich von der Unterbrechungsanomalie unterscheidet, auf der Grundlage eines Ergebnisses der Unterbrechungsdiagnose in einem Fall, in dem das Stellglied auch unter einer Steuerung, so dass das Stellglied ohne Verwendung des Erfassungswerts des Drehwinkelsensors angesteuert wird, nicht angesteuert werden kann, unterscheidet.