DE112018004905T5

DE112018004905T5 - Schaltbereich-Steuervorrichtung

Info

Publication number: DE112018004905T5
Application number: DE112018004905.1T
Authority: DE
Inventors: Jun Yamada
Original assignee: Denso Corp
Current assignee: Denso Corp
Priority date: 2017-09-05
Filing date: 2018-09-03
Publication date: 2020-06-10
Also published as: JP2019044911A; WO2019049809A1; US11079010B2; US20200191261A1; JP6760232B2; CN111051744B; CN111051744A

Abstract

Eine Winkelberechnungseinheit (51) erlangt ein Motordrehwinkelsignal, das ausgehend von einem Motordrehwinkelsensor (13) ausgegeben wird, der eine Drehposition eines Motors (10) erfasst, und berechnet einen Motorwinkel. Eine Signalerlangungseinheit (52) erlangt ein Ausgangswellensignal, das ausgehend von einem Ausgangswellensensor (16) ausgegeben wird und einen Wert aufweist, der sich in Übereinstimmung mit einer Drehposition einer Ausgangswelle schrittweise verändert, wobei der Ausgangswellensensor (16) eine Drehposition einer Ausgangswelle (15) erfasst, auf welche die Drehung des Motors (10) übertragen wird. Eine Antriebssteuereinheit (55) steuert den Antrieb des Motors (10) derart, dass der Motorwinkel zu einem Soll-Motorwinkelwert wird, der einem Soll-Schaltbereich entspricht. Eine Bereichsbestimmungseinheit (53) bestimmt auf Grundlage des Ausgangswellensignals und des Motordrehwinkelsignals einen Ist-Bereich. Die Bereichsbestimmungseinheit (53) bestimmt auf Grundlage des Ausgangswellensignals und des Motordrehwinkelsignals während eines Umschaltens des Schaltbereichs den Ist-Bereich, und bestimmt auf Grundlage des Ausgangswellensignals, nachdem das Umschalten des Schaltbereichs abgeschlossen ist, den Ist-Bereich.

Description

Querverweis auf ähnliche Anmeldungen
Diese Anmeldung basiert auf der Japanischen Patentanmeldung mit der Nr. 2017-170 342 , eingereicht am 5. September 2017, deren Offenbarung hierin durch Bezugnahme mit aufgenommen wird.
Technisches Gebiet
Die vorliegende Offenbarung betrifft eine Schaltbereich-Steuervorrichtung.
Stand der Technik
Eine Motorsteuervorrichtung kann einen Schaltbereich umschalten, indem ein Motor als Reaktion auf eine Schaltbereich-Umschaltanforderung von einem Fahrer gesteuert wird. Zum Beispiel beschreibt Patentliteratur 1, dass ein Ausgangswellensensor zum Erfassen eines Drehwinkels einer Ausgangswelle vorgesehen ist, die eingepasst und an eine Drehwelle eines Geschwindigkeitsreduzierungsmechanismus bzw. Untersetzungsgetriebes gekoppelt ist, welches eine Drehung eines Motors reduziert und überträgt.
Literatur zum Stand der Technik
Patentliteratur
Patentliteratur 1: JP 2005 198 449 A1
Kurzfassung
Patentliteratur 1 beschreibt zum Beispiel ein Potentiometer, bei welchem sich eine Ausgangsspannung, die einem Drehwinkel entspricht, linear verändert, als einen Ausgangswellensensor, oder einen Schalter, der sich in einem Drehwinkelbereich, der jedem Bereich entspricht, einschaltet, als einen Ausgangswellensensor. Das Potentiometer und der Schalter in Patentliteratur 1 sind vom Kontakttyp. Wenn der Ausgangswellensensor von Patentliteratur 1 gemultiplext wird, um einen relativ hohen Bedarf nach Sicherheit zu erfüllen, kann es zum Beispiel notwendig sein, eine Struktur eines Bereichs-Umschaltmechanismus bzw. der Gangschaltung zu verändern. Wenn eine relativ einfache Konfiguration vorgesehen ist, um den Ausgangswellensensor zu multiplexen, kann es schwierig sein, den Schaltbereich geeignet zu bestimmen. Es ist eine Aufgabe der vorliegenden Offenbarung, eine Schaltbereich-Steuervorrichtung vorzusehen, die den Schaltbereich geeignet bestimmt.
Die Schaltbereich-Steuervorrichtung gemäß der vorliegenden Offenbarung steuert ein Schaltbereich-Umschaltsystem. Das Schaltbereich-Umschaltsystem schaltet durch Steuern des Antriebs eines Motors einen Schaltbereich eines Fahrzeugs um. Die Schaltbereich-Steuervorrichtung beinhaltet eine Winkelberechnungseinheit, eine Signalerlangungseinheit, eine Antriebssteuereinheit und eine Bereichsbestimmungseinheit. Die Winkelberechnungseinheit erlangt ein Motordrehwinkelsignal, welches ausgehend von einem Motordrehwinkelsensor ausgegeben wird, der eine Drehposition eines Motors erfasst, und berechnet einen Motorwinkel. Die Signalerlangungseinheit erlangt ein Ausgangswellensignal ausgehend von einem Ausgangswellensensor. Das Ausgangswellensignal weist einen Wert auf, der sich in Übereinstimmung mit einer Drehposition einer Ausgangswelle schrittweise verändert. Der Ausgangswellensensor erfasst eine Drehposition einer Ausgangswelle, auf welche die Drehung des Motors übertragen wird. Die Antriebssteuereinheit steuert den Antrieb des Motors derart, dass der Motorwinkel zu einem Soll-Motorwinkelwert wird, der einem Soll-Schaltbereich entspricht.
Die Ist-Bereichsbestimmungseinheit bestimmt auf Grundlage des Ausgangswellensignals und des Motordrehwinkelsignals einen Ist-Bereich als einen Ist-Schaltbereich. Die Ist-Bereichsbestimmungseinheit bestimmt auf Grundlage des Ausgangswellensignals und des Motordrehwinkelsignals während eines Umschaltens des Schaltbereichs den Ist-Bereich. Die Ist-Bereichsbestimmungseinheit bestimmt auf Grundlage des Ausgangswellensignals, nachdem das Umschalten des Schaltbereichs abgeschlossen ist, den Ist-Bereich. Selbst wenn dieser derart konfiguriert ist, dass sich das Ausgangswellensignal schrittweise verändert, um so den Ausgangswellensensor zu multiplexen, ist es zum Beispiel möglich, den Schaltbereich unter Verwendung des Motordrehwinkelsignals in Kombination geeignet zu bestimmen.
Figurenliste
Die vorstehende Aufgabe und andere Aufgaben, Merkmale und Vorteile der vorliegenden Offenbarung werden aus der folgenden detaillierten Beschreibung mit Bezug auf die beiliegenden Zeichnungen deutlich werden. Es zeigt/es zeigen:

1 eine Perspektivansicht, die ein Shift-by-Wire-System gemäß einer ersten Ausführungsform zeigt;
2 ein schematisches Konfigurationsdiagramm, welches das Shift-by-Wire-System gemäß der ersten Ausführungsform zeigt;
3 ein Diagramm zum Veranschaulichen eines Ausgangswellensignals gemäß der ersten Ausführungsform;
4 ein Flussdiagramm zum Veranschaulichen einer Ist-Bereichs-Bestimmungsverarbeitung gemäß der ersten Ausführungsform;
5 ein Flussdiagramm zum Veranschaulichen einer Encoder-Bestimmungsverarbeitung gemäß der ersten Ausführungsform;
6 ein Zeitdiagramm in dem Fall, bei welchem bei der ersten Ausführungsform ein Schaltbereich von einem P-Bereich zu einem D-Bereich umgeschaltet wird;
7 ein Zeitdiagramm in dem Fall, bei welchem bei der ersten Ausführungsform der Schaltbereich von dem P-Bereich zu einem N-Bereich umgeschaltet wird;
8 ein Diagramm zum Veranschaulichen einer Rückwärtslauf-Bestimmung in dem Fall, bei welchem bei der ersten Ausführungsform der Schaltbereich von dem P-Bereich zu einem R-Bereich umgeschaltet wird;
9 ein Diagramm zum Veranschaulichen der Rückwärtslauf-Bestimmung in dem Fall, bei welchem bei der ersten Ausführungsform der Schaltbereich von dem N-Bereich zu dem R-Bereich umgeschaltet wird;
10 ein Diagramm zum Veranschaulichen der Rückwärtslauf-Bestimmung in dem Fall, bei welchem bei der ersten Ausführungsform der Schaltbereich von dem P-Bereich zu dem D-Bereich umgeschaltet wird;
11 ein Diagramm zum Veranschaulichen der Rückwärtslauf-Bestimmung in dem Fall, bei welchem bei der ersten Ausführungsform der Schaltbereich von dem N-Bereich zu dem D-Bereich umgeschaltet wird; und
12 ein Diagramm zum Veranschaulichen einer P-in-Fehler-Bestimmung gemäß der ersten Ausführungsform.

Detaillierte Beschreibung der Ausführungsformen
Erste Ausführungsform
Das Folgende beschreibt eine Schaltbereich-Steuervorrichtung unter Bezugnahme auf die Zeichnungen. In den 1 bis 12 wird eine Schaltbereich-Steuervorrichtung gemäß der ersten Ausführungsform gezeigt. Wie in den 1 und 2 gezeigt wird, beinhaltet ein Shift-by-Wire-System 1 als ein Schaltbereich-Umschaltsystem einen Motor 10, einen Schaltbereich-Umschaltmechanismus 20, einen Parksperrmechanismus 30, eine Schaltbereich-Steuervorrichtung 40 und dergleichen. Der Motor 10 dreht sich, indem diesem ausgehend von der Batterie, die in einem (nicht näher dargestellten) Fahrzeug montiert ist, elektrische Leistung zugeführt wird. Der Motor 10 fungiert als eine Antriebsquelle für den Schaltbereich-Umschaltmechanismus 20. Der Motor 10 der vorliegenden Ausführungsform ist ein geschalteter Reluktanzmotor. Der geschaltete Reluktanzmotor kann bei Bedarf als ein „SR-Motor“ (vgl. engl. „switched reluctance“) bezeichnet werden. Der Motor 10 muss nicht auf nur den SR-Motor beschränkt sein, sondern kann auch ein bürstenloser Gleichstrom-Motor oder dergleichen sein.
Wie in 2 gezeigt wird, erfasst ein Wertgeber bzw. Encoder 13 als ein Motordrehwinkelsensor eine Drehposition eines (nicht näher dargestellten) Rotors des Motors 10. Der Encoder 13 ist zum Beispiel ein magnetischer Drehgeber und ist aus einem Magneten, der sich integral mit dem Rotor dreht, einer integrierten Magnet-Erfassungs-Hall-Schaltung (IC) und dergleichen hergestellt. Der Encoder 13 gibt bei vorgegebenen Winkeln synchron zu der Drehung des Rotors Impulssignale ausgewählt aus einem A-Phasen-Impulssignal und einem B-Phasen-Impulssignal aus. Das Signal ausgehend von dem Encoder 13 kann als ein Motordrehwinkelsignal SgE bezeichnet werden. Bei der vorliegenden Ausführungsform ist der Encoder 13 durch ein Einzelsystem konfiguriert, das für sowohl die A-Phase als auch die B-Phase ein Signal ausgibt. Bei der vorliegenden Ausführungsform weist der Encoder 13 eine höhere Winkelerfassungsgenauigkeit auf als der Ausgangswellensensor 16.
Ein Geschwindigkeitsreduzierer 14 bzw. Untersetzungsgetriebe 14 ist zwischen einer Motorwelle des Motors 10 und einer Ausgangswelle 15 vorgesehen. Der Geschwindigkeitsreduzierer 14 bremst die Drehung des Motors 10 ab und gibt die Drehung an die Ausgangswelle 15 aus. Die Drehung des Motors 10 wird an den Schaltbereich-Umschaltmechanismus 20 übertragen.
Der Ausgangswellensensor 16 beinhaltet eine erste Sensoreinheit 161 und eine zweite Sensoreinheit 162. Der Ausgangswellensensor 16 erfasst eine Drehposition der Ausgangswelle 15. Der Ausgangswellensensor 16 der vorliegenden Ausführungsform ist ein magnetischer Sensor, der eine Veränderung hinsichtlich eines magnetischen Felds eines Ziels 215 (vergleiche 1) auf eine kontaktlose Weise erfasst. Der Ausgangswellensensor 16 ist an einer Stelle angebracht, an welcher das magnetische Feld des Ziels 215 erfasst werden kann. Das Ziel 215 ist auf einer Rastplatte 21 als einem Drehbauteil vorgesehen, das nachfolgend beschrieben werden soll. In der Figur kann eine erste Sensoreinheit 161 als ein „Sensor 1“ bezeichnet werden, und die zweite Sensoreinheit 162 kann als ein „Sensor 2“ bezeichnet werden.
Die Sensoreinheiten 161, 162 sind sogenannte MR-Sensoren, die ein magnetoresistives bzw. Magnetowiderstands-Effektelement (MR-Element) aufweisen, das eine Veränderung hinsichtlich des magnetischen Felds bzw. Magnetfelds des Ziels 215 erfasst. Die erste Sensoreinheit 161 erfasst das magnetische Feld des Ziels 215, das der Drehposition entspricht. Die erste Sensoreinheit 161 gibt ein Ausgangswellensignal Sg1 an eine Maschinensteuereinheit (ECU) 50 aus, die später beschrieben werden soll. Die zweite Sensoreinheit 162 erfasst das magnetische Feld des Ziels 215, das der Drehposition entspricht. Die zweite Sensoreinheit 162 gibt ein Ausgangswellensignal Sg2 an die ECU 50 aus. Der Ausgangswellensensor 16 der vorliegenden Ausführungsform beinhaltet zwei Sensoreinheiten 161, 162, welche die Ausgangswellensignale Sg1, Sg2 unabhängig an die ECU 50 übertragen. Der Ausgangswellensensor 16 ist ein Duplexsystem.
Bei der vorliegenden Ausführungsform ist der Ausgangswellensensor 16 ein magnetischer Sensor, der eine Veränderung hinsichtlich des magnetischen Felds des Ziels 215 auf eine kontaktlose Weise erfasst. Die Ausgangswellensignale Sg1, Sg2 können verglichen mit einem Sensor vom Kontakttyp in einfacher Weise gemultiplext werden, ohne dass die Konfiguration auf der Seite des Aktuators erheblich verändert wird. Durch Multiplexen (bei der vorliegenden Ausführungsform Duplizieren) der Ausgangswellensignale Sg1, Sg2 ist es möglich, relativ hohe Sicherheitsanforderungen zu erfüllen, sodass die Ausgangswellensignale Sg1, Sg2 geeignet für eine Fehlerüberwachung wie beispielsweise eine Diagnose und ein Failsafe des Shift-by-Wire-Systems 1 verwendet werden.
Wie in 1 gezeigt wird, beinhaltet der Schaltbereich-Umschaltmechanismus 20 die Rastplatte 21, eine Rastfeder 25 und dergleichen und überträgt eine Drehantriebskraft, welche ausgehend von dem Geschwindigkeitsreduzierer 14 ausgegeben wird, auf ein manuelles Ventil 28 und den Parksperrmechanismus 30.
Die Rastplatte 21 ist an der Ausgangswelle 15 fixiert bzw. befestigt. Die Rastplatte 21 dreht sich durch den Antrieb bzw. Dauerbetrieb des Motors 10 integral mit der Ausgangswelle 15. Bei der vorliegenden Ausführungsform ist eine Richtung, in welcher die Rastplatte 21 von der Basis der Rastfeder 25 getrennt ist, als eine normale Drehrichtung definiert, und eine Richtung, in welcher die Rastplatte 21 sich an die Basis der Rastfeder 25 annähert, ist als eine umgekehrte bzw. Rückwärtsdrehrichtung definiert.
Die Rastplatte 21 ist mit einem Stift 24 vorgesehen. Der Stift 24 steht parallel zu der Ausgangswelle 15 hervor. Der Stift 24 ist mit dem manuellen Ventil 28 verbunden. Die Rastplatte 21 wird durch den Motor 10 angetrieben. Das manuelle Ventil 28 bewegt sich in einer axialen Richtung hin und her. Der Schaltbereich-Umschaltmechanismus 20 wandelt die Drehbewegung des Motors 10 in eine lineare Bewegung und überträgt die lineare Bewegung auf das manuelle Ventil 28. Das manuelle Ventil 28 ist auf einem Ventilkörper 29 vorgesehen. Der Hydraulikdruck-Zufuhrpfad zu einer (nicht näher dargestellten) hydraulischen Kupplung wird durch die Hin- und Herbewegung des manuellen Ventils 28 in der axialen Richtung umgeschaltet. Der Schaltbereich wird durch das Umschalten des Eingriffszustands der hydraulischen Kupplung verändert.
Wie in 3 schematisch gezeigt wird, sind vier Täler 221 bis 224 auf der Seite der Rastfeder 25 der Rastplatte 21 vorgesehen. Die Täler 221 bis 224 entsprechen den Park- (P), Rückwärts- (R), Leerlauf- (N) und Dauerbetriebs- (D) -Bereichen. Zwischen dem Tal 221, das dem P-Bereich entspricht, und dem Tal 222, das dem R-Bereich entspricht, ist ein Scheitelpunkt 226 vorgesehen. Zwischen dem Tal 222, das dem R-Bereich entspricht, und dem Tal 223, das dem N-Bereich entspricht, ist ein Scheitelpunkt 227 vorgesehen. Zwischen dem Tal 223, das dem N-Bereich entspricht, und dem Tal 224, das dem D-Bereich entspricht, ist ein Scheitelpunkt 228 vorgesehen.
Wie in 1 gezeigt wird, ist die Rastplatte 21 mit dem Ziel 215 vorgesehen, das aus einem magnetischen Material ausgebildet ist. Das magnetische Feld, das durch den Ausgangswellensensor 16 erfasst wird, verändert sich aufgrund der Drehung der Rastplatte 21. Das Ziel 215 kann ein von der Rastplatte 21 getrenntes Bauteil sein oder ausgebildet werden, indem dieses zum Beispiel auf die Rastplatte 21 gedrückt wird, wenn die Rastplatte 21 ein magnetisches Material ist. Das Ziel 215 ist derart ausgebildet, dass Ausgangsspannungen, welche die Ausgangswellensignale Sg1, Sg2 des Ausgangswellensensors 16 sind, sich in Übereinstimmung der Drehposition der Ausgangswelle 15 schrittweise verändern. Die Details der Ausgangswellensignale Sg1, Sg2 werden später beschrieben werden.
Die Rastfeder 25 ist ein elastisch verformbares plattenartiges Bauteil. Die Rastfeder 25 weist eine Rastrolle 26 als ein Eingriffsbauteil auf, das an der Spitze der Rastfeder 25 vorgesehen ist. Die Rastrolle 26 ist in irgendeines der Täler 221 bis 224 eingepasst. Bei der vorliegenden Ausführungsform beträgt die Anzahl von Eingriffspositionen, mit welchen die Rastrolle 26 in Eingriff steht, vier, da die Anzahl an Tälern 221 bis 224, die auf der Rastplatte 21 ausgebildet sind, vier beträgt.
Die Rastfeder 25 spannt die Rastrolle 26 hin zu dem Drehmittelpunkt der Rastplatte 21 vor. Wenn eine Drehkraft, die größer gleich einer vorgegebenen Kraft ist, auf die Rastplatte 21 angewendet wird, wird die Rastfeder 25 elastisch verformt und die Rastrolle 26 bewegt sich zwischen den Tälern 221 bis 224. Wenn die Rastrolle 26 in irgendeines der Täler 221 bis 224 eingepasst ist, ist eine Schwingung der Rastplatte 21 eingeschränkt. Eine axiale Position des manuellen Ventils 28 und der Zustand des Parksperrmechanismus 30 werden bestimmt. Der Schaltbereich eines Automatikgetriebes 5 ist fixiert.
Der Parksperrmechanismus 30 beinhaltet eine Parkstange 31, einen Kegel 32, eine Parksperrdeichsel 33, einen Wellenabschnitt 34 und eine Parkstellung 35. Die Parkstange 31 ist im Wesentlichen in einer L-Form ausgebildet und eine Seite des Endes 311 ist an der Rastplatte 21 fixiert. Der Kegel 32 ist auf der Seite des anderen Endes 312 der Parkstange 31 vorgesehen. Der Kegel 32 ist ausgebildet, um so hin zur Seite des anderen Endes 312 hinsichtlich eines Durchmessers abzunehmen. Wenn die Rastplatte 21 in der umgekehrten bzw. Rückwärtsdrehrichtung schwingt, bewegt sich der Kegel 32 in einer Richtung des Pfeils P.
Die Parksperrdeichsel 33 steht mit der kegelförmigen Oberfläche des Kegels 32 in Kontakt. Ein Vorsprung 331, welcher in die Parkstellung 35 eingreift, ist an einer Seite der Parksperrdeichsel 33 nahe der Parkstellung 35 vorgesehen, um so um den Wellenabschnitt 34 herum schwingen zu können. Wenn die Rastplatte 21 sich in der Rückwärtsdrehrichtung dreht und der Kegel 32 sich in der Richtung eines Pfeils P bewegt, wird die Parksperrdeichsel 33 nach oben gedrückt, und der Vorsprung 331 und die Parkstellung 35 greifen ineinander ein. Wenn die Rastplatte 21 sich in der normalen Drehrichtung dreht und der Kegel 32 sich in der Richtung eines Pfeils NichtP bewegt, wird der Eingriff zwischen dem Vorsprung 331 und der Parkstellung 35 freigegeben.
Die Parkstellung 35 ist auf einer (nicht näher dargestellten) Achse vorgesehen und ist so vorgesehen, um in den Vorsprung 331 der Parksperrdeichsel 33 eingreifen zu können. Die Parkstellung 35 und der Vorsprung 331 greifen ineinander ein. Die Drehung der Achse ist eingeschränkt. Wenn der Schaltbereich ein Nicht-P-Bereich ist, der ein Bereich außer P ist, ist die Parkstellung 35 nicht durch die Parksperrdeichsel 33 gesperrt, und die Drehung der Achse wird nicht durch den Parksperrmechanismus 30 behindert. Wenn der Schaltbereich der P-Bereich ist, ist die Parkstellung 35 durch die Parksperrdeichsel 33 gesperrt, und die Drehung der Achse ist eingeschränkt.
Wie in 2 gezeigt wird, beinhaltet die Schaltbereich-Steuervorrichtung 40 einen Motortreiber 41, die ECU 50 und dergleichen. Der Motortreiber 41 weist ein (nicht näher dargestelltes) Umschaltelement auf und schaltet eine Erregung auf jede Phase (U-Phase, V-Phase, W-Phase) des Motors 10 um, indem das Umschaltelement auf Grundlage eines Befehls ausgehend von der ECU 50 ein- und ausgeschaltet wird. Der Motor 10 wird angetrieben. Ein Motorrelais 46 ist zwischen dem Motortreiber 41 und der Batterie vorgesehen. Das Motorrelais 46 wird eingeschaltet, wenn der Fahrzeugstartschalter, wie beispielsweise ein Zündschalter, eingeschaltet ist, und eine elektrische Leistung wird zu der Seite des Motors 10 zugeführt. Das Motorrelais 46 wird ausgeschaltet, wenn der Startschalter ausgeschaltet ist, und die Zufuhr der elektrischen Leistung zu der Seite des Motors 10 wird unterbrochen.
Die ECU 50 beinhaltet einen Mikrocomputer oder dergleichen. Die ECU 50 beinhaltet eine zentrale Verarbeitungseinheit (CPU), einen nicht schreibbaren Speicher (ROM), eine (nicht näher dargestellte) Eingabe-/Ausgabe-Schnittstelle (I/O), eine Bus-Leitung, die diese Vorrichtungen verbindet, und dergleichen. Jede Verarbeitung in der ECU 50 kann eine Software-Verarbeitung, die durch die CPU ausgeführt wird, die ein Programm ausführt, das im Voraus in einer greifbaren Speichervorrichtung (d. h. einem lesbaren nicht vorübergehenden greifbaren Aufzeichnungsmedium) wie beispielsweise einem ROM gespeichert wird, oder eine Hardware-Verarbeitung, die durch eine dedizierte elektronische Schaltung ausgeführt wird, sein.
Die ECU 50 steuert das Umschalten des Schaltbereichs, indem der Antrieb des Motors 10 auf Grundlage des vom Fahrer angeforderten Schaltbereichs, eines Signals ausgehend von einem Bremsschalter, einer Fahrzeuggeschwindigkeit und dergleichen gesteuert wird. Die ECU 50 steuert den Antrieb eines Getriebe-Hydrauliksteuersolenoids 6 auf Grundlage der Fahrzeuggeschwindigkeit, einer Gaspedalöffnung, des vom Fahrer angeforderten Schaltbereichs und dergleichen. Eine Getriebestufe wird gesteuert, indem der Getriebe-Hydrauliksteuersolenoid 6 gesteuert wird. Die Anzahl an Getriebe-Hydrauliksteuersolenoiden 6 ist in Übereinstimmung mit der Anzahl an Getriebestufen vorgesehen. Bei der vorliegenden Ausführungsform steuert eine ECU 50 den Antrieb des Motors 10 und den Antrieb des Solenoids 6, aber eine Motor-ECU zum Steuern des Motors 10 und eine Automatikgetriebe-ECU (AT-ECU) zum Steuern des Solenoids können getrennt sein.
Die ECU 50 beinhaltet eine Winkelberechnungseinheit 51, eine Signalerlangungseinheit 52, eine Bereichsbestimmungseinheit 53, eine Antriebssteuereinheit 55 und dergleichen. Die Winkelberechnungseinheit 51 berechnet einen Encoder-Zählwert θen, welcher ein Zählwert des Encoders 13 ist, auf Grundlage des Motordrehwinkelsignals SgE, das ausgehend von dem Encoder 13 ausgegeben wird. Der Encoder-Zählwert θen ist ein Wert, der einem mechanischen Ist-Winkel und einem elektrischen Winkel des Motors 10 entspricht. Bei der vorliegenden Ausführungsform entspricht der Encoder-Zählwert θen dem „Motorwinkel“. Bei der vorliegenden Ausführungsform wird angenommen, dass die Drehrichtung des Motors 10 zu der Zeit, wenn der Schaltbereich von dem P-Bereich zu einem anderen Bereich umgeschaltet wird, positiv ist. Es wird angenommen, dass die Drehrichtung des Motors 10 zu der Zeit, wenn der Schaltbereich von dem D-Bereich zu einem anderen Bereich umgeschaltet wird, negativ ist. Der Encoder-Zählwert θen wird hochgezählt, indem sich der Motor 10 in einer positiven Richtung dreht. Der Encoder-Zählwert θen wird heruntergezählt, indem sich der Motor 10 in einer negativen Richtung dreht.
Die Signalerlangungseinheit 52 erlangt die Ausgangswellensignale Sg1, Sg2, die ausgehend von dem Ausgangswellensensor 16 ausgegeben werden. Bei der vorliegenden Ausführungsform werden die Ausgangswellensignale Sg1, Sg2 direkt von dem Ausgangswellensensor 16 erlangt, können aber ausgehend von einer anderen ECU oder dergleichen über ein Fahrzeug-Kommunikationsnetzwerk wie beispielsweise ein Controller-Netzwerk (CAN; engl. Controller Area Network) erlangt werden. Die Bereichsbestimmungseinheit 53 bestimmt auf Grundlage des Encoder-Zählwerts θen und der Ausgangswellensignale Sg1, Sg2 einen Ist-Bereich, der ein Ist-Schaltbereich ist.
Die Antriebssteuereinheit 55 steuert den Antrieb des Motors 10 durch eine Feedback-Steuerung oder dergleichen, sodass der Motor 10 an einer Drehposition stoppt, an welcher der Encoder-Zählwert θen, der einem Soll-Schaltbereich entspricht, zu einem Soll-Zählwert θcmd wird bzw. diesen annimmt. Bei der vorliegenden Ausführungsform entspricht der Soll-Zählwert θcmd dem „Soll-Motorwinkelwert“. Die Details der Antriebssteuerung für den Motor 10 können andere sein.
Das Folgende beschreibt die Ausgangswellensignale Sg1, Sg2 unter Bezugnahme auf 3. In 3 wird die Rastplatte 21 in der oberen Stufe schematisch gezeigt und die Ausgangswellensignale Sg1, Sg2 werden in der unteren Stufe gezeigt. Eine Region Rp in 3 zeigt einen P-Sperrbereich an, in welchem ein Parksperren durch den Parksperrmechanismus 30 gewährleistet ist, wenn die (in 3 nicht näher dargestellte) Rastrolle 26 einen Ausgangswellenwinkel innerhalb des Bereichs aufweist. Eine Region Rr ist ein R-Hydraulikdruck-Erzeugungsbereich, in welchem ein Hydraulikdruck für den R-Bereich durch das Automatikgetriebe 5 gewährleistet wird, wenn die Rastrolle 26 einen Ausgangswellenwinkel innerhalb des Bereichs aufweist. Eine Region Rd ist ein D-Hydraulikdruck-Erzeugungsbereich, in welchem ein Hydraulikdruck für den D-Bereich gewährleistet wird, wenn die Rastrolle 26 einen Ausgangswellenwinkel innerhalb des Bereichs aufweist. Eine Region Rn ist ein Bereich, in welchem es gewährleistet ist, dass kein (nicht näher dargestelltes) Reibungseingriffselement mit einem Öldurchlass des Automatikgetriebes 5 in Eingriff steht und kein hydraulischer Druck bzw. Hydraulikdruck erzeugt wird, wenn die Rastrolle 26 einen Ausgangswellenwinkel innerhalb des Bereichs aufweist. Der Bereich, der dem N-Bereich entspricht und in welchem gewährleistet ist, dass kein Hydraulikdruck erzeugt wird, kann der Einfachheit halber als ein „N-Hydraulikdruck-Erzeugungsbereich“ bezeichnet werden. Die Regionen Rp, Rr, Rn, Rd sind voneinander getrennt angeordnet, und der Zustand wird zwischen diesen Regionen umgeschaltet. Bei der vorliegenden Ausführungsform ist die Region Rp, die der P-Sperrbereich ist, ein Bereich, der als der P-Bereich bestimmt werden soll. Die Regionen Rr, Rn, Rd, welche die jeweiligen Hydraulikdruck-Erzeugungsbereiche von R, N und D sind, sind Bereiche, die als die jeweiligen entsprechenden Bereiche bestimmt werden sollen.
Der Winkel der Ausgangswelle bzw. Ausgangswellenwinkel ist ein Winkel, welcher der Drehposition der Ausgangswelle 15 entspricht. Bei der vorliegenden Ausführungsform beträgt ein Ausgangswellenwinkel zu der Zeit, wenn die Rastrolle 26 an einer Grenzposition der Region Rp vorliegt, θ1, ein Ausgangswellenwinkel zu der Zeit, wenn die Rastrolle 26 an einer Grenzposition auf der Seite des R-Bereichs der Region Rn vorliegt, beträgt θ2, und ein Ausgangswellenwinkel zu der Zeit, wenn die Rastrolle 26 an einer Grenzposition auf der Seite des D-Bereichs der Region Rn vorliegt, beträgt θ3.
Wenn der Ausgangswellenwinkel geringer als der Winkel θ1 ist, sind die Ausgangswellensignale Sg1, Sg2, welche die Ausgangsspannungen sind, die ausgehend von den Sensoreinheiten 161, 162 des Ausgangswellensensors 16 ausgegeben werden, bei einem Wert V1 konstant. Wenn der Ausgangswellenwinkel zu dem Winkel θ1 wird, verändern sich die Ausgangswellensignale Sg1, Sg2 von dem Wert V1 zu einem Wert V2. In einem Bereich, in welchem der Ausgangswellenwinkel größer gleich dem Winkel θ1 ist und weniger als den Winkel θ2 beträgt, sind die Ausgangswellensignale Sg1, Sg2 bei dem Wert V2 konstant. Wenn der Ausgangswellenwinkel zu dem Winkel θ2 wird, verändern sich die Ausgangswellensignale Sg1, Sg2 von dem Wert V2 zu einem Wert V3. In einem Bereich, in welchem der Ausgangswellenwinkel größer gleich dem Winkel θ2 ist und weniger als den Winkel θ3 beträgt, sind die Ausgangswellensignale Sg1, Sg2 bei dem Wert V3 konstant. Wenn der Ausgangswellenwinkel zu dem Winkel θ3 wird, verändern sich die Ausgangswellensignale Sg1, Sg2 zu einem Wert V4. Wenn der Ausgangswellenwinkel größer gleich dem Winkel θ3 ist, sind die Ausgangswellensignale Sg1, Sg2 bei dem Wert V4 konstant.
Die Bereichsbestimmungseinheit 53 stellt einen Ausgangswellensensor-Bestimmungsbereich auf den P-Bereich ein, wenn die Ausgangswellensignale Sg1, Sg2 den Wert V1 betragen. Die Bereichsbestimmungseinheit 53 stellt den Bestimmungsbereich auf den R-Bereich ein, wenn die Ausgangswellensignale den Wert V2 betragen. Die Bereichsbestimmungseinheit 53 stellt den Bestimmungsbereich auf den N-Bereich ein, wenn die Ausgangswellensignale den Wert V3 betragen. Die Bereichsbestimmungseinheit 53 stellt den Bestimmungsbereich auf den D-Bereich ein, wenn die Ausgangswellensignale den Wert V4 betragen.
Bei der vorliegenden Ausführungsform stimmt der Bereich, in welchem der Ausgangswellensensor-Bestimmungsbereich der P-Bereich ist, mit der Region Rp überein, die als der P-Bereich bestimmt werden soll. Der Bereich, in welchem der Ausgangswellensensor-Bestimmungsbereich der N-Bereich ist, stimmt mit der Region Rn überein, die als der N-Bereich bestimmt werden soll. Der Bereich, in welchem der Ausgangswellensensor-Bestimmungsbereich der R-Bereich ist, ist breiter als die Region Rr, die als der R-Bereich bestimmt werden soll. Der Bereich, in welchem der Ausgangswellensensor-Bestimmungsbereich der D-Bereich ist, ist breiter als die Region Rd, die als der D-Bereich bestimmt werden soll.
Ein Winkelentwurfswert K1 liegt zwischen (i) einer Position, an welcher die Ausgangswellensignale Sg1, Sg2 von dem Wert V1 zu dem Wert V2 umgeschaltet werden, und (ii) dem Ende auf der Seite des P-Bereichs der Region Rn. Der Winkelentwurfswert K1 wird im Voraus in den (nicht näher dargestellten) ROM oder dergleichen gespeichert. Ein Winkelentwurfswert K2 liegt zwischen (i) dem Ende auf der Seite des N-Bereichs der Region Rn und (ii) einer Position, an welcher die Ausgangswellensignale Sg1, Sg2 von dem Wert V2 zu dem Wert V3 umgeschaltet werden. Der Winkelentwurfswert K2 wird im Voraus in den ROM oder dergleichen gespeichert. Ein Winkelentwurfswert K3 liegt zwischen (i) einer Position, an welcher die Ausgangswellensignale Sg1, Sg2 von dem Wert V3 zu dem Wert V4 umgeschaltet werden, und (ii) dem Ende der Region Rd. Der Winkelentwurfswert K3 wird im Voraus in den ROM oder dergleichen gespeichert. Der Winkelentwurfswert K1 ist ein Encoder-Zählwert, der bei dem Ausgangswellenwinkel zum Beispiel 10 ° entspricht. Die Winkelentwurfswerte K2 und K3 sind Encoder-Zählwerte, die bei dem Ausgangswellenwinkel zum Beispiel 2 ° entsprechen. Die Winkelentwurfswerte K1, K2, K3 können in Übereinstimmung mit der Position, an welcher die Werte der Ausgangswellensignale Sg1, Sg2 umgeschaltet werden, der Form der Rastplatte 21 und dergleichen auf irgendeinen Wert eingestellt werden.
Die möglichen Werte V1, V2, V3, V4, welche durch die Ausgangswellensignale Sg1, Sg2 bestimmt werden können, sind diskret, und ein Medianwert jedes Werts wird nicht angenommen. Die Differenz zwischen dem Wert V1 und dem Wert V2, die Differenz zwischen dem Wert V2 und dem Wert V3, sowie die Differenz zwischen dem Wert V3 und dem Wert V4 sind jeweils derart eingestellt, dass diese verglichen mit der Auflösung, einem Sensorfehler und dergleichen einen ausreichend großen Wert betragen. Gemäß der vorliegenden Ausführungsform ist ein Schalten des Werts von dem ersten Wert zu dem zweiten Wert, wobei der erste Wert sich in einem derartigen Ausmaß von dem zweiten Wert unterscheidet, dass die zwei Werte nicht als ein kontinuierlicher Wert angesehen werden können, so wie sich die Rastrolle 26 zwischen den Tälern 221 bis 224 bewegt, als „der Wert verändert sich schrittweise“ definiert. Die Differenz zwischen dem Wert V1 und dem Wert V2, die Differenz zwischen dem Wert V2 und dem Wert V3 sowie die Differenz zwischen dem Wert V3 und dem Wert V4 können die gleiche oder unterschiedlich bzw. andere sein. Bei der vorliegenden Ausführungsform wird unter der Annahme, dass V1 < V2 < V3 < V4, eine Beschreibung getätigt, aber die Größenbeziehung zwischen den Werten V1 bis V4 kann unterschiedlich bzw. anders sein.
Bei der vorliegenden Ausführungsform beträgt die Anzahl an Eingriffspositionen der Rastrolle 26 vier. Der Ausgangswellensensor 16 und das Ziel 215 sind so vorgesehen, dass sich die Ausgangswellensignale Sg1, Sg2 in Übereinstimmung mit der Eingriffsposition der Rastrolle 26 in vier Stufen verändern. Bei der vorliegenden Ausführungsform stimmt die Anzahl an Eingriffspositionen mit der Anzahl an Ausgangsspannungsstufen überein, die durch die Ausgangswellensignale Sg1, Sg2 unternommen werden können. Zum Beispiel ist als ein Bezugsbeispiel eine Verarbeitung wie beispielsweise eine Wandlung von Analog zu Digital (AD-Wandlung) erforderlich, wenn das Ausgangswellensignal ein analoges Signal ist, das sich in Übereinstimmung mit der Drehposition der Ausgangswelle 15 kontinuierlich verändert. Bei der vorliegenden Ausführungsform verändern sich die Ausgangswellensignale Sg1, Sg2 in Übereinstimmung mit dem Bereich schrittweise. Wenn die Anzahl an Stufen der Ausgangswellensignale Sg1, Sg2 ungefähr vier beträgt, muss die Verarbeitung wie beispielsweise die AD-Wandlung in dem Ausgangswellensensor 16 nicht erforderlich sein. Die Konfiguration des Ausgangswellensensors 16 kann vereinfacht werden. Bei der folgenden Steuerung oder dergleichen kann entweder das Ausgangswellensignal Sg1 oder Sg2 verwendet werden, oder es kann unter Verwendung der zwei Werte ein arithmetischer Wert wie beispielsweise ein Durchschnittswert verwendet werden. Das folgende nimmt an, dass das Ausgangswellensignal Sg1 verwendet wird.
Die Bereichsbestimmungseinheit 53 bestimmt den Ist-Bereich auf Grundlage des Encoder-Zählwerts θen als ein Wert auf Grundlage eines erfassten Werts des Motordrehwinkelsignals SgE, und auf Grundlage des Ausgangswellensignals Sg1. Das Folgende beschreibt die Details der Ist-Bereichs-Bestimmungsverarbeitung unter Bezugnahme auf ein Flussdiagramm von 4. Die Ist-Bereichs-Bestimmungsverarbeitung wird mit einem vorgegebenen Zyklus durch die Bereichsbestimmungseinheit 53 ausgeführt. Nachfolgend wird „Schritt“ in Schritt S101 weggelassen und einfach als „S“ bezeichnet. Dies gilt auch für die anderen Schritte.
In S200 wird eine Encoder-Bestimmungsverarbeitung ausgeführt, welche eine Bereichsbestimmung unter Verwendung des Encoder-Zählwerts θen ist. Das Folgende beschreibt die Details der Encoder-Bestimmungsverarbeitung. In S101 bestimmt die Bereichsbestimmungseinheit 53, ob der Schaltbereich umgeschaltet wird. Es wird zum Beispiel durch ein Erregungsflag, welches den Motor 10 erregt, bestimmt, ob der Schaltbereich umgeschaltet wird. Wenn bestimmt wird, dass der Schaltbereich umgeschaltet wird (S101: JA), schreitet die Verarbeitung zu S103 fort. Wenn bestimmt wird, dass der Schaltbereich nicht umgeschaltet wird (S101: NEIN), schreitet die Verarbeitung zu S102 fort. In S102 betrachtet die Bereichsbestimmungseinheit 53 auf Grundlage des Ausgangswellensignals Sg1, das ausgehend von dem Ausgangswellensensor 16 ausgegeben wird, den Ausgangswellensensor-Bestimmungsbereich als den Ist-Bereich, wenn der Schaltbereich nicht umgeschaltet wird, das heißt während der Zeit, nachdem das Umschalten des Schaltbereichs abgeschlossen ist, bis das nächste Umschalten des Bereichs gestartet wird.
In S103 bestimmt die Bereichsbestimmungseinheit 53, ob der Soll-Schaltbereich der P-Bereich ist und das Umschalten zu dem P-Bereich getätigt wird. Wenn bestimmt wird, dass das Umschalten zu dem P-Bereich ausgeführt wird (S103: JA), schreitet die Verarbeitung zu S104 fort. Wenn bestimmt wird, dass das Umschalten zu dem P-Bereich nicht ausgeführt wird (S103: NEIN), schreitet die Verarbeitung zu S106 fort.
In S104 bestimmt die Bereichsbestimmungseinheit 53 auf Grundlage des Ausgangswellensignals Sg1, das ausgehend von dem Ausgangswellensensor 16 ausgegeben wird, ob der Ausgangswellensensor-Bestimmungsbereich der P-Bereich ist. Wenn bestimmt wird, dass der Ausgangswellensensor-Bestimmungsbereich der P-Bereich ist (S104: JA), schreitet die Verarbeitung zu S105 fort. Wenn bestimmt wird, dass der Ausgangswellensensor-Bestimmungsbereich nicht der P-Bereich ist (S104: NEIN), schreitet die Verarbeitung zu S114 fort. In S105 bestimmt die Bereichsbestimmungseinheit 53, dass der Ist-Bereich der P-Bereich ist.
Wenn der Bereich umgeschaltet wird (S101: JA) und bestimmt wird, dass das Umschalten zu dem P-Bereich nicht ausgeführt wird (S103: NEIN), bestimmt die Bereichsbestimmungseinheit 53 in S106, dass der Soll-Schaltbereich der N-Bereich ist, und bestimmt, ob das Umschalten zu dem N-Bereich ausgeführt wird. Wenn bestimmt wird, dass das Umschalten zu dem N-Bereich ausgeführt wird (S106: JA), schreitet die Verarbeitung zu S107 fort. Wenn bestimmt wird, dass das Umschalten zu dem N-Bereich nicht ausgeführt wird (S106: NEIN), schreitet die Verarbeitung zu S109 fort.
In S107 bestimmt die Bereichsbestimmungseinheit 53 auf Grundlage des Ausgangswellensignals Sg1, das ausgehend von dem Ausgangswellensensor 16 ausgegeben wird, ob der Ausgangswellensensor-Bestimmungsbereich der N-Bereich ist. Wenn bestimmt wird, dass der Ausgangswellensensor-Bestimmungsbereich der N-Bereich ist (S107: JA), schreitet die Verarbeitung zu S108 fort. Wenn bestimmt wird, dass der Ausgangswellensensor-Bestimmungsbereich nicht der N-Bereich ist (S107: NEIN), schreitet die Verarbeitung zu S114 fort. In S108 bestimmt die Bereichsbestimmungseinheit 53, dass der Ist-Bereich der N-Bereich ist.
Wenn bestimmt wird, dass der Bereich umgeschaltet wird (S101: JA) und nicht zu dem P-Bereich oder dem N-Bereich umgeschaltet wird (S103: NEIN und S106: NEIN), bestimmt die Bereichsbestimmungseinheit 53 in S109, zu welchem die Verarbeitung fortschreitet, ob der Soll-Schaltbereich der R-Bereich ist und das Umschalten zu dem R-Bereich ausgeführt wird. Wenn bestimmt wird, dass das Umschalten zu dem R-Bereich ausgeführt wird (S109: JA), schreitet die Verarbeitung zu S110 fort. Wenn bestimmt wird, dass das Umschalten zu dem R-Bereich nicht ausgeführt wird (S109: NEIN), das heißt, wenn der Soll-Schaltbereich der D-Bereich ist und das Umschalten zu dem D-Bereich ausgeführt wird, schreitet die Verarbeitung zu S112 fort.
In S110 bestimmt die Bereichsbestimmungseinheit 53, ob der Encoder-Bestimmungsbereich der R-Bereich ist. Wenn bestimmt wird, dass der Encoder-Bestimmungsbereich der R-Bereich ist (S110: JA), schreitet die Verarbeitung zu S111 fort. Wenn bestimmt wird, dass der Encoder-Bestimmungsbereich nicht der R-Bereich ist (S110: NEIN), schreitet die Verarbeitung zu S114 fort. In S111 bestimmt die Bereichsbestimmungseinheit 53, dass der Ist-Bereich der R-Bereich ist.
Wenn das Umschalten zu dem D-Bereich ausgeführt wird (S109: NEIN), bestimmt die Bereichsbestimmungseinheit 53 in S112, zu welchem die Verarbeitung fortschreitet, ob der Encoder-Bestimmungsbereich der D-Bereich ist. Wenn bestimmt wird, dass der Encoder-Bestimmungsbereich der D-Bereich ist (S112: JA), schreitet die Verarbeitung zu S113 fort. Wenn bestimmt wird, dass der Encoder-Bestimmungsbereich nicht der D-Bereich ist (S112: NEIN), schreitet die Verarbeitung zu S114 fort. In S113 bestimmt die Bereichsbestimmungseinheit 53, dass der Ist-Bereich der D-Bereich ist. In S114 bestimmt die Bereichsbestimmungseinheit 53, dass der Ist-Bereich undefiniert ist.
Das Folgende beschreibt die Encoder-Bestimmungsverarbeitung unter Bezugnahme auf ein Flussdiagramm von 5. In S201 bestimmt die Bereichsbestimmungseinheit 53, ob der Schaltbereich umgeschaltet wird. Wenn bestimmt wird, dass der Schaltbereich umgeschaltet wird (S201: JA), schreitet die Verarbeitung zu S202 fort. Wenn bestimmt wird, dass der Schaltbereich nicht umgeschaltet wird (S201: NEIN), schreitet die Verarbeitung zu S211 fort.
In S202 bestimmt die Bereichsbestimmungseinheit 53, ob das Umschalten zu dem P-Bereich oder dem N-Bereich ausgeführt wird. Wenn bestimmt wird, dass das Umschalten zu dem P-Bereich oder N-Bereich ausgeführt wird (S202: JA), schreitet die Verarbeitung zu S211 fort. Wenn der Bereich nicht umgeschaltet wird und wenn das Umschalten zu dem P-Bereich oder dem N-Bereich ausgeführt wird, wird bei der vorliegenden Ausführungsform nicht der Encoder-Bestimmungsbereich verwendet. Die Verarbeitung schreitet zu S211 fort und der Encoder-Bestimmungsbereich wird als undefiniert bestimmt. Wenn bestimmt wird, dass das Umschalten zu dem P-Bereich oder dem N-Bereich nicht ausgeführt wird (S202: NEIN), das heißt, wenn das Umschalten zu dem R-Bereich oder D-Bereich ausgeführt wird, schreitet die Verarbeitung zu S203 fort.
In S203 bestimmt die Bereichsbestimmungseinheit 53, ob das Umschalten ausgehend von dem P-Bereich zu dem R-Bereich ausgeführt wird. Wenn bestimmt wird, dass das Umschalten ausgehend von dem P-Bereich zu dem R-Bereich ausgeführt wird (S203: JA), schreitet die Verarbeitung zu S204 fort. Wenn bestimmt wird, dass das Umschalten ausgehend von dem P-Bereich zu dem R-Bereich nicht ausgeführt wird (S203: NEIN), schreitet die Verarbeitung zu S206 fort.
In S204 bestimmt die Bereichsbestimmungseinheit 53, ob sich der Encoder-Zählwert θen um einen Winkelentwurfswert K1 oder mehr verändert hat, nachdem sich das Ausgangswellensignal Sg1 von dem Wert V1 zu dem Wert V2 verändert hat. Es kann angenommen werden, dass der Encoder-Zählwert zu der Zeit, wenn sich das Ausgangswellensignal Sg1 von dem Wert V1 zu dem Wert V2 verändert, θen_v12 beträgt. Es wird zum Beispiel eine positive Bestimmung getätigt, wenn Ausdruck (1) hält, und es wird eine negative Bestimmung getätigt, wenn der Ausdruck nicht hält. In dem Ausdruck ist θen der derzeitige Encoder-Zählwert. Wenn der Wert des Ausgangswellensignals Sg1 V1 ist, wird eine negative Bestimmung getätigt. $θ en - θ en_v12 \geq K1$
Wenn bestimmt wird, dass sich der Encoder-Zählwert θen um einen Winkelentwurfswert K1 oder mehr verändert hat, nachdem sich das Ausgangswellensignal Sg1 von dem Wert V1 zu dem Wert V2 verändert hat (S204: JA), schreitet die Verarbeitung zu S205 fort. Wenn bestimmt wird, dass die Veränderung hinsichtlich des Encoder-Zählwerts θen weniger als der Winkelentwurfswert K1 beträgt, nachdem sich das Ausgangswellensignal Sg1 von dem Wert V1 zu dem Wert V2 verändert hat (S204: NEIN), schreitet die Verarbeitung zu S211 fort. In S205 stellt die Bereichsbestimmungseinheit 53 den Encoder-Bestimmungsbereich auf den R-Bereich ein.
In S206 bestimmt die Bereichsbestimmungseinheit 53, ob das Umschalten ausgehend von dem D-Bereich oder dem N-Bereich zu dem R-Bereich ausgeführt wird. Wenn bestimmt wird, dass das Umschalten ausgehend von dem D-Bereich oder N-Bereich zu dem R-Bereich ausgeführt wird (S206: JA), schreitet die Verarbeitung zu S207 fort. Wenn bestimmt wird, dass das Umschalten ausgehend von dem D-Bereich oder dem N-Bereich zu dem R-Bereich nicht ausgeführt wird (S206: NEIN), das heißt, wenn das Umschalten zu dem D-Bereich ausgeführt wird, schreitet die Verarbeitung zu S209 fort.
In S207 bestimmt die Bereichsbestimmungseinheit 53, ob sich der Encoder-Zählwert θen um einen Winkelentwurfswert K2 oder mehr verändert hat, nachdem sich das Ausgangswellensignal Sg1 von dem Wert V3 zu dem Wert V2 verändert hat. Es kann angenommen werden, dass der Encoder-Zählwert zu der Zeit, wenn sich das Ausgangswellensignal Sg1 von dem Wert V3 zu dem Wert V2 verändert, θen_v32 beträgt. Es wird zum Beispiel eine positive Bestimmung getätigt, wenn Ausdruck (2) hält, und es wird eine negative Bestimmung getätigt, wenn der Ausdruck nicht hält. Wenn der Wert des Ausgangswellensignals Sg1 V3 oder V4 ist, wird eine negative Bestimmung getätigt. $θ en_v32 - θ en \geq K2$
Wenn bestimmt wird, dass sich der Encoder-Zählwert θen um einen Winkelentwurfswert K2 oder mehr verändert hat, nachdem sich das Ausgangswellensignal Sg1 von dem Wert V3 zu dem Wert V2 verändert hat (S207: JA), schreitet die Verarbeitung zu S208 fort. Wenn bestimmt wird, dass die Veränderung hinsichtlich des Encoder-Zählwerts θen weniger als der Winkelentwurfswert K2 beträgt, nachdem sich das Ausgangswellensignal Sg1 von dem Wert V3 zu dem Wert V2 verändert hat (S207: NEIN), schreitet die Verarbeitung zu S211 fort. In S208 stellt die Bereichsbestimmungseinheit 53 den Encoder-Bestimmungsbereich auf den R-Bereich ein.
In S209, zu welchem die Verarbeitung fortschreitet, wenn das Umschalten zu dem D-Bereich ausgeführt wird, wird bestimmt, ob sich der Encoder-Zählwert θen um einen Winkelentwurfswert K3 oder mehr verändert hat, nachdem sich das Ausgangswellensignal Sg1 von dem Wert V3 zu dem Wert V4 verändert hat. Es kann angenommen werden, dass der Encoder-Zählwert zu der Zeit, wenn sich das Ausgangswellensignal Sg1 von dem Wert V3 zu dem Wert V4 verändert, θen_v34 beträgt. Es wird zum Beispiel eine positive Bestimmung getätigt, wenn Ausdruck (3) hält, und es wird eine negative Bestimmung getätigt, wenn der Ausdruck nicht hält. Wenn der Wert des Ausgangswellensignals Sg1 V1, V2 oder V3 ist, wird eine negative Bestimmung getätigt. $θ en - θ en_v34 \geq K3$
Wenn bestimmt wird, dass sich der Encoder-Zählwert θen um einen Winkelentwurfswert K3 oder mehr verändert hat, nachdem sich das Ausgangswellensignal Sg1 von dem Wert V3 zu dem Wert V4 verändert hat (S209: JA), schreitet die Verarbeitung zu S210 fort. Wenn bestimmt wird, dass die Veränderung hinsichtlich des Encoder-Zählwerts θen weniger als der Winkelentwurfswert K3 beträgt, nachdem sich das Ausgangswellensignal Sg1 von dem Wert V3 zu dem Wert V4 verändert hat (S209: NEIN), schreitet die Verarbeitung zu S211 fort. In S210 stellt die Bereichsbestimmungseinheit 53 den Encoder-Bestimmungsbereich auf den D-Bereich ein. In S211 bestimmt die Bereichsbestimmungseinheit 53 den Encoder-Bestimmungsbereich als undefiniert.
Das Folgende beschreibt unter Bezugnahme auf Zeitdiagramme der 6 und 7 ein besonderes Beispiel der Ist-Bereichsbestimmung. Wie in 3 beschrieben ist, stimmt der Bereich, in welchem der Ausgangswellensensor-Bestimmungsbereich der R-Bereich ist, nicht mit dem R-Hydraulikdruck-Erzeugungsbereich überein. Der Bereich, in welchem der Ausgangswellensensor-Bestimmungsbereich der R-Bereich ist, ist breiter der R-Hydraulikdruck-Erzeugungsbereich. Der Bereich, in welchem der Ausgangswellensensor-Bestimmungsbereich der D-Bereich ist, stimmt nicht mit dem D-Hydraulikdruck-Erzeugungsbereich überein. Der Bereich, in welchem der Ausgangswellensensor-Bestimmungsbereich der D-Bereich ist, ist breiter der D-Hydraulikdruck-Erzeugungsbereich. Bei der vorliegenden Ausführungsform wird zu der Zeit, wenn der Schaltbereich zu dem R-Bereich oder dem D-Bereich umgeschaltet wird, der Ist-Bereich unter Verwendung des Encoder-Bestimmungsbereichs bestimmt.
6 zeigt ein Zeitdiagramm in dem Fall, bei welchem der Schaltbereich von dem P-Bereich zu dem D-Bereich umgeschaltet wird. 6 veranschaulicht, dass eine gemeinsame Zeitachse als die horizontale Achse eingestellt ist. 6 zeigt, von oben nach unten, einen Motorwinkel, ein Ausgangswellensignal, einen Encoder-Bestimmungsbereich, einen Getriebe-Hydraulikdruck und eine Ist-Bereichsbestimmung. Das Ausgangswellensignal beinhaltet den Ausgangswellensensor-Bestimmungsbereich.
Wenn der Soll-Schaltbereich zur Zeit x10 von dem P-Bereich zu dem D-Bereich umgeschaltet wird, wird eine Bereichs-Umschaltanforderung erzeugt. Der Soll-Zählwert θcmd, der dem Soll-Schaltbereich entspricht, wird eingestellt, und der Motor 10 wird angetrieben, sodass der Encoder-Zählwert θen zu dem Soll-Zählwert θcmd wird bzw. diesen annimmt. Wenn zur Zeit x10 das Umschalten des Schaltbereichs startet, wird die Ist-Bereichsbestimmung von dem P-Bereich zu dem undefinierten verändert. Der Encoder-Bestimmungsbereich ist undefiniert, wenn der Schaltbereich nicht umgeschaltet wird, und bleibt undefiniert, selbst wenn das Umschalten des Schaltbereichs zur Zeit x10 startet.
Wenn sich die Ausgangswelle 15 mit der Drehung des Motors 10 dreht, verändert sich der Wert des Ausgangswellensignals Sg1 in Übereinstimmung mit der Drehposition der Ausgangswelle 15 schrittweise in der Reihenfolge von V1, V2 und V3. Zur Zeit x11 verändert sich der Wert des Ausgangswellensignals Sg1 von V3 zu V4, und der Ausgangswellensensor-Bestimmungsbereich wird zu dem D-Bereich. Da der Bereich, in welchem der Wert V4 ausgegeben wird, breiter als die Region Rd ist, die als der D-Bereich bestimmt werden soll, wird die Ist-Bereichsbestimmung bei dieser Stufe nicht zu dem D-Bereich umgeschaltet, sondern wird undefiniert gehalten.
Der Encoder-Bestimmungsbereich wird zur Zeit x12 ausgehend von dem undefinierten zu dem D-Bereich verändert, wenn sich der Encoder-Zählwert θen von dem Encoder-Zählwert θen_v34 zu der Zeit einer Veränderung hinsichtlich des Werts des Ausgangswellensignals Sg1 von V3 zu V4 zur Zeit x11 um den Winkelentwurfswert K3 verändert. Wenn der Encoder-Bestimmungsbereich zu dem D-Bereich wird, wird die Ist-Bereichsbestimmung von dem undefinierten zu dem D-Bereich umgeschaltet. Mit anderen Worten wird zu der Zeit, wenn der Schaltbereich zu dem D-Bereich umgeschaltet wird, die D-Bereichsbestimmung auf Grundlage des Ausgangswellensignals Sg1 ausgehend von dem Ausgangswellensensor 16 und des Motordrehwinkelsignals SgE ausgehend von dem Encoder 13 ausgeführt. Zu der Zeit, wenn zu dem R-Bereich umgeschaltet wird, wird die R-Bereichsbestimmung auf Grundlage des Ausgangswellensignals Sg1 ausgehend von dem Ausgangswellensensor 16 und des Motordrehwinkelsignals SgE ausgehend von dem Encoder 13 ausgeführt. Zwischen Zeit x11 und Zeit x12 verändert sich der Getriebe-Hydraulikdruck vom N-Hydraulikdruck zum D-Hydraulikdruck.
Wenn das Bereichsumschalten zur Zeit x13 abgeschlossen wird, wird der Encoder-Bestimmungsbereich undefiniert. Nachdem das Umschalten des Schaltbereichs abgeschlossen ist, wird die Bereichsbestimmung auf Grundlage des Ausgangswellensignals Sg1 während einer Dauer ausgeführt, wenn das Bereichsumschalten nicht ausgeführt wird. Der Ausgangswellensensor-Bestimmungsbereich wird als der Ist-Bereich betrachtet bzw. angesehen.
Wie in 3 beschrieben ist, stimmt der Bereich, in welchem der Ausgangswellensensor-Bestimmungsbereich der P-Bereich ist, mit dem P-Sperrbereich überein. Der Bereich, in welchem der Ausgangswellensensor-Bestimmungsbereich der N-Bereich ist, stimmt mit dem N-Hydraulikdruck-Erzeugungsbereich überein. Bei der vorliegenden Ausführungsform wird zu der Zeit, wenn der Schaltbereich zu dem P-Bereich oder dem N-Bereich umgeschaltet wird, der Ist-Bereich auf Grundlage des Ausgangswellensensor-Bestimmungsbereichs bestimmt, ohne dass der Encoder-Bestimmungsbereich verwendet wird.
7 zeigt ein Zeitdiagramm in dem Fall, bei welchem der Schaltbereich von dem P-Bereich zu dem N-Bereich umgeschaltet wird. 7 zeigt, dass die gemeinsame Zeitachse als die horizontale Achse eingestellt ist. 7 zeigt, von oben nach unten, den Motorwinkel, das Ausgangswellensignal, den Encoder-Bestimmungsbereich und die Ist-Bereichsbestimmung. Wenn der Soll-Schaltbereich zur Zeit x20 von dem P-Bereich zu dem N-Bereich umgeschaltet wird, wird eine Bereichs-Umschaltanforderung erzeugt.
Der Soll-Zählwert θcmd, der dem Soll-Bereich entspricht, wird eingestellt, und der Motor 10 wird angetrieben, sodass der Encoder-Zählwert θen zu dem Soll-Zählwert θcmd wird bzw. diesen annimmt. Wenn zur Zeit x20 das Umschalten des Schaltbereichs startet, wird die Ist-Bereichsbestimmung von dem P-Bereich zu dem undefinierten verändert.
Wenn sich die Ausgangswelle 15 mit der Drehung des Motors 10 dreht, verändert sich der Wert des Ausgangswellensignals Sg1 in Übereinstimmung mit der Drehposition der Ausgangswelle 15 schrittweise in der Reihenfolge von V1 und V2. Wenn sich der Wert des Ausgangswellensignals Sg1 zur Zeit x21 von V2 zu V3 verändert, wird der Ausgangswellensensor-Bestimmungsbereich von dem R-Bereich zu dem N-Bereich umgeschaltet. Die Ist-Bereichsbestimmung wird von dem undefinierten zu dem N-Bereich umgeschaltet. Zu der Zeit, wenn der Schaltbereich zu dem N-Bereich umgeschaltet wird, wird die N-Bereichsbestimmung auf Grundlage des Ausgangswellensignals Sg1 ausgehend von dem Ausgangswellensensor 16 ausgeführt, ohne dass der erfasste Wert des Encoders 13 verwendet wird. Zu der Zeit, wenn zu dem P-Bereich umgeschaltet wird, wird die P-Bereichsbestimmung auf Grundlage des Ausgangswellensignals Sg1 ausgehend von dem Ausgangswellensensor 16 ausgeführt.
Nach Zeit x22, wenn das Bereichsumschalten abgeschlossen ist, wird die Bereichsbestimmung auf Grundlage des Ausgangswellensignals Sg1 ausgeführt. Der Ausgangswellensensor-Bestimmungsbereich wird als der Ist-Bereich betrachtet bzw. angesehen. Wenn der Soll-Schaltbereich der N-Bereich oder P-Bereich ist, wird die Bereichsbestimmung auf Grundlage des erfassten Werts des Ausgangswellensensors 16 ausgeführt, ohne dass der erfasste Wert des Encoders 13 verwendet wird. Demzufolge wird der Encoder-Bestimmungsbereich während des Bereichsumschaltens undefiniert gehalten.
Das Folgende beschreibt eine funktionelle Sicherheitsbestimmung unter Verwendung des Ausgangswellensensor-Bestimmungsbereichs unter Bezugnahme auf die 8 bis 12. In der Praxis bewegt sich die Rastrolle 26 aufgrund der Drehung der Rastplatte 21. Zur Vereinfachung einer Beschreibung kann angenommen werden, dass die Rastrolle 26 sich auf der Rastplatte 21 bewegt. Bei der vorliegenden Ausführungsform stimmt der Bereich, in welchem der Ausgangswellensensor-Bestimmungsbereich der P-Bereich ist, mit dem P-Sperrbereich überein. Der Bereich, in welchem der Ausgangswellensensor-Bestimmungsbereich der N-Bereich ist, stimmt mit dem N-Hydraulikdruck-Erzeugungsbereich überein. Wenn der Schaltbereich nicht umgeschaltet wird, kann es möglich sein, die Bestimmung, welche die funktionelle Sicherheit betrifft, unter Verwendung des Ausgangswellensensor-Bestimmungsbereichs geeignet durchzuführen. Das folgende beschreibt eine Rückwärtslauf-Bestimmung und eine P-in-Fehler-Bestimmung als Bestimmungen, welche die funktionelle Sicherheit betreffen.
Das Folgende beschreibt die Rückwärtslauf-Bestimmung unter Bezugnahme auf die 8 bis 11. In den 8 bis 12 wird die Rastrolle 26 vor dem Bereichsumschalten durch eine durchgehende Linie angezeigt. Die Rastrolle 26 in dem Fall eines geeigneten Umschaltens zu dem Soll-Schaltbereich wird durch eine Strich-Zweipunktlinie angezeigt. In den 8 bis 12 wird die Nummerierung der Täler 221 bis 224 und der Scheitelpunkte 226 bis 228 weggelassen, um Verwirrung zu vermeiden.
Wie in 8 gezeigt wird, besteht in dem Fall, bei welchem der Schaltbereich von dem P-Bereich zu dem R-Bereich umgeschaltet wird, wenn die Ausgangswelle 15 sich über den N-Hydraulikdruck-Erzeugungsbereich hinaus dreht, eine Möglichkeit, dass ein D-Hydraulikdruck erzeugt werden kann, und dass das Fahrzeug in einer Richtung angetrieben werden kann, die umgekehrt bzw. entgegengesetzt zu der Absicht des Fahrers verläuft. Bei der vorliegenden Ausführungsform wird der Rückwärtslauf bestimmt, wenn die Anforderung nach einem Umschalten von dem P-Bereich zu dem R-Bereich lautet und wenn der Ausgangswellensensor-Bestimmungsbereich der D-Bereich ist. Wie in 9 gezeigt wird, wird der Rückwärtslauf bestimmt, wenn die Anforderung nach einem Umschalten von dem N-Bereich zu dem R-Bereich lautet und wenn der Ausgangswellensensor-Bestimmungsbereich der D-Bereich ist.
Wie in 10 gezeigt wird, kann in dem Fall, bei welchem der Schaltbereich von dem P-Bereich zu dem D-Bereich umgeschaltet wird, wenn die Ausgangswelle 15 durch den P-Sperrbereich durchtritt und vor dem N-Hydraulikdruck-Erzeugungsbereich stagniert, ein R-Hydraulikdruck erzeugt werden. Es kann eine Möglichkeit vorliegen, dass das Fahrzeug in einer Richtung angetrieben wird, die umgekehrt bzw. entgegengesetzt zu der Absicht des Fahrers verläuft. Bei der vorliegenden Ausführungsform wird der Rückwärtslauf bestimmt, wenn die Anforderung nach einem Umschalten von dem P-Bereich zu dem D-Bereich lautet und wenn nach dem Verstreichen der Verzögerungszeit, die zum Durchtreten durch den R-Bereich erforderlich ist, der Ausgangswellensensor-Bestimmungsbereich der R-Bereich ist. Wie in 11 gezeigt wird, wird der Rückwärtslauf bestimmt, wenn die Anforderung nach einem Umschalten von dem N-Bereich zu dem D-Bereich lautet und wenn der Ausgangswellensensor-Bestimmungsbereich der R-Bereich ist. Wenn der Rückwärtslauf bestimmt wird, wird ein Drehmoment eines Fahrzeugs unterbrochen und der Nutzer wird durch ein Warnlämpchen oder dergleichen gewarnt. Es kann möglich sein, die Rückwärtslauf-Bestimmung auf Grundlage des erfassten Werts des Ausgangswellensensors 16 geeignet durchzuführen.
Das Folgende beschreibt die P-in-Fehler-Bestimmung unter Bezugnahme auf 12. Bei der vorliegenden Ausführungsform wird zu der Zeit einer Anforderung nach dem Umschalten zu dem P-Bereich, wenn der Ausgangswellensensor-Bestimmungsbereich der R-Bereich, der N-Bereich oder der D-Bereich nach einem Verstreichen der Verzögerungszeit ist, die erforderlich ist, damit diese durch die D-, N- und R-Bereiche durchtritt, bestimmt, dass ein P-in-Fehler, bei welchen das Umschalten zu dem P-Bereich nicht geeignet ausgeführt werden kann, aufgetreten ist. Wenn bestimmt wird, dass der P-in-Fehler aufgetreten ist, wird das Drehmoment eines Fahrzeugs unterbrochen und der Nutzer wird durch ein Warnlämpchen oder dergleichen gewarnt. Das Verfahren zum Warnen des Nutzers ist nicht auf das Aufleuchten des Warnlämpchens beschränkt, sondern kann auch irgendein Verfahren wie beispielsweise eine Sprachwarnung sein. Dies gilt auch zu der Zeit einer Rückwärtslauf-Bestimmung.
Bei der vorliegenden Ausführungsform verändert sich der erfasste Wert des Ausgangswellensensors 16 schrittweise, und die Anzahl an erfassten Werten (bei der vorliegenden Ausführungsform 4), die ausgegeben werden können, ist geringer als die Anzahl an Grenzen zwischen dem P-Sperrbereich und den Hydraulikdruck-Erzeugungsbereichen (bei der vorliegenden Ausführungsform 6) für die jeweiligen Bereiche. Bei der vorliegenden Ausführungsform ist dieser derart konfiguriert, dass der P-Sperrbereich und die Region, die zu dem P-Bereich bestimmt wird, miteinander übereinstimmen, der N-Hydraulikdruck-Erzeugungsbereich und die Region, die zu dem N-Bereich bestimmt wird, miteinander übereinstimmen, und die Region, die zu dem R-Bereich bestimmt wird, und die Region, die zu dem D-Bereich bestimmt wird, jeweils breiter sind als der R-Hydraulikdruck-Erzeugungsbereich und der D-Hydraulikdruck-Erzeugungsbereich. Aufgrund des Übereinstimmens zwischen dem P-Sperrbereich und der Region, in welcher der P-Bereich bestimmt wird, und des Übereinstimmens zwischen dem N-Hydraulikdruck-Erzeugungsbereich und der Region, in welcher der N-Bereich bestimmt wird, kann es möglich sein, den Rückwärtslauf und den P-in-Fehler auf Grundlage des erfassten Werts des Ausgangswellensensors 16 geeignet zu bestimmen, ohne dass der erfasste Wert des Encoders 13 verwendet wird, selbst wenn die Anzahl an erfassten Werten kleiner bzw. geringer ist. Daher ist es möglich, die funktionelle Sicherheit des Shift-by-Wire-Systems 1 sicherzustellen.
Die Schaltbereich-Steuervorrichtung 40 der vorliegenden Ausführungsform dient dem Steuern eines Schaltbereich-Umschaltsystems. Das Schaltbereich-Umschaltsystem schaltet durch Steuern des Antriebs des Motors 10 den Schaltbereich des Fahrzeugs um. Die Schaltbereich-Steuervorrichtung 40 beinhaltet die Winkelberechnungseinheit 51, die Signalerlangungseinheit 52, die Antriebssteuereinheit 55 und die Bereichsbestimmungseinheit 53. Die Winkelberechnungseinheit 51 erlangt das Motordrehwinkelsignal SgE, das ausgehend von dem Encoder 13 ausgegeben wird, der die Drehposition des Motors 10 erfasst, um den Encoder-Zählwert θen als einen Motorwinkel zu berechnen. Die Signalerlangungseinheit 52 erlangt die Ausgangswellensignale Sg1, Sg2, welche ausgehend von dem Ausgangswellensensor 16 ausgegeben werden und einen Wert aufweisen, der sich in Übereinstimmung mit einer Drehposition der Ausgangswelle 15 schrittweise verändert. Der Ausgangswellensensor 16 erfasst die Drehposition der Ausgangswelle 15, auf welche die Drehung des Motors 10 übertragen wird. Die Antriebssteuereinheit 55 steuert den Antrieb des Motors 10, sodass der Encoder-Zählwert θen, der einem Soll-Schaltbereich entspricht, zu dem Soll-Zählwert θcmd wird bzw. diesen annimmt.
Die Bereichsbestimmungseinheit 53 bestimmt auf Grundlage der Ausgangswellensignale Sg1, Sg2 und des Motordrehwinkelsignals SgE einen Ist-Bereich als einen Ist-Schaltbereich. Die Bereichsbestimmungseinheit 53 bestimmt auf Grundlage der Ausgangswellensignale Sg1, Sg2 und des Motordrehwinkelsignals SgE während des Umschaltens des Schaltbereichs den Ist-Bereich, und bestimmt auf Grundlage der Ausgangswellensignale Sg1, Sg2, nachdem das Umschalten des Schaltbereichs abgeschlossen ist, den Ist-Bereich. Mit anderen Worten führt die Bereichsbestimmungseinheit 53 auf Grundlage des Ausgangswellensensors-Bestimmungsbereichs und des Encoder-Bestimmungsbereichs während des Umschaltens des Schaltbereichs die Bereichsbestimmung durch, und führt auf Grundlage des Ausgangswellensensors-Bestimmungsbereichs, ohne dass der Encoder-Bestimmungsbereich verwendet wird, nachdem das Umschalten des Schaltbereichs abgeschlossen ist, die Bereichsbestimmung durch.
Selbst wenn dieser wie bei der vorliegenden Ausführungsform zum Beispiel derart konfiguriert ist, dass sich die Ausgangswellensignale Sg1, Sg2 schrittweise verändern, um den Ausgangswellensensor 16 zu multiplexen, und selbst wenn zum Beispiel zumindest für einige der Bereiche der Bereichserfassungsbereich, der auf Grundlage der Ausgangswellensignale Sg1, Sg2 bestimmt wird, breiter ist als der Bereich, welcher der Bereichsbestimmung unterzogen wird, kann der Schaltbereich unter Verwendung des Motordrehwinkelsignals SgE in Kombination geeignet bestimmt werden.
Der Bereich, in welchem der Wert V1, der den P-Bereich angibt, als die Ausgangswellensignale Sg1, Sg2 ausgegeben wird, ist kleiner gleich dem Bereich, der als der P-Bereich bestimmt werden soll. Der Bereich, in welchem der Wert V3, der den N-Bereich angibt, als die Ausgangswellensignale Sg1, Sg2 ausgegeben wird, ist kleiner gleich dem Bereich, der als der N-Bereich bestimmt werden soll. Der Bereich, in welchem der Wert V2, der den R-Bereich angibt, als die Ausgangswellensignale Sg1, Sg2 ausgegeben wird, ist breiter als der Bereich, der als der R-Bereich bestimmt werden soll. Der Bereich, in welchem der Wert V4, der den D-Bereich angibt, als die Ausgangswellensignale Sg1, Sg2 ausgegeben wird, ist breiter als der Bereich, der als der D-Bereich bestimmt werden soll.
Die Bereichsbestimmungseinheit 53 bestimmt auf Grundlage der Ausgangswellensignale Sg1, Sg2 während des Bereichsumschaltens, ob der Bereich der P-Bereich oder der N-Bereich ist. Mit anderen Worten wird das Motordrehwinkelsignal SgE selbst während des Bereichsumschaltens nicht für die P-Bereichs- und N-Bereichsbestimmung verwendet. Zusätzlich bestimmt die Bereichsbestimmungseinheit 53 auf Grundlage der Ausgangswellensignale Sg1, Sg2 und des Motordrehwinkelsignals SgE während des Bereichsumschaltens, ob der Bereich der R-Bereich oder der D-Bereich ist.
Die Ausgangswelle 15 dreht sich integral mit der Rastplatte 21, die vier Täler (221 bis 224) aufweist, mit welchen die Rastrolle 26 in Übereinstimmung mit jedem Bereich ausgewählt aus dem P-Bereich, dem R-Bereich, dem N-Bereich und dem D-Bereich in Eingriff steht. Bei der vorliegenden Ausführungsform ist der erste Bereich der P-Bereich und der N-Bereich, und der zweite Bereich ist der R-Bereich und der D-Bereich. Ferner entsprechen der Wert V1, der den P-Bereich anzeigt, und der Wert V3, der den N-Bereich anzeigt, dem „ersten Signalwert“. Der Wert V2, der den R-Bereich anzeigt, und der Wert V4, der den D-Bereich anzeigt, entsprechen dem „zweiten Signalwert“.
Bei der vorliegenden Ausführungsform ist die Bereichsbestimmung für den ersten Bereich selbst während des Umschaltens des Schaltbereichs möglich, ohne dass ein Signal ausgehend von dem Encoder 13 verwendet wird, sodass eine geeignete Bereichsbestimmung fortgesetzt werden kann, selbst wenn in dem Encoder 13 ein Fehler auftritt. Indem der erste Bereich auf den P-Bereich und den N-Bereich eingestellt wird, selbst wenn sich die Ausgangswellensignale Sg1, Sg2 schrittweise verändern, können der Rückwärtslauf, der P-in-Fehler und dergleichen auf Grundlage der Ausgangswellensignale Sg1, Sg2 geeignet bestimmt werden, und die funktionelle Sicherheit des Shift-by-Wire-Systems 1 kann sichergestellt werden. Indem ermöglicht wird, den P-Bereich und den N-Bereich zu bestimmen, ohne dass die Informationen des Encoders 13 verwendet werden, können der P-Bereich und der N-Bereich rasch bestimmt werden, ohne dass auf ein anfängliches Lernen des Encoders 13 während des Systemstarts an einer Zünd- (IG) -Ein-Position oder dergleichen gewartet wird. Im Ergebnis kann eine Verarbeitung, die nach der P-Bereichs- oder N-Bereichsbestimmung ausgeführt werden kann, wie beispielsweise ein Maschinenanlassen, rasch gestartet werden, und eine Verschlechterung hinsichtlich der Funktionsfähigkeit des Treibers kann verhindert werden.
Andere Ausführungsformen
Bei der vorstehenden Ausführungsform ist der Motor ein SR-Motor. Bei einer anderen Ausführungsform kann der Motor irgendein Motor, wie beispielsweise ein bürstenloser Gleichstrom-Motor sein. Bei der vorstehenden Ausführungsform wird die Anzahl an Wicklungssätzen des Motors nicht dargelegt, aber es können ein Wicklungssatz oder mehrere Wicklungssätze verwendet werden. Bei der vorstehenden Ausführungsform ist der Motordrehwinkelsensor ein Encoder. Bei einer anderen Ausführungsform muss der Motordrehwinkelsensor nicht auf den Encoder beschränkt sein, sondern es kann irgendeine andere Einrichtung wie beispielsweise ein Drehmelder bzw. Resolver verwendet werden.
Bei der vorstehenden Ausführungsform wird der MR-Sensor als der Ausgangswellensensor verwendet. Bei einer anderen Ausführungsform kann ein magnetischer Sensor verwendet werden, der ein anderer ist als der MR-Sensor. Bei der vorstehenden Ausführungsform ist der Ausgangswellensensor ein Duplexsystem, bei welchem zwei unabhängige Ausgangswellensignale ausgegeben werden. Bei einer anderen Ausführungsform kann die Anzahl an Ausgangswellensignalen, die ausgehend von dem Ausgangswellensensor ausgegeben werden, eins, drei oder größer drei sein. Der Ausgangswellensensor kann ein Simplexsystem oder ein Multiplexsystem eines Triplexsystems oder mehr sein. Der Motordrehwinkelsensor kann ein Multiplexsystem sein.
Bei der vorstehenden Ausführungsform stimmen die Anzahl an Eingriffspositionen und die Anzahl an Stufen des Ausgangswellensignals miteinander überein. Bei einer anderen Ausführungsform können die Anzahl an Eingriffspositionen und die Anzahl an Schritten des Ausgangswellensignals unterschiedlich bzw. andere sein. Bei einer anderen Ausführungsform kann die Stelle, an welcher der Wert des Ausgangswellensignals umgeschaltet wird, irgendeine Stelle zwischen den Tälern sein, solange diese derart konfiguriert ist, dass der Wert zu der Zeit, wenn die Rastrolle mit der Aussparung in Eingriff steht, der dem jeweiligen Schaltbereich entspricht, ein anderer ist.
Bei der vorstehenden Ausführungsform wird der Wert des Ausgangswellensignals an der Grenzposition des P-Sperrbereichs verändert. Bei einer anderen Ausführungsform kann die Position, an welcher der Wert des Ausgangswellensignals verändert wird, innerhalb der Grenzposition vorliegen, solange diese innerhalb des P-Sperrbereichs vorliegt. Die Position, an welcher der Wert des Ausgangswellensignals von V1 zu V2 umgeschaltet wird, kann in Hinblick auf die Position, die in 3 veranschaulicht wird, auf der linken Seite des Papiers liegen. Bei der vorstehenden Ausführungsform wird der Wert des Ausgangswellensignals an der Grenzposition des N-Hydraulikdruck-Erzeugungsbereichs verändert. Bei einer anderen Ausführungsform kann die Position, an welcher der Wert des Ausgangswellensignals verändert wird, innerhalb der Grenzposition vorliegen, solange diese innerhalb des N-Hydraulikdruck-Erzeugungsbereichs vorliegt. Die Position, an welcher der Wert des Ausgangswellensignals von V2 zu V3 umschaltet, kann in Hinblick auf die Position, die in 3 veranschaulicht wird, auf der rechten Seite des Papiers in der Region Rn liegen. Die Position, an welcher der Wert des Ausgangswellensignals von V3 zu V4 umgeschaltet wird, kann in Hinblick auf die Position, die in 3 veranschaulicht wird, auf der linken Seite des Papiers in der Region Rn liegen. Selbst bei einer derartigen Konfiguration kann ein Effekt ausgeübt werden, welcher dem bei der vorstehenden Ausführungsform ähnelt.
Bei der vorstehenden Ausführungsform ist das Drehbauteil eine Rastplatte und das Eingriffsbauteil ist eine Rastrolle. Bei einer anderen Ausführungsform sind das Drehbauteil und das Eingriffsbauteil nicht auf die Rastplatte und die Rastrolle beschränkt, sondern die Formen und dergleichen dieser Bauteile können anderweitige sein. Bei der vorstehenden Ausführungsform ist die Rastplatte mit vier Tälern vorgesehen. Bei einer anderen Ausführungsform ist die Anzahl an Tälern nicht auf vier beschränkt, sondern kann irgendeine Anzahl betragen. Die Anzahl an Tälern der Rastplatte kann zum Beispiel zwei sein, und der P-Bereich und der Nicht-P-Bereich können umgeschaltet werden. Wenn der Schaltbereich-Umschaltmechanismus zwischen dem P-Bereich und dem Nicht-P-Bereich umschaltet, ist es wünschenswert, den P-Bereich auf den „ersten Bereich“ und den Nicht-P-Bereich auf den „zweiten Bereich“ einzustellen. Ferner können sich der Schaltbereich-Umschaltmechanismus, der Parksperrmechanismus und dergleichen von denen bei der vorstehenden Ausführungsform unterscheiden.
Bei der vorstehenden Ausführungsform ist der Geschwindigkeitsreduzierer zwischen der Motorwelle und der Ausgangswelle vorgesehen. Obwohl die Details des Geschwindigkeitsreduzierers bei der vorstehenden Ausführungsform nicht dargelegt sind, kann der Geschwindigkeitsreduzierer irgendeine Konfiguration aufweisen, wie beispielsweise eine, die ein Zykloidengetriebe, ein Planetengetriebe oder ein Stirnradgetriebe verwendet, das ausgehend von einem Geschwindigkeitsreduzierungsmechanismus, der im Wesentlichen koaxial zu der Motorwelle ist, ein Drehmoment auf die Antriebswelle überträgt, sowie eine, die diese Getriebe bzw. Stellungen in Kombination verwendet. Bei einer anderen Ausführungsform kann der Geschwindigkeitsreduzierer zwischen der Motorwelle und der Ausgangswelle weggelassen werden, oder es kann ein Mechanismus vorgesehen sein, der ein anderer ist als der Geschwindigkeitsreduzierer. Wie vorstehend dargelegt ist die vorliegende Offenbarung nicht auf die vorstehenden Ausführungsformen beschränkt, sondern kann in verschiedenen Formen in dem Umfang umgesetzt werden, der nicht von deren Grundgedanken abweicht.
Obwohl die vorliegende Offenbarung in Übereinstimmung mit den Ausführungsformen getätigt worden ist, wird dies nicht dahingehend ausgelegt, dass die vorliegende Offenbarung sich auf derartige Ausführungsformen und Strukturen beschränkt. Die vorliegende Offenbarung umfasst verschiedene Modifikationen und Variationen innerhalb des Umfangs der Äquivalente. Zusätzlich sind die verschiedenen Elemente, die bei verschiedenen Kombinationen und Konfigurationen gezeigt werden, welche beispielhaft sind, sowie andere Kombinationen und Konfigurationen, die zwar weitere, weniger oder nur ein einziges Element beinhalten, ebenfalls im Geist und Umfang der vorliegenden Offenbarung beinhaltet.
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 2017170342 [0001]
JP 2005198449 A1 [0004]

Claims

Schaltbereich-Steuervorrichtung zum Steuern eines Schaltbereich-Umschaltsystems (1), das einen Schaltbereich eines Fahrzeugs umschaltet, indem ein Antrieb eines Motors (10) gesteuert wird, wobei die Schaltbereich-Steuervorrichtung folgendes aufweist: eine Winkelberechnungseinheit (51), die dazu konfiguriert ist, ein Motordrehwinkelsignal zu erlangen und einen Motorwinkel zu berechnen, der ausgehend von einem Motordrehwinkelsensor (13) ausgegeben wird, wobei der Motordrehwinkelsensor eine Drehposition des Motors erfasst; eine Signalerlangungseinheit (52), die dazu konfiguriert ist, ein Ausgangswellensignal zu erlangen, das ausgehend von einem Ausgangswellensensor (16) ausgegeben wird, wobei das Ausgangswellensignal einen Wert aufweist, der sich in Übereinstimmung mit einer Drehposition einer Ausgangswelle, auf welche eine Drehung des Motors übertragen wird, schrittweise verändert, wobei der Ausgangswellensensor die Drehposition der Ausgangswelle (15) erfasst; eine Antriebssteuereinheit (55), die dazu konfiguriert ist, den Antrieb des Motors derart zu steuern, dass der Motorwinkel zu einem Soll-Motorwinkelwert wird, der einem Soll-Schaltbereich entspricht; und eine Bereichsbestimmungseinheit (53), die dazu konfiguriert ist, auf Grundlage des Ausgangswellensignals und des Motordrehwinkelsignals einen Ist-Bereich als einen Ist-Schaltbereich zu bestimmen, wobei die Bereichsbestimmungseinheit ferner dazu konfiguriert ist: auf Grundlage des Ausgangswellensignals und des Motordrehwinkelsignals während eines Umschaltens des Schaltbereichs den Ist-Bereich zu bestimmen; und auf Grundlage des Ausgangswellensignals, nachdem das Umschalten des Schaltbereichs abgeschlossen ist, den Ist-Bereich zu bestimmen.
Schaltbereich-Steuervorrichtung nach Anspruch 1, wobei das Ausgangswellensignal einen ersten Signalwert, der einen ersten Bereich angibt, und einen zweiten Signalwert, der einen zweiten Wert angibt, beinhaltet, wobei eine Region, in welcher der erste Signalwert ausgegeben wird, innerhalb einer Region liegt, die als der erste Bereich bestimmt werden soll, wobei eine Region, in welcher der zweite Wert ausgegeben wird, größer als eine Region ist, die als der zweite Bereich bestimmt werden soll, und wobei die Bereichsbestimmungseinheit während des Umschaltens des Schaltbereichs dazu konfiguriert ist: eine Bestimmung als der erste Bereich auf Grundlage des Ausgangswellensignals auszuführen; und eine Bestimmung als der zweite Bereich auf Grundlage des Ausgangswellensignals und des Motordrehwinkelsignals auszuführen.
Schaltbereich-Steuervorrichtung nach Anspruch 2, wobei die Ausgangswelle sich integral mit einem Drehbauteil (21) dreht, das vier Täler (221 bis 224) aufweist, mit welchen ein Eingriffsbauteil (26) in Übereinstimmung mit jedem Bereich ausgewählt aus einem Parkbereich, einem Rückwärtsbereich, einem Leerlaufbereich und einem Dauerbetriebsbereich in Eingriff steht, wobei der erste Bereich den Parkbereich und den Leerlaufbereich beinhaltet, und wobei der zweite Bereich den Rückwärtsbereich und den Dauerbetriebsbereich beinhaltet.