DE112018005276T5

DE112018005276T5 - Schaltbereichssteuervorrichtung

Info

Publication number: DE112018005276T5
Application number: DE112018005276.1T
Authority: DE
Inventors: Koji Sakaguchi; Masahiko Akiyama; Masashi Misawa; Kenshi Masuo
Original assignee: Honda Motor Co Ltd; Denso Corp
Current assignee: Honda Motor Co Ltd; Denso Corp
Priority date: 2017-11-06
Filing date: 2018-11-02
Publication date: 2020-06-25
Also published as: JP6985108B2; CN111713013A; US20200263789A1; WO2019088244A1; US11092237B2; JP2019088074A; CN111713013B

Abstract

Eine Schaltbereichssteuervorrichtung (40) steuert das Schalten eines Schaltbereichs durch Steuern des Antriebs eines Motors (10) und beinhaltet eine Signalerfassungseinheit (51) und eine Antriebssteuereinheit (55). Die Signalerfassungseinheit (51) erfasst Drehwinkelsignale, die von einem Drehwinkelsensor (13) ausgegeben werden. Die Drehwinkelsignale repräsentieren jeweils drei oder mehr voneinander verschiedene Phasen. Die Antriebssteuereinheit (55) steuert den Antrieb des Motors, um zu bewirken, dass eine Drehposition des Motors eine einem Soll-Schaltbereich entsprechende Soll-Drehposition erreicht. Die Antriebssteuereinheit wechselt von einem Erregungsmuster im Normalzustand zu einem Erregungsmuster und setzt die Ansteuerung des Motors als Reaktion auf die Erkennung eines Fehlers des Drehwinkelsignals während der Umschaltung des Schaltbereichs fort.

Description

QUERVERWEIS AUF EINE ZUGEHÖRIGE ANMELDUNG
Diese Anmeldung basiert auf der japanischen Patentanmeldung Nr. 2017-213862 , die am 6. November 2017 eingereicht wurde und deren Offenbarung hier durch Verweis aufgenommen ist.
TECHNISCHES GEBIET
Die vorliegende Offenbarung bezieht sich auf eine Vorrichtung zur Steuerung des Schaltbereichs bzw. auf eine Schaltbereichssteuervorrichtung.
STAND DER TECHNIK
Eine Motorsteuervorrichtung kann einen Schaltbereich eines Fahrzeugs mit einem Motor als Antriebsquelle (um-)schalten. Beispielsweise wird in der Patentliteratur 1 beschrieben, dass, wenn ein Fehler in einem F/B-Steuersystem des Motors erkannt wird, eine Steuerung auf eine Steuerung mit offenem Regelkreis umgeschaltet werden kann, um den Antrieb des Motors zu steuern, ohne ein Feedback bzw. eine Rückkopplung von Informationen über einen Encoder-Zählwert durchzuführen.
LITERATUR ZUM STAND DER TECHNIK
PATENT-LITERATUR
Patentliteratur 1: JP 3849930 B2
KURZFASSUNG DER ERFINDUNG
Zum Beispiel, wie in Patentliteratur 1 offenbart, kann in einem zweiphasigen Encodersystem mit einer A-Phase und einer B-Phase, wenn eine zeitweilige Absplitterung oder Rauschüberlagerung in einem von einem A-Phasen-Signal und einem B-Phasen-Signal auftritt, eine Synchronisation zwischen einem Encoder-Zählwert und einer Drehposition eines Rotors nicht erreicht werden, und daher kann der Motor stoppen. Aufgabe der vorliegenden Offenbarung ist es, eine Schaltbereichssteuervorrichtung bereitzustellen, die einen Schaltbereich auch dann geeignet bzw. angemessen schaltet, wenn ein Fehler in einem Signal von einem Drehwinkelsensor auftritt.
Die Schaltbereichssteuervorrichtung gemäß der vorliegenden Offenbarung steuert das Umschalten des Schaltbereichs durch Steuerung des Antriebs eines Motors und umfasst eine Signalerfassungseinheit und eine Antriebssteuereinheit. Die Signalerfassungseinheit erfasst ein Drehwinkelsignal von einem Drehwinkelsensor, der Drehwinkelsignale mit drei oder mehr voneinander verschiedenen Phasen ausgibt. Die Antriebssteuereinheit steuert den Antrieb des Motors so, dass eine Drehposition des Motors eine Soll-Drehposition erreicht, die einem Soll-Schaltbereich entspricht. Wenn während der Umschaltung des Schaltbereichs ein Fehler des Drehwinkelsignals erkannt wird, ändert die Antriebssteuereinheit ein Erregungsmuster von demjenigen im Normalzustand und treibt den Motor weiter an.
In der vorliegenden Offenbarung ist der Drehwinkelsensor ein Sensor, der ein Drehwinkelsignal von drei oder mehr Phasen ausgibt, und selbst wenn in einer Phase ein Fehler auftritt, wird ein Strom mit einem korrekten Wert geführt, da ein aggressiver Phasensprung auftritt. Daher kann beim Auftreten eines Fehlers im Drehwinkelsensor die Ansteuerung des Motors in geeigneter Weise fortgesetzt werden, indem das Erregungsmuster von dem im Normalzustand und unter Verwendung einer Trägheit geändert wird, so dass der Schaltbereich entsprechend umgeschaltet werden kann.
Figurenliste
Die oben genannten und andere Objekte, Merkmale und Vorteile der vorliegenden Offenbarung werden in der folgenden detaillierten Beschreibung, die unter Bezugnahme auf die begleitenden Zeichnungen erstellt wurde, deutlicher hervortreten. In den Figuren:

1 ist eine perspektivische Ansicht, die ein Shift-by-Wire-System nach einer ersten Ausführungsform zeigt;
2 ist eine schematische Darstellung der Konfiguration, die das Shift-by-Wire-System entsprechend der ersten Ausführungsform zeigt;
3 ist ein schematisches Diagramm, das die Platzierung der Hall-ICs eines Encoders entsprechend der ersten Ausführungsform zeigt;
4A ist ein illustratives Diagramm, das ein Encodermuster und eine Erregungsphase zeigt, die einem elektrischen Winkel gemäß der ersten Ausführungsform entspricht;
4B ist ein illustratives Diagramm, das eine Erregungsphase zeigt, die einem Encodermuster gemäß der ersten Ausführungsform entspricht;
5 ist ein Flussdiagramm, das ein Encoderunterbrechungsverfahren gemäß der ersten Ausführungsform darstellt;
6 ist ein Flussdiagramm, das ein Antriebssteuerungsverfahren nach der ersten Ausführungsform veranschaulicht;
7 ist ein Flussdiagramm, das einen offenen Antriebsanforderungsbestimmungsprozess gemäß der ersten Ausführungsform veranschaulicht;
8 ist ein Zeitdiagramm, das einen motorischen Antriebsvorgang nach der ersten Ausführungsform veranschaulicht;
9 ist ein Zeitdiagramm, das den Motorantriebsvorgang gemäß der ersten Ausführungsform veranschaulicht;
10A ist ein illustratives Diagramm, das ein Encodermuster und eine Erregungsphase entsprechend einem elektrischen Winkel gemäß einer zweiten Ausführungsform darstellt;
10B ist ein illustratives Diagramm, das die Erregungsphase entsprechend dem Encodermuster gemäß der zweiten Ausführungsform darstellt;
11A ist ein illustratives Diagramm, das ein Encodermuster und eine Erregungsphase entsprechend einem elektrischen Winkel gemäß einer dritten Ausführungsform darstellt;
11B ist ein illustratives Diagramm, das die Erregungsphase entsprechend dem Encodermuster gemäß der dritten Ausführungsform veranschaulicht;
12 ist ein Flussdiagramm, das ein Encoderunterbrechungsverfahren gemäß der dritten Ausführungsform illustriert;
13 ist ein Flussdiagramm, das ein Encoderunterbrechungsverfahren gemäß einer vierten Ausführungsform veranschaulicht;
14 ist ein Flussdiagramm, das ein Antriebssteuerungsverfahren gemäß der vierten Ausführungsform veranschaulicht;
15 ist ein Zeitdiagramm, das einen Motorantriebsvorgang gemäß der vierten Ausführungsform veranschaulicht; und
16 ist ein Zeitdiagramm, das den Motorantriebsvorgang gemäß der vierten Ausführungsform veranschaulicht.

AUSFÜHRUNGSFORMEN ZUR DURCHFÜHRUNG VON ERFINDUNGEN
Erste Ausführungsform
Im Folgenden wird eine Vorrichtung zur Steuerung des Schaltbereichs bzw. eine Schaltbereichssteuervorrichtung mit Bezug auf die Figuren beschrieben. Nachfolgend werden in mehrfachen Ausführungsformen im Wesentlichen die gleichen Komponenten durch die gleichen Referenznummern bezeichnet, und eine Beschreibung derselben Komponenten wird weggelassen.
Eine Vorrichtung zur Steuerung des Schaltbereichs bzw. eine Schaltbereichssteuervorrichtung nach einer ersten Ausführungsform ist in den 1 bis 9 dargestellt. Wie in 1 und 2 dargestellt, umfasst ein Shift-by-Wire-System 1 einen Motor 10, einen Schaltbereichsschaltmechanismus 20, einen Parksperrmechanismus 30, eine Schaltbereichssteuervorrichtung 40 und ähnliches.
Der Motor 10 dreht sich, während er elektrische Leistung von einer Batterie (nicht abgebildet) erhält, die in einem Fahrzeug montiert ist, und fungiert als Antriebsquelle für den Schaltbereichsschaltmechanismus 20. Der Motor 10 ist nach der vorliegenden Ausführungsform ein geschalteter Reluktanzmotor, es kann jedoch jede Art von Motor, z.B. ein Gleichstrommotor, verwendet werden.
Wie in 2 und 3 dargestellt, erkennt ein Encoder 13 die Drehposition eines Rotors (nicht dargestellt) des Motors 10 und gibt ein Drehwinkelsignal aus, das einem elektrischen Winkel entspricht. Der Encoder 13 ist beispielsweise ein magnetischer Drehencoder bzw. Drehgeber, bei dem es sich um einen dreiphasigen Encoder mit einer Magnetplatte 135 handelt, die sich einstückig mit dem Rotor dreht, und mit den Hall-ICs 131, 132 und 133 zur Erfassung des Magnetismus. Die Hall-ICs 131 bis 133 haben jeweils ein Hallelement zur Ausgabe einer Spannung, die einer Richtung und Größe eines Magnetfeldes entspricht, und geben ein Signal, das durch digitale Umwandlung eines analogen Signals des Hallelements erhalten wird, als Drehwinkelsignal an die Schaltbereichssteuervorrichtung 40 aus. Wie in 3 dargestellt, sind die Hall-ICs 131 bis 133 so angeordnet, dass die Phasen der Drehwinkelsignale um 120 Grad um einen elektrischen Winkel verschoben sind. Im Folgenden wird ein Drehwinkelsignal am Ausgang des Hall IC 131 als A-Phasensignal, ein Drehwinkelsignal am Ausgang des Hall IC 132 als B-Phasensignal und ein Drehwinkelsignal am Ausgang des Hall IC 133 als C-Phasensignal bezeichnet.
Ein Untersetzungsgetriebe 14 ist zwischen einer Motorwelle 105 des Motors 10 und einer Ausgangswelle 15 vorgesehen und reduziert die Rotation des Motors 10 und gibt die reduzierte Rotation an die Ausgangswelle 15 ab. Infolgedessen wird die Drehung des Motors 10 auf den Schaltbereichsschaltmechanismus 20 übertragen. Die Ausgangswelle 15 ist mit einem Ausgangswellensensor 16 zur Erfassung eines Winkels der Ausgangswelle 15 versehen. Der Ausgangswellensensor 16 ist z.B. ein Potentiometer.
Wie in 1 dargestellt, umfasst der Schaltbereichsschaltmechanismus 20 eine Rastplatte 21, eine Rastfeder 25 und ähnliches und überträgt eine vom Drehzahlminderer bzw. Untersetzungsgetriebe 14 abgegebene Drehantriebskraft auf ein Handventil 28 und einen Parksperrmechanismus 30.
Die Rastplatte 21 ist an der Ausgangswelle 15 befestigt und wird vom Motor 10 angetrieben. In der vorliegenden Ausführungsform wird eine Richtung, in der sich die Rastplatte 21 von einer Basis der Rastfeder 25 entfernt, als Vorwärtsdrehrichtung definiert. Eine Richtung, die sich dem Basisteil nähert, wird als umgekehrte Drehrichtung definiert.
Die Rastplatte 21 ist mit einem Stift 24 versehen, der parallel zur Ausgangswelle 15 vorsteht. Der Stift 24 ist mit dem Handventil 28 verbunden. Wenn die Rastplatte 21 durch den Motor 10 angetrieben wird, bewegt sich das Handventil 28 in axialer Richtung hin und her. Mit anderen Worten: Der Schaltbereichsschaltmechanismus 20 wandelt eine Drehbewegung des Motors 10 in eine lineare Bewegung um und überträgt die lineare Bewegung auf das Handventil 28. Das Handventil 28 ist im Ventilkörper 29 vorgesehen. Wenn sich das Handventil 28 in axialer Richtung hin- und herbewegt, wird ein hydraulischer Versorgungsweg zu einer hydraulischen Kupplung (nicht abgebildet) geschaltet und ein Einrückzustand der hydraulischen Kupplung geschaltet und damit der Schaltbereich verändert.
An der Rastfeder 25 der Rastplatte 21 sind zwei Aussparungsabschnitte 22 und 23 vorgesehen. In der vorliegenden Ausführung wird ein Aussparungsabschnitt, der sich näher an einem Basisteil der Rastfeder 25 befindet, als Aussparungsabschnitt 22 und der andere Aussparungsabschnitt, der weiter von der Rastfeder 25 entfernt ist, als Aussparungsabschnitt 23 definiert. In der vorliegenden Ausführungsform entspricht der Aussparungsabschnitt 22 einem anderen NotP-Bereich als einem P-Bereich und der Aussparungsabschnitt 23 dem P-Bereich.
Die Rastfeder 25 ist ein elastisch verformbares, plattenförmiges Element, das an einer Spitze der Rastfeder 25 mit einer Rastrolle 26 versehen ist. Die Rastfeder 25 drückt die Rastrolle 26 in Richtung des Drehpunktes der Rastplatte 21. Wenn eine vorbestimmte oder größere Drehkraft auf die Rastplatte 21 ausgeübt wird, verformt sich die Rastfeder 25 elastisch, und die Rastrolle 26 bewegt sich auf den Aussparungsabschnitten 22 und 23. Beim Einsetzen der Rastrolle 26 in einer der Aussparungsabschnitte 22 und 23 wird die Schwenkbewegung der Rastplatte 21 reguliert, die axiale Position des manuellen Ventils bzw. Handventils 28 und der Zustand des Parksperrmechanismus 30 bestimmt und der Schaltbereich eines Automatikgetriebes 5 festgelegt. Die Rastrolle 26 passt in den Aussparungsabschnitt 22, wenn der Schaltbereich der NotP-Bereich ist, und passt in den Aussparungsabschnitt 23, wenn der Schaltbereich der P-Bereich ist.
Der Parksperrmechanismus 30 umfasst eine Parkstange 31, einen konischen Körper 32, eine Parksperrklinke 33, einen Schaftteil 34 und ein Parkgetriebe 35. Die Parkstange 31 ist im Wesentlichen L-förmig ausgebildet, und ein Ende 311 der Parkstange 31 ist an der Rastplatte 21 befestigt. Das andere Ende 312 der Parkstange 31 ist mit dem konischen Körper 32 versehen. Der konische Körper 32 ist so geformt, dass sein Durchmesser zum anderen Ende hin abnimmt 312. Wenn die Rastplatte 21 in die entgegengesetzte Drehrichtung schwingt, bewegt sich der konische Körper 32 in die P-Richtung.
Das Parkgetriebe 35 ist auf einer Achse (nicht näher dargestellt) vorgesehen, so dass es mit dem vorstehenden Teil bzw. Vorsprungabschnitt 331 der Parksperrklinke 33 in Eingriff gebracht werden kann. Wenn das Parkgetriebe 35 und der Vorsprungabschnitt 331 miteinander in Eingriff stehen, wird die Drehung der Achse reguliert. Wenn der Schaltbereich der NotP-Bereich ist, wird das Parkgetriebe 35 nicht durch die Parksperrklinke 33 blockiert, und die Drehung der Achse wird nicht durch den Parksperrmechanismus 30 behindert. Wenn der Schaltbereich der P-Bereich ist, wird das Parkgetriebe 35 durch die Parksperrklinke 33 verriegelt, und die Drehung der Achse wird reguliert.
Wie in 2 dargestellt, enthält die Schaltbereichssteuervorrichtung 40 einen Motortreiber 41, eine ECU 50 und ähnliches. Der Motortreiber 41 bzw. die Motoransteuerung 41 schaltet die Erregung jeder Phase (U-Phase, V-Phase und W-Phase) des Motors 10. Zwischen dem Motortreiber 41 und einer Batterie ist ein Motorrelais 46 vorgesehen. Das Motorrelais 46 wird eingeschaltet, wenn ein Startschalter des Fahrzeugs, z.B. ein Zündschalter o.ä., betätigt wird und der Motor 10 mit Leistung versorgt wird. Das Motorrelais 46 wird bei ausgeschaltetem Startschalter abgeschaltet und die Leistungs- bzw. Stromversorgung des Motors 10 unterbrochen.
Die ECU 50 wird hauptsächlich durch einen Mikrocomputer konfiguriert bzw. ausgebildet und umfasst eine CPU, ein ROM, ein RAM, ein I/O, eine Busleitung zur Verbindung dieser Konfigurationen usw. Bei jeder Verarbeitung in der ECU 50 kann es sich um eine Software-Verarbeitung durch Ausführen eines Programms handeln, das zuvor in einem nicht-flüchtigen Speichermedium wie einem ROM (lesbares, nicht vorübergehendes speicherndes Aufzeichnungsmedium) durch eine CPU gespeichert wurde, oder um eine Hardware-Verarbeitung durch eine dedizierte elektronische Schaltung.
Die ECU 50 steuert die Schaltung bzw. Umschaltung des Schaltbereichs, indem sie den Antrieb des Motors 10 auf der Grundlage eines Schaltsignals steuert, das einem vom Fahrer gewünschten Schaltbereich, einem Signal vom Bremsschalter, einer Fahrzeuggeschwindigkeit und ähnlichem entspricht. Die ECU 50 steuert die Ansteuerung der Schalthydrauliksteuermagnete 6 auf der Grundlage der Fahrzeuggeschwindigkeit, eines Beschleunigeröffnungsgrads, des vom Fahrer gewünschten Schaltbereichs und ähnlichem. Die Schaltstufe wird durch Steuerung der Schalthydrauliksteuermagnete 6 gesteuert. Die hydraulischen Schalthydrauliksteuermagnete 6 der Anzahl entsprechend der Anzahl der Schaltstufen und dergleichen sind vorgesehen. In der gegenwärtigen Ausführung steuert eine ECU 50 die Ansteuerung von Motor 10 und Magnetventil 6, aber eine Motorsteuerungs-Motor-ECU zur Steuerung des Motors 10 und eine AT-ECU zur Steuerung des Magnetventils können voneinander getrennt werden. Im Folgenden wird die Antriebssteuerung des Motors 10 beschrieben.
Die ECU 50 umfasst eine Signalerfassungseinheit 51, eine Fehlerüberwachungseinheit 52 und eine Antriebssteuereinheit 55. Die Signalerfassungseinheit 51 erfasst ein Drehwinkelsignal vom Encoder 13 und ein Signal vom Ausgangswellensensor 16. Die Signalerfassungseinheit 51 liest ein Encodermuster für jede Impulsflankenunterbrechung des Drehwinkelsignals vom Encoder 13. Die Signalerfassungseinheit 51 zählt einen Encoder-Zählwert θen für jede Encoder-Impulsflanke in Übereinstimmung mit dem Signalmuster aufwärts oder abwärts. Der Encoder-Zählwert θen ist ein Wert, der einer Drehposition des Motors 10 entspricht, und entspricht in der vorliegenden Ausführungsform einer „Drehposition des Motors“. Die Fehlerüberwachungseinheit 52 überwacht den Fehler des Drehwinkelsignals des Encoders 13.
Die Antriebssteuereinheit 55 steuert den Antrieb des Motors 10 so, dass der Motor 10 an der Drehposition stoppt, an der der Encoder-Zählwert θen auf der Grundlage des Drehwinkelsignals vom Encoder 13 einen Soll-Zählwert θcmd erreicht, der dem Soll-Schaltbereich entspricht. In der vorliegenden Ausführungsform entspricht der Encoder-Zählwert θen einer „Drehposition des Motors“ und der Soll-Zählwert θcmd einer „Soll-Drehposition“.
Nachfolgend wird das Drehwinkelsignal des Encoders 13 und die dem Drehwinkelsignal entsprechende Erregungsphase mit Bezug auf Bild 4A und Bild 4B beschrieben. In 4A und 4B sind die Zahlen (0) bis (7) Musternummern, die Signalmuster und Erregungsphasenmuster angeben, die den Signalmustern entsprechen. In den Figuren wird ein Zustand, in dem das Drehwinkelsignal Lo (bzw. Low) ist, als „0 (Lo)“ und ein Zustand, in dem das Drehwinkelsignal Hi (bzw. High) ist, als „1 (Hi)“ beschrieben. Dasselbe gilt für die später zu beschreibenden Ausführungsformen.
Muster (0): Ein Signalmuster, in dem ein A-Phasen-Signal und ein B-Phasen-Signal Lo und ein C-Phasen-Signal Hi sind, wird als Muster 0 definiert, und die Erregungsphase zu diesem Zeitpunkt wird als V-Phase definiert.
Muster (1): Ein Signalmuster, in dem das A-Phasen-Signal Lo ist und das B-Phasen-Signal und das C-Phasen-Signal Hi sind, wird als Muster 1 definiert, und die Erregungsphasen zu diesem Zeitpunkt werden als U-Phase und V-Phase definiert.
Muster (2): Ein Signalmuster, in dem das A-Phasen-Signal und das C-Phasen-Signal Lo und das B-Phasen-Signal Hi sind, wird als Muster 2 definiert, und die Erregungsphase zu diesem Zeitpunkt wird als U-Phase definiert.
Muster (3): Ein Signalmuster, in dem das A-Phasen-Signal und das B-Phasen-Signal Hi und das C-Phasen-Signal Lo sind, wird als Muster 3 definiert, und die Erregungsphasen zu diesem Zeitpunkt werden als W-Phase und U-Phase definiert.
Muster (4): Ein Signalmuster, in dem das A-phasige Signal Hi und das B-phasige Signal und das C-phasige Signal Lo ist, wird als Muster 4 definiert, und die Erregungsphase zu diesem Zeitpunkt wird als W-Phase definiert.
Muster (5): Ein Signalmuster, in dem das A-Phasen-Signal und das C-Phasen-Signal Hi und das B-Phasen-Signal Lo sind, wird als Muster 5 definiert, und die Erregungsphasen zu diesem Zeitpunkt werden als V-Phase und W-Phase definiert.
Die Muster (0) bis (5) sind normale Muster, und wenn der Motor 10 gedreht wird, wird die Erregungsphase in einer angegebenen Reihenfolge von V, UV, U, WU, W, WV, VW, V, UV usw. in Übereinstimmung mit dem Signalmuster für jede Flankenunterbrechung des Drehwinkelsignals von den Encodern 13 umgeschaltet. Beim Drehen in umgekehrter Richtung wird die Erregungsphase in umgekehrter Reihenfolge geschaltet.
Muster (6) und (7): Ein Signalmuster, in dem das A-phasige Signal, das B-phasige Signal und das C-phasige Signal alle Hi sind, wird als Muster (6) definiert. Ein Signalmuster, in dem das A-phasige Signal, das B-phasige Signal und das C-phasige Signal alle Lo sind, wird als Muster (7) definiert. Die Muster (6) und (7), bei denen das A-Phasen-Signal, das B-Phasen-Signal und das C-Phasen-Signal alle zu Hi oder Lo werden, sind Fehlermuster, die im Normalzustand nicht auftreten. Zum Beispiel, wie durch eine Ein-Punkt-Kettenlinie in 4A angezeigt, wird das Muster (6) zu einem Zeitpunkt erzeugt, zu dem das Muster (1) gebildet werden soll, wenn das A-Phasen-Signal durch die A-Phasen-Trennung des Encoders 13 auf Hi fixiert wird. Das zum Zeitpunkt der A-Phasen-Abschaltung erzeugte Hi-Fixing-Signal weicht vom Hi-Signal im Normalzustand ab.
Als Referenzbeispiel: Wenn im zweiphasigen Encodersystem der A-Phase und der B-Phase das Signal einer Phase z.B. durch Abschalten oder ähnliches fehlerhaft wird, kann es vorkommen, dass die Erregungssteuerung des Motors nicht korrekt ausgeführt wird und der Motor deshalb sofort stoppt. Da es sich bei einem Z-Phasen-Impuls um ein Referenzsignal und nicht um ein „Drehwinkelsignal“ handelt, darf der Z-Phasen-Impuls außerdem nicht für eine Motorsteuerung verwendet werden.
Auf der anderen Seite ist der Encoder 13 in der vorliegenden Ausführung ein dreiphasiges Encodersystem, das die A-Phase, die B-Phase und die C-Phase umfasst. Da beim dreiphasigen Encodersystem, wie in 4B beschrieben, die Erregungsphase in Bezug auf das Signalmuster eindeutig bestimmt wird, kann die Motorsteuerung auch dann fortgesetzt werden, wenn eine der drei Phasen abgeschaltet ist, solange die Erregung aggressiv durch einen Bereich des Fehlermusters geleitet werden kann.
In der vorliegenden Ausführungsform wird beim Erkennen des Fehlermusters das Erregungsmuster gegenüber dem Normalzustand verändert, und der Antrieb des Motors 10 wird unter Ausnutzung der Trägheit des Motors fortgesetzt. Genauer gesagt, wie in 4B gezeigt, wird die Erregung abgeschaltet, wenn das Signalmuster die Muster (6) oder (7) als Fehlermuster ist.
Wie in 4A gezeigt, wird z.B., wenn der Hi-Fixierungsfehler der A-Phase aufgetreten ist, da das Muster (5) anstelle des Musters (0) in einem Bereich des Musters (0) im Normalzustand erhalten wird, die Erregung der VW-Phasen, die die Erregungsphasen zum Zeitpunkt des Musters (5) sind, fortgesetzt. In einem Bereich des Musters (1) im Normalzustand, da das Muster (6) anstelle des Musters (1) erhalten wird, ist die Erregung abgeschaltet. In einem Bereich des Musters (2) im Normalzustand wird anstelle des Musters (2) das Muster (3) erhalten, und die Erregung der WU-Phasen wird vor der im Normalzustand begonnen. Die Muster (3) bis (5) sind im Bereich der Muster (3) bis (5) wie im Normalzustand steuerbar, da sich das Signalmuster auch bei der Hi-Fixierung der A-Phase nicht von dem im Normalzustand ändert. Im <Erregungsmuster> in 4A sind Abschnitte unterstrichen, die jeweils ein anderes Muster als im Normalzustand aufweisen. Dasselbe gilt für die 10A und 11A.
Da in der vorliegenden Ausführungsform „Erregung aus“ als die Erregungsphase der Muster (6) und (7), die Fehlermuster sind, eingestellt ist, wird in der vorliegenden Ausführungsform, selbst wenn die Muster (6) und (7) auftreten, die Erregung aus durch Bezugnahme auf eine Karte in der gleichen Weise wie im Normalzustand ausgewählt, und das Erregungsmuster wird gegenüber dem im Normalzustand geändert. Mit anderen Worten, das Erregungsmuster in der vorliegenden Ausführungsform kann als die Schaltreihenfolge der Erregungsphase interpretiert werden, d.h. die Erregung ist im Fehlermuster abgeschaltet und die Schaltreihenfolge der Erregungsphasen unterscheidet sich von der im Normalzustand.
Das Encoderunterbrechungsverfahren wird anhand eines Flussdiagramms in 5 beschrieben. Dieses Verfahren wird von der ECU 50 zu einem Zeitpunkt ausgeführt, zu dem die Impulsflanke des Drehwinkelsignals vom Encoder 13 erkannt wird. Im Folgenden wird „Schritt“ von Schritt S101 weggelassen und der Einfachheit halber ein Symbol „S“ vorangestellt. Dasselbe gilt für die anderen Schritte.
In S101 liest die Signalerfassungseinheit 51 das Encodermuster basierend auf dem Drehwinkelsignal vom Encoder 13. In S102 zählt die Signalerfassungseinheit 51 den Encoder-Zählwert θen basierend auf dem Encodermuster aufwärts oder abwärts. Der Zählvorgang kann z.B. mit Hilfe eines Verfahrens des Patents Nr. JP 5397443 B2 durchgeführt werden.
In S103 bestimmt die Antriebssteuereinheit 55, ob der Antriebsmodus ein Rückkopplungsmodus ist. Im Folgenden wird die Rückmeldung gegebenenfalls als „F/B“ bezeichnet. Im Folgenden wird das Verfahren im Zusammenhang mit der Modusauswahl beschrieben. Wenn festgestellt wird, dass der Antriebsmodus kein F/B-Modus ist (NEIN in S103), wird die Verarbeitung in S104 nicht ausgeführt, und die Routine wird beendet. Wenn festgestellt wird, dass es sich bei den Antriebsmodus um die F/B-Betriebsart handelt (JA in S103), geht die Routine zu S104 über, und wie in 4B dargestellt, wird ein Erregungsvorgang zur Erregung der Erregungsphase entsprechend dem Encodermuster ausgeführt.
Im Folgenden wird das Verfahren der Antriebssteuerung anhand eines Flussdiagramms aus 6 beschrieben. Dieser Vorgang wird in einem vorgegebenen Zyklus (z.B. 1 ms) ausgeführt, wenn ein Startschalter eines Fahrzeugs, z.B. ein Zündschalter o.ä., in der ECU 50 eingeschaltet wird. Nachdem der Mikrocomputer initialisiert wurde, wird ein Standby-Modus eingestellt.
In S201 bestimmt die Antriebssteuereinheit 55, ob der Antriebsmodus der Bereitschaftsmodus ist. Wenn festgestellt wird, dass der Antriebsmodus nicht der Bereitschaftsmodus ist (NEIN in S201), fährt der Prozess mit S205 fort. Wenn festgestellt wird, dass der Antriebsmodus der Bereitschaftsmodus ist (JA in S201), fährt die Routine mit S202 fort.
In S202 stellt die Antriebssteuereinheit 55 fest, ob der Soll-Schaltbereich auf einen anderen Bereich umgeschaltet wurde. Wenn festgestellt wird, dass der Soll-Schaltbereich nicht geschaltet wurde (NEIN in S202), wird die Routine beendet. Wenn festgestellt wird, dass der Soll-Schaltbereich umgeschaltet wurde (JA in S202), fährt die Routine mit S203 fort.
In S203 bestimmt die Antriebssteuereinheit 55, ob ein Flag bzw. softwaretechnisches Kennzeichen für eine offene Antriebsanforderung eingestellt ist. Im Folgenden wird die Verarbeitung im Zusammenhang mit dem Setzen des Flags für offene Antriebsanforderung beschrieben. Wenn festgestellt wird, dass das Flag für eine offene Antriebsanforderung eingestellt wurde (JA in S203), fährt die Routine mit S208 fort, und der Antriebsmodus wird auf einen offenen Antriebsmodus eingestellt. Wenn festgestellt wird, dass das Flag „Offene Antriebsanforderung“ nicht eingestellt wurde (NEIN in S203), fährt die Routine mit S204 fort, und der Antriebsmodus wird auf den F/B-Modus eingestellt.
Wenn festgestellt wird, dass der Antriebsmodus nicht der Bereitschaftsmodus ist (NEIN in S201), geht die Routine zu S205 über, und die Antriebssteuereinheit 55 bestimmt, ob der Antriebsmodus der F/B-Modus ist. Wenn festgestellt wird, dass der Antriebsmodus nicht der F/B-Modus ist (NEIN in S205), fährt die Routine mit S209 fort. Wenn festgestellt wird, dass der Antriebsmodus der F/B-Modus ist (JA in S205), fährt die Routine mit S206 fort.
In S206 bestimmt die Antriebssteuereinheit 55, ob das Flag „Offene Antriebsanforderung“ eingestellt (worden) ist. Wenn festgestellt wird, dass das Flag für die offene Antriebsanforderung eingestellt ist (JA in S206), fährt die Routine mit S208 fort, und der Antriebsmodus wird auf den offenen Antriebsmodus eingestellt. Wenn festgestellt wird, dass das Flag für offene Antriebsanforderung nicht eingestellt wurde (NEIN in S206), fährt die Routine mit S207 fort. Wenn in S206 eine negative Bestimmung erfolgt, da der Antriebsmodus der F/B-Modus ist, wird der Motor 10 unter der F/B-Steuerung angetrieben. Im F/B-Modus wird die Ansteuerung des Motors 10 dadurch gesteuert, dass bei jeder Unterbrechung des Encoders die Erregungsphase entsprechend dem Signalmuster umgeschaltet wird, wie unter Bezugnahme auf 4A, 4B und 5 beschrieben.
In S207 bestimmt die Antriebssteuereinheit 55, ob die Drehposition des Motors 10 die Sollposition erreicht hat. Wenn der Motor 10 unter der F/B-Steuerung betrieben wird und eine Differenz zwischen dem Encoder-Zählwert θen und dem Soll-Zählwert θcmd gleich oder kleiner als eine vorgegebene Zählung ist (z. B. 2 Zählungen), bestimmt die Antriebssteuereinheit 55, dass die Drehposition des Motors 10 die Sollposition erreicht hat. Wenn festgestellt wird, dass die Drehposition des Motors 10 die Sollposition (NEIN in S207) nicht erreicht hat, wird die Routine beendet. Wenn festgestellt wird, dass die Drehposition des Motors 10 die Sollposition erreicht hat (JA in S207), fährt die Routine mit S212 fort, und der Antriebsmodus wird in einen Stoppmodus eingestellt.
Wenn festgestellt wird, dass der Antriebsmodus nicht der F/B-Modus ist (NEIN in S205), fährt die Routine mit S209 fort und die Antriebssteuereinheit 55 bestimmt, ob der Antriebsmodus der offene Antriebsmodus ist. Wenn festgestellt wird, dass der Antriebsmodus nicht der offene Antriebsmodus ist (NEIN in S209), d.h. wenn der Antriebsmodus der Stoppmodus ist, fährt die Routine mit S213 fort. Wenn festgestellt wird, dass der Antriebsmodus der offene Antriebsmodus ist (JA in S209), fährt die Routine mit S210 fort.
In S210 treibt die Antriebssteuereinheit 55 den Motor 10 unter bzw. mit der offenen Steuerung an. Bei der offenen Steuerung treibt die Antriebssteuereinheit 55 den Motor 10 an, indem sie die Erregungsphase in vorbestimmten Zeitintervallen umschaltet, ohne den Encoder-Zählwert θen zu verwenden. Das Erregungsmuster ist das gleiche wie das Erregungsmuster im Normalzustand, das mit Bezug auf 4A und 4B beschrieben wird.
In S211 ermittelt die Antriebssteuereinheit 55, ob die Drehposition des Motors 10 die Sollposition erreicht hat. Wenn die Antriebssteuereinheit 55 den Motor 10 unter der offenen Steuerung antreibt, inkrementiert oder dekrementiert die Antriebssteuereinheit 55 den Zähler für die Umschaltung der Erregungsphase jedes Mal, wenn die Erregungsphase entsprechend der Drehrichtung des Motors 10 umgeschaltet wird, und führt die Ankunftsbestimmung auf der Grundlage der Zählnummer aus, die entsprechend dem angeforderten Schaltbereich eingestellt wurde. Wenn festgestellt wird, dass die Drehposition des Motors 10 die Sollposition (NEIN in S211) nicht erreicht hat, setzt die Antriebssteuereinheit 55 die offene Steuerung fort, und die gegenwärtige Routine wird beendet. Wenn festgestellt wird, dass die Drehposition des Motors 10 die Sollposition erreicht hat (JA in S211), fährt die Routine mit S212 fort, und der Antriebsmodus wird auf den Stopp-Modus eingestellt.
Wenn der Antriebsmodus der Stoppmodus ist, geht die Routine zu S213 über, und die Antriebssteuereinheit 55 führt eine Stoppsteuerung zum Anhalten des Motors 10 durch Erregen der stationären Phase aus. Die stationäre Phasenerregung kann zweiphasig oder einphasig sein. In S214 ermittelt die Antriebssteuereinheit 55, ob die Erregungsdauer seit Beginn der stationären Phaseneinspeisung verstrichen ist. Die Erregungsdauer wird auf eine Zeit eingestellt, die ausreicht, um den Motor 10 zuverlässig zu stoppen. Wenn festgestellt wird, dass die Erregungsdauer noch nicht abgelaufen ist (NEIN in S214), setzt die Antriebssteuereinheit 55 die stationäre Phaseneinspeisung fort, und die gegenwärtige Routine wird beendet. Wenn festgestellt wird, dass die Erregungsdauer verstrichen ist (JA in S214: JA), geht die Routine zu S215 über und der Antriebsmodus wird in den Bereitschaftsmodus eingestellt.
Im Folgenden wird das Bestimmungsverfahren der offenen Antriebsanforderung anhand eines Flussdiagramms in 7 beschrieben. Dieser Prozess wird in einem vorgegebenen Zyklus (z.B. 1 ms) von der ECU 50 ausgeführt, wenn der Antriebsmodus des Motors 10 der F/B-Steuerungsmodus ist. In S301 liest die Signalerfassungseinheit 51 das Encodermuster wie in S101 von 5.
In S302 bestimmt die Signalerfassungseinheit 51, ob die Dauer der gleichen Signalmuster gleich oder länger als eine Stagnationsbestimmungszeit Xth ist. Wenn festgestellt wird, dass die Dauer desselben Signalmusters kürzer als die Stagnationsbestimmungszeit Xth (NEIN in S302) ist, wird die vorliegende Routine beendet. Wenn festgestellt wird, dass die Dauer desselben Signalmusters gleich oder länger als die Stagnationsbestimmungszeit (JA in S302) ist, fährt die Routine mit S303 fort, und das Flag für die offene Antriebsanforderung wird eingestellt.
Im Folgenden wird der Motorantriebsvorgang anhand von Zeitdiagrammen der 8 und 9 beschrieben. In 8 und 9 sind ein angeforderter Schaltbereich, ein Encodermuster-Fehlerflag und ein Motorwinkel von oben dargestellt. Der Motorwinkel wird durch den Encoder-Zählwert angegeben. Eine Zeitskala wird entsprechend geändert und stimmt nicht unbedingt mit einer tatsächlichen Zeitskala überein. Dasselbe gilt für Zeitdiagramme von Ausführungsformen, die später beschrieben werden.
Wie in 8 dargestellt, wird, wenn der angeforderte Schaltbereich zu einem Zeitpunkt x10 vom P-Bereich in einen anderen NotP-Bereich als den P-Bereich umgeschaltet wird, die Erregungsphase im Erregungsmuster N geschaltet, das das Erregungsmuster im Normalzustand ist, basierend auf den Drehwinkelsignalen des Encoders 13, und die Ansteuerung des Motors 10 wird durch die F/B-Steuerung gesteuert.
Wenn das Fehlermuster des Encoders 13 zu einem Zeitpunkt x11 erkannt wird, wird das Encodermuster-Fehlerflag eingestellt. In der gegenwärtigen Ausführungsform wird die F/B-Kontrolle im Erregungsmuster E fortgesetzt, das ein anderes Erregungsmuster als das im Normalzustand ist. Genauer gesagt, wenn das Encodermuster die Fehlermuster (6) und (7) erreicht, wird die Erregung abgeschaltet, so dass das geänderte Erregungsmuster E erhalten wird. Selbst wenn die Erregung vorübergehend abgeschaltet wird, kann, wenn die Erregung durch die Trägheit des Motors 10 durch einen Bereich der Fehlermuster (6) und (7) geleitet wird, die F/B-Regelung unter Verwendung desselben Kennfeldes wie im Normalzustand fortgesetzt werden, wodurch der Antrieb des Motors 10 fortgesetzt werden kann, ohne den Motor 10 zu stoppen. Die Ansprechempfindlichkeit kann im Vergleich zum Fall des Umschaltens auf die offene Steuerung zur gleichen Zeit wie das Auftreten des Fehlers gewährleistet werden.
Wenn die Drehposition des Motors 10 die Sollposition zu einem Zeitpunkt x12 erreicht, wechselt die Steuerung von der F/B-Steuerung zur Stoppsteuerung, und der Motor 10 wird durch die Erregung der stationären Phase gestoppt. Die stationäre Phasenerregung wird zu einem Zeitpunkt x13 beendet, wenn die Erregungsdauer ab dem Zeitpunkt x12 verstrichen ist und der Modus in den Standby-Modus wechselt.
In 9 sind die Verfahren bzw. Verfahrensschritte von einem Zeitpunkt x20 bis zu einem Zeitpunkt x21 und von einem Zeitpunkt x24 bis zu einem Zeitpunkt x25 die gleichen wie die von einem Zeitpunkt x10 bis zu einem Zeitpunkt x11 und von dem Zeitpunkt x12 bis zu dem Zeitpunkt x13 in 8. Nach der Zeit x21 wird die F/B-Regelung in dem vom Normalzustand abweichenden Erregungsmuster E fortgesetzt, indem die Erregung in den Fehlermustern (6) und (7) abgeschaltet wird. Der Motor 10 stoppt zum Zeitpunkt x22, und zum Zeitpunkt x23, wenn vom Motorstopp an eine Stagnationsbestimmungszeit Xth verstrichen ist, wechselt die Steuerung von der F/B-Steuerung zur offenen Steuerung. Während die Ansprechempfindlichkeit zum Zeitpunkt des Auftretens des Fehlers gewährleistet ist, wenn die Ansteuerung des Motors 10 nicht durch das Erregungsmuster E fortgesetzt werden kann, kann der Schaltbereich durch Umschalten auf die offene Steuerung und Ansteuerung des Motors 10 entsprechend umgeschaltet werden.
Wie oben beschrieben, steuert die Schaltbereichssteuervorrichtung 40 nach der vorliegenden Ausführungsform die Schaltung bzw. Umschaltung des Schaltbereichs durch Steuerung des Antriebs des Motors 10 und umfasst die Signalerfassungseinheit 51 und die Antriebssteuereinheit 55. Die Signalerfassungseinheit 51 erfasst ein Drehwinkelsignal vom Encoder 13, der in der Lage ist, Drehwinkelsignale mit drei oder mehr voneinander verschiedenen Phasen auszugeben. Die Antriebssteuereinheit 55 steuert den Antrieb des Motors 10 so, dass die Drehposition des Motors 10 die dem Soll-Schaltbereich entsprechende Soll-Drehposition erreicht.
Wenn während der Umschaltung des Schaltbereichs ein Fehler des Drehwinkelsignals erkannt wird, ändert die Antriebssteuereinheit 55 das Strommuster in ein anderes Erregungsmuster als im Normalzustand und setzt die Ansteuerung des Motors 10 fort. Nach der gegenwärtigen Ausführungsform setzt die Antriebssteuereinheit 55 auch bei einem Fehler des Drehwinkelsignals die Ansteuerung des Motors 10 fort, ohne den Motor 10 durch Änderung des Erregungsmusters zu stoppen. In der vorliegenden Ausführung wird ein dreiphasiger Encoder verwendet, der in der Lage ist, die Drehwinkelsignale von drei oder mehr Phasen auszugeben, und selbst wenn in einer Phase ein Fehler auftritt, wird die Erregung korrekt ausgeführt, wenn die Fehlerphase aggressiv übersprungen wird. Wenn ein Fehler im Encoder 13 auftritt, kann die Ansteuerung des Motors 10 angemessen fortgesetzt werden, ohne den Motor 10 zu stoppen, indem das Erregungsmuster von dem im Normalzustand geändert und die Trägheit genutzt wird. Dadurch kann der Einfluss des Fehlers des Encoders 13 minimiert werden, und der Schaltbereich kann entsprechend umgeschaltet werden.
Selbst wenn während der Schaltbereichsumschaltung ein Fehler des Drehwinkelsignals erkannt wird, setzt die Antriebssteuereinheit 55 die Regelung mit dem Drehwinkelsignal fort. Wenn das Drehwinkelsignal ein normales Muster ist, erregt die Antriebssteuereinheit 55 die gleiche Erregungsphase wie im Normalzustand, und wenn das Drehwinkelsignal ein Fehlermuster ist, schaltet die Antriebssteuereinheit 55 die Erregung ab. Es ist möglich, den Antrieb des Motors 10 unter der Rückkopplungsregelung durch Nutzung der Trägheit des Motors 10 angemessen fortzusetzen.
Wenn die Drehposition des Motors 10 die Soll-Drehposition erreicht, stoppt die Antriebssteuereinheit 55 den Motor 10 durch die Erregung der stationären Phase, um die Erregung bis zu der Erregungsphase fortzusetzen, die der Drehposition des Motors 10 entspricht. Es ist möglich, den Motor 10 an der Soll-Drehposition entsprechend anzuhalten.
Wenn die Drehposition des Motors 10 vor Erreichen der Soll-Drehposition stoppt, dreht die Antriebssteuereinheit 55 den Motor 10 durch die offene Steuerung in die Sollposition, wobei die Erregungsphase ohne Verwendung des Drehwinkelsignals des Encoders 13 auf eine andere umgeschaltet wird. Selbst wenn der Motor 10 angehalten wird, ohne durch Trägheit in die Soll-Drehposition gedreht zu werden, kann der Motor 10 entsprechend in die Soll-Drehposition gedreht werden.
Zweite Ausführungsform
Im Folgenden wird eine zweite Ausführungsform unter Bezugnahme auf die 10A und 10B beschrieben. Wie in 10A und 10B dargestellt, unterscheidet sich in der vorliegenden Ausführungsform ein Erregungsmuster zum Zeitpunkt eines Fehlers von dem oben beschriebenen, und bei den Mustern (6) und (7), die die Fehlermuster darstellen, wird anstelle von „Erregung aus“ die „vorherige Werterhaltung“ eingestellt.
Zum Beispiel, wenn der Hi-Fixierungsfehler der A-Phase auftritt, da das gegenwärtige Muster in der Normalzeit zu einem Muster (5) im Bereich eines Musters (0) wird, wird die Erregung der VW-Phasen als Erregungsphasen zum Zeitpunkt des Musters (5) fortgesetzt. Im Bereich des Musters (1) im Normalzustand, da das Muster (6) erhalten wird, bleibt die Erregung der VW-Phasen wie der vorherige Wert erhalten. In dem Bereich, in dem im Normalzustand ein Muster (2) erhalten wird, wird ein Muster (3) erhalten, und die WU-Phasenleitung wird früher als im Normalzustand gestartet. Der Bereich der Muster (3) bis (5) kann auf die gleiche Weise wie im Normalzustand gesteuert werden.
Da in der gegenwärtigen Ausführungsform die „Beibehaltung des vorherigen Wertes“ als Erregungsphase der Fehlermuster (6) und (7) festgelegt ist, wird beim Auftreten der Muster (6) und (7) die vorherige Erregungsphase durch Bezugnahme auf ein Kennfeld in der gleichen Weise wie im Normalzustand gehalten und das Erregungsmuster gegenüber dem im Normalzustand geänderten Muster geändert.
Das Encoderunterbrechungsverfahren, das Antriebssteuerungsverfahren, das Verfahren zur Bestimmung der offenen Antriebsanforderung und ähnliches sind die gleichen wie in der oben beschriebenen Ausführungsform. In der vorliegenden Ausführungsform erregt eine Antriebssteuereinheit 55 dieselbe Erregungsphase wie im Normalzustand, wenn das Drehwinkelsignal ein normales Muster ist, und wenn das Drehwinkelsignal ein Fehlermuster ist, hält die Antriebssteuereinheit 55 die Erregung der letzten Erregungsphase. Auch diese Konfiguration erzielt ähnliche Wirkungen wie die oben beschriebene Ausführungsform.
Dritte Ausführungsform
Im Folgenden wird eine dritte Ausführungsform unter Bezugnahme auf die 11A, 11B und 12 beschrieben. Wie in den 11A und 11B dargestellt, unterscheidet sich in der vorliegenden Ausführungsform ein Erregungsmuster zum Zeitpunkt eines Fehlers von dem in den oben beschriebenen Ausführungsformen. Wenn ein Fehlermuster erkannt wurde, wird die nachfolgende Erregung abgeschaltet. Selbst wenn die Erregung während der Drehung eines Motors abgeschaltet wird, stoppt der Motor 10 nicht sofort, und die Drehung wird durch die Trägheit fortgesetzt. Mit anderen Worten, es ist denkbar, dass als Erregungsmuster das Ausschalten der Erregung gewählt wird, das die Drehung des Motors 10 nicht durch die Massenträgheit behindert.
Im Folgenden wird ein Encoderunterbrechungsverfahren gemäß der vorliegenden Ausführungsform anhand eines Flussdiagramms aus 12 beschrieben. Ähnlich wie bei der Verarbeitung von 5 wird der Prozess von einer ECU 50 zu einem Zeitpunkt ausgeführt, zu dem eine Impulsflanke eines Drehwinkelsignals von einem Encoder 13 erkannt wird. Die Verarbeitung der Antriebssteuerung, der offene Antriebsanforderungsbestimmungsprozess und ähnliches sind die gleichen wie die in den oben beschriebenen Ausführungsformen.
Die Verarbeitung in S131 und S132 ist die gleiche wie die Verarbeitung in S101 und S102 in 5. In S133 bestimmt eine Fehlerüberwachungseinheit 52, ob das Encodermuster normal ist. Wenn festgestellt wird, dass ein Encodermuster normal ist (JA in S133), fährt die Routine mit S135 fort. Wenn festgestellt wird, dass das Encodermuster nicht normal ist (NEIN in S133), fährt die Routine mit S134 fort, und ein Encodermuster-Fehlerflag wird eingestellt.
In S135 bestimmt eine Antriebssteuereinheit 55, ob ein Antriebsmodus ein F/B-Modus ist. Die Verarbeitung im Zusammenhang mit der Wahl des Antriebsmodus ist die gleiche wie bei den oben beschriebenen Ausführungsformen (siehe 6). Wenn festgestellt wird, dass der Antriebsmodus nicht der F/B-Modus ist (NEIN in S135), wird die gegenwärtige Routine beendet. Wenn festgestellt wird, dass der Antriebsmodus der F/B-Modus ist, geht die Routine zu S136 über.
In S136 bestimmt die Antriebssteuereinheit 55, ob das Encodermuster-Fehlerflag eingestellt ist. Wenn festgestellt wird, dass das Encodermuster-Fehlerflag nicht eingestellt wurde (NEIN in S136), geht die Routine zu S137 über, und der Erregungsvorgang zur Erregung einer Erregungsphase, die dem Encodermuster entspricht, wird in ähnlicher Weise in S104 von Bild 5 ausgeführt. Wenn festgestellt wird, dass das Encoderfehlerflag eingestellt wurde (JA in S136), fährt die Routine mit S138 fort und die Stromversorgung wird abgeschaltet.
In der vorliegenden Ausführungsform schaltet die Antriebssteuereinheit 55 bei einem Fehler des Drehwinkelsignals die Erregung des Motors 10 ab. Folglich kann der Antrieb des Motors 10 unter Ausnutzung der Trägheit des Motors 10 in geeigneter Weise fortgesetzt werden. Darüber hinaus können ähnliche Wirkungen wie bei den oben beschriebenen Ausführungsformen erzielt werden.
Vierte Ausführungsform
Im Folgenden wird eine vierte Ausführungsform unter Bezugnahme auf die 13 bis 16 beschrieben. In der gegenwärtigen Ausführungsform, wie auch in der dritten Ausführungsform, wird, wenn ein Fehlermuster erkannt wird, die nachfolgende Erregung abgeschaltet. Zusätzlich wird ein Encoder 13 weiter überwacht, und es ist eine Rücklaufsteuerung eingebaut, in der das Encodermuster in den Normalzustand zurückkehrt. In der ersten Ausführungsform und in der zweiten Ausführungsform wird selbst dann, wenn ein Fehlermuster auftritt, da der Erregungsvorgang unter Verwendung derselben Figur wie im Normalzustand ausgeführt wird, die dem Normalmuster entsprechende Erregungsphase aus einer Figur ausgewählt, wenn das Encodermuster in den Normalzustand zurückkehrt.
Im Folgenden wird ein Encoderunterbrechungsverfahren entsprechend der vorliegenden Ausführungsform anhand eines Flussdiagramms aus 13 beschrieben. Ähnlich wie bei der Verarbeitung von 5 u.ä. wird der Prozess von einer ECU 50 zu einem Zeitpunkt ausgeführt, zu dem eine Impulsflanke eines Drehwinkelsignals von einem Encoder 13 erkannt wird. Ein offene Antriebsanforderung - Bestimmungsverfahren und ähnliches sind die gleichen wie die in den oben beschriebenen Ausführungsformen.
Die Verarbeitung in S151 bis S155 ist die gleiche wie die Verarbeitung in S131 bis S135 in 7. Wenn in S155 festgestellt wird, dass ein Antriebsmodus kein F/B-Modus ist (NEIN in S155), wird die gegenwärtige Routine beendet. Wenn festgestellt wird, dass der Antriebsmodus der F/B-Modus ist (JA in S155), fährt die Routine mit S156 fort.
In S156 bestimmt die Antriebssteuereinheit 55, ob ein Flag der Ausführung der Rückkehrbestimmung eingestellt wurde. Das Kennzeichen bzw. Flag der Ausführung der Rückkehrbestimmung wird in der nachfolgend beschriebenen S164 eingestellt. Das Flag der Ausführung der Rückkehrbestimmung wird nicht eingestellt, wenn das Encodermuster-Fehlerflag nicht eingestellt ist. Das Flag der Ausführung der Rückkehrbestimmung wird nicht in der Routine eingestellt, in der das Encodermuster-Fehlerflag von aus auf an geschaltet wird. Das Flag der Ausführung der Rückkehrbestimmung wird in der zweiten und nachfolgenden Routinen eingestellt, in denen das Encodermuster-Fehlerflag eingestellt wurde. Wenn festgestellt wird, dass das Flag der Ausführung der Rückkehrbestimmung nicht eingestellt wurde (NEIN in S156), fährt die Routine mit S161 fort. Wenn festgestellt wird, dass das Flag der Ausführung der Rückkehrbestimmung eingestellt wurde (JA in S156), fährt die Routine mit S157 fort.
In S157 bestimmt die Fehlerüberwachungseinheit 52, ob das Encodermuster normal ist. Wenn festgestellt wird, dass das Encodermuster normal ist (JA in S157), fährt die Routine mit S161 fort. Wenn festgestellt wird, dass das Encodermuster nicht normal ist (NEIN in S157), fährt die Routine mit S158 fort, und ein Fehlerbestätigungszähler wird inkrementiert.
In S159 bestimmt die Fehlerüberwachungseinheit 52, ob der Encoderfehler bestätigt wurde. In der gegenwärtigen Ausführungsform wird der Encoder-Fehler bestätigt, wenn ein Zählwert des Fehlerbestätigungszählers größer als ein Fehlerbestätigungsschwellenwert wird. Wenn festgestellt wird, dass der Encoderfehler nicht bestätigt wurde (NEIN in S159), fährt die Routine mit S161 fort. Wenn festgestellt wird, dass der Encoderfehler bestätigt wurde (JA in S159), fährt die Routine mit S160 fort, und ein Fehlerbestätigungsflag wird eingeschaltet.
Die Verarbeitung in S161 bis S163 ist die gleiche wie die Verarbeitung in S136 bis S138. Wenn die Routine nach S163 zu S164 übergeht, setzt die Fehlerüberwachungseinheit 52 das Flag der Ausführung der Rückkehrbestimmung.
Im Folgenden wird das Verfahren der Antriebssteuerung anhand eines Flussdiagramms aus 14 beschrieben. In 14 wird die Verarbeitung in S221 bis S224 zwischen S201 und S202 in 6 hinzugefügt. Wenn in S201 festgestellt wird, dass der Antriebsmodus ein Bereitschaftsmodus ist (JA in S201) und die Routine zu S221 übergeht, setzt die Fehlerüberwachungseinheit 52 das Encodermuster-Fehlerflag und das Flag der Ausführung der Rückkehrbestimmung zurück.
In S222 bestimmt die Fehlerüberwachungseinheit 52, ob das Fehlerbestätigungsflag eingestellt ist. Wenn festgestellt wird, dass das Fehlerbestätigungsflag nicht eingestellt wurde (NEIN in S222), fährt die Routine mit S223 fort und dann wird ein Flag der offenen Antriebsanforderung zurückgesetzt, und anschließend fährt die Routine mit S202 fort. Wenn festgestellt wird, dass das Fehlerbestätigungsflag eingestellt wurde (JA in S222), fährt die Routine mit S224 fort und dann wird das Flag für die offene Antriebsanforderung eingestellt, und anschließend fährt die Routine mit S202 fort.
Im Folgenden wird der Motorantriebsvorgang anhand von Zeitdiagrammen der 15 und 16 beschrieben. 15 und 16 zeigen von oben den angeforderten Schaltbereich, das Encodermuster-Fehlerflag, das Flag der Ausführung der Rückkehrbestimmung, das Fehlerbestätigungsflag, das Flag der offenen Antriebsanforderung und den Motorwinkel. In den 15 und 16 wird beispielhaft ein Fall beschrieben, in dem der Motor 10 durch Trägheit in die Sollposition gedreht werden kann, ohne zum offenen Antrieb überzugehen.
Wie in 15 dargestellt, beginnt der Motor 10 angetrieben zu werden, wenn der Schaltbereich zu einem Zeitpunkt x30 von einem P-Bereich in einen anderen NotP-Bereich als den P-Bereich umgeschaltet wird. Zu diesem Zeitpunkt, da der Encoder 13 normal ist, wird die Erregungsphase durch ein Erregungsmuster N als Erregungsmuster im Normalzustand basierend auf dem Drehwinkelsignal des Encoders 13 umgeschaltet, und die Ansteuerung des Motors 10 wird durch die F/B-Steuerung gesteuert.
Wenn das Fehlermuster des Encoders 13 zu einem Zeitpunkt x31 erkannt wird, wird die Erregung abgeschaltet und die Drehung des Motors 10 durch die Trägheit fortgesetzt. Zusätzlich werden das Encodermuster-Fehlerflag und das Flag der Ausführung der Rückkehrbestimmung eingestellt (siehe S154 und S164 in 13). Wenn das Flag der Ausführung der Rückkehrbestimmung eingestellt wurde, wird in S156 in 13 eine positive Bestimmung durchgeführt, und ein Rückholbestimmungsprozess in S157 bis S160 wird ausgeführt. Wenn die Hi-Fixierung einer Phase aufgrund der Abschaltung des Encoders 13 auftritt, wird jedes Mal, wenn die fragliche Phase einen Bereich durchläuft, der Lo sein soll, ein Fehlermuster erzeugt und der Fehlerbestätigungszähler wird inkrementiert. Zu einem Zeitpunkt x32 wird der Zählwert des Fehlerbestätigungszählers größer als der Fehlerbestätigungsschwellenwert. Wenn der Fehler bestätigt wurde, wird das Fehlerbestätigungsflag eingeschaltet.
Wenn die Drehposition des Motors 10 die Sollposition zu einem Zeitpunkt x33 erreicht, wechselt die Steuerung von der F/B-Steuerung zur Stoppsteuerung, und der Motor 10 wird durch die Erregung der stationären Phase gestoppt. Zu einem Zeitpunkt x34, wenn die Erregungsdauer ab dem Zeitpunkt x33 verstrichen ist, wird die stationäre Phasenerregung beendet, der Modus in den Standby-Modus geschaltet und das Encodermuster-Fehlerflag sowie das Flag der Ausführung der Rückkehrbestimmung ausgeschaltet. Da das Fehlerbestätigungsflag eingestellt wurde, wenn der Modus in den Bereitschaftsmodus wechselt, wird das Flag „Offene Antriebsanforderung“ eingestellt.
Wenn der Schaltbereich zu einem Zeitpunkt x35 vom NotP-Bereich in den P-Bereich umgeschaltet wird, beginnt der Motor 10 wieder angetrieben zu werden. Zu diesem Zeitpunkt wird der Motor 10 von der offenen Steuerung ab einem Zeitpunkt x35 angetrieben, da das Flag „Offene Antriebsanforderung“ eingestellt wurde.
Wie in 16 dargestellt, ist die Verarbeitung von einem Zeitpunkt x40 bis zu einem Zeitpunkt x41 die gleiche wie die von einem Zeitpunkt x30 bis zu einem Zeitpunkt x31 in 15, und wenn der Motor 10 zum Zeitpunkt x40 beginnt, von der F/B-Steuerung angesteuert zu werden, und das Fehlermuster des Encoders 13 zum Zeitpunkt x41 erkannt wird, wird die Stromzufuhr abgeschaltet und die Drehung des Motors 10 durch die Trägheit fortgesetzt. Wenn der zum Zeitpunkt x41 festgestellte Fehler aufgrund von Rauschen oder ähnlichem vorübergehend ist, kehrt das Encodermuster zu einem normalen Muster zurück, so dass der Fehler nicht festgestellt und das Fehlerbestätigungsflag nicht eingestellt wird.
Zu einem Zeitpunkt x42, wenn die Drehposition des Motors 10 die Sollposition erreicht, wechselt der Modus vom F/B-Modus in den Stopp-Modus, und der Motor 10 wird durch Erregung der stationären Phase gestoppt. Zu einem Zeitpunkt x43, wenn die Erregungsdauer ab dem Zeitpunkt x42 verstrichen ist, wird die stationäre Phasenerregung beendet, der Modus in den Standby-Modus geschaltet und das Encodermuster-Fehlerflag sowie das Flag der Ausführung der Rückkehrbestimmung ausgeschaltet. Da das Fehlerbestätigungsflag nicht eingestellt wird, wenn der Modus in den Standby-Modus wechselt, wird der Aus-Zustand des Flags für die offene Antriebsanforderung beibehalten.
Wenn der Schaltbereich zu einem Zeitpunkt x44 vom NotP-Bereich in den P-Bereich umgeschaltet wird, beginnt der Motor 10 wieder angetrieben zu werden. Da das Flag „Offene Antriebsanforderung“ nicht eingestellt ist, wird der Motor 10 durch die F/B-Steuerung angetrieben. Mit anderen Worten, in einem Beispiel von 16 wird, selbst wenn ein vorübergehender Fehler im Encoder 13 auftritt, der Normalzustand zum Zeitpunkt einer nächsten Bereichsumschaltung wiederhergestellt, wenn der Fehler nicht bestätigt wird. Daher kann die Bereichsumschaltung mit hoher Reaktionsfähigkeit unter der F/B-Steuerung ausgeführt werden.
In der vorliegenden Ausführungsform wechselt die Antriebssteuereinheit 55 den Antriebsmodus bei Nichtbestätigung des Fehlers nach der Erkennung des Fehlers des Drehwinkelsignals zum Zeitpunkt der nächsten Bereichsumschaltung in den Normalzustand zurück. Auf diese Weise kann verhindert werden, dass ein vorübergehender Fehler wie Lärm fälschlicherweise als fehlerhaft eingestuft wird. Darüber hinaus kann die Verschlechterung der Reaktionsfähigkeit aufgrund einer fehlerhaften Bestimmung eines Fehlers vermieden werden. Darüber hinaus können ähnliche Wirkungen wie bei den oben beschriebenen Ausführungsformen erzielt werden.
(Andere Ausführungsformen)
In den oben beschriebenen Ausführungsformen wird ein Encoder als Drehwinkelsensor zur Erfassung des Drehwinkels des Motors verwendet. In anderen Ausführungsformen ist der Drehwinkelsensor nicht auf den Encoder beschränkt, solange der Drehwinkelsensor Drehwinkelsignale mit drei oder mehr voneinander verschiedenen Phasen ausgeben kann und jeder beliebige Sensor, wie z.B. ein Resolver, verwendet werden kann. Die Anzahl der Phasen des Drehwinkelsignals kann vier oder mehr betragen.
In der oben beschriebenen Ausführung ist die Rastplatte mit zwei Aussparungsabschnitten versehen. In anderen Ausführungsformen ist die Anzahl der Aussparungsabschnitte bzw. Aussparungen nicht auf zwei begrenzt, und es kann z.B. für jeden Bereich eine Aussparung vorgesehen werden. Der Mechanismus zum Umschalten des Schaltbereichs, der Parksperrmechanismus und dergleichen können sich von denen der oben genannten Ausführungsformen unterscheiden.
In der obigen Ausführungsform ist das Untersetzungsgetriebe zwischen der Motorwelle und der Ausgangswelle vorgesehen. Obwohl die Einzelheiten des Untersetzungsgetriebes in der obigen Ausführungsform nicht erwähnt werden, kann das Untersetzungsgetriebe jede beliebige Konfiguration haben, z.B. eine Konfiguration mit einem Zykloiden- oder Planetengetriebe oder einem Stirnradgetriebe, das ein Drehmoment von einem im Wesentlichen koaxial zur Motorwelle verlaufenden Untersetzungsmechanismus auf die Antriebswelle überträgt, und eine Konfiguration, bei der diese Getriebe in Kombination verwendet werden. In einer anderen Ausführungsform kann das Untersetzungsgetriebe zwischen Motorwelle und Ausgangswelle entfallen oder ein anderer Mechanismus als das Untersetzungsgetriebe vorgesehen werden. Wie oben erwähnt, ist die vorliegende Offenbarung nicht auf die oben genannten Ausführungsformen beschränkt, sondern kann in verschiedenen Formen in dem nicht von ihrem Kern abweichenden Umfang umgesetzt werden.
Während die vorliegende Offenbarung mit Bezug auf Ausführungsformen davon beschrieben wurde, ist es zu verstehen, dass die Offenbarung nicht auf die Ausführungsformen und Konstruktionen beschränkt ist. Die vorliegende Offenbarung soll verschiedene Modifikationen und äquivalente Lösungen abdecken. Darüber hinaus liegen die verschiedenen Kombinationen und Konfigurationen, aber auch andere Kombinationen und Konfigurationen, darunter mehr, weniger oder nur ein einzelnes Element, im Sinne und Umfang 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 2017213862 [0001]
JP 3849930 B2 [0004]
JP 5397443 B2 [0041]

Claims

Schaltbereichssteuervorrichtung, die das Schalten eines Schaltbereichs durch Steuern des Antriebs eines Motors (10) steuert, wobei die Schaltbereichssteuervorrichtung das Folgende umfasst: eine Signalerfassungseinheit (51), die so konfiguriert ist, dass sie Drehwinkelsignale erfasst, die von einem Drehwinkelsensor (13) ausgegeben werden, wobei die Drehwinkelsignale jeweils drei oder mehr voneinander verschiedene Phasen repräsentieren; und eine Antriebssteuereinheit (55), die so konfiguriert ist, dass sie den Antrieb des Motors steuert, um zu bewirken, dass eine Drehposition des Motors eine Soll-Drehposition erreicht, die einem Soll-Schaltbereich entspricht, wobei die Antriebssteuereinheit so konfiguriert ist, dass sie von einem Erregungsmuster in einem Normalzustand zu einem Erregungsmuster wechselt und den Antrieb des Motors in Reaktion auf die Erkennung eines Fehlers des Drehwinkelsignals während des Umschaltens des Schaltbereichs fortsetzt.
Schaltbereichssteuervorrichtung nach Anspruch 1, wobei die Antriebssteuereinheit die Rückkopplungssteuerung des Motors auf der Grundlage des Drehwinkelsignals fortgesetzt selbst in einer Situation ausführt, in der der Fehler des Drehwinkelsignals während des Umschaltens des Schaltbereichs erkannt wird.
Schaltbereichssteuervorrichtung nach Anspruch 2, wobei die Antriebssteuereinheit für das Folgende konfiguriert ist: Ausführen der Erregung einer Erregungsphase im Normalzustand als Reaktion auf die Drehwinkelsignale, die ein normales Muster angeben; und Abschalten der Stromzufuhr als Reaktion auf die Drehwinkelsignale, die ein Fehlermuster angeben.
Schaltbereichssteuervorrichtung nach Anspruch 2, wobei die Antriebssteuereinheit für das Folgende konfiguriert ist: Ausführen der Erregung einer Erregungsphase im Normalzustand als Reaktion auf die Drehwinkelsignale, die ein normales Muster angeben; und Aufrechterhalten der Erregung einer vorhergehenden Erregungsphase als Reaktion auf die Drehwinkelsignale, die ein Fehlermuster angeben, und wobei die vorhergehende Erregungsphase vor einer Erregungsphase liegt, die den Drehwinkelsignalen entspricht, die das Fehlermuster angeben.
Schaltbereichssteuervorrichtung nach Anspruch 1, wobei die Antriebssteuereinheit so konfiguriert ist, dass sie die Erregung des Motors in Reaktion auf die Erkennung des Fehlers des Drehwinkelsignals abschaltet.
Schaltbereichssteuervorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, wobei eine stationäre Phasenerregung die Erregung einer Erregungsphase entsprechend der Drehposition des Motors fortsetzt, und wobei die Antriebssteuereinheit so konfiguriert ist, dass sie die stationäre Phasenerregung ausführt, um den Motor in Reaktion darauf, dass die Drehposition des Motors die Soll-Drehposition erreicht, anzuhalten.
Schaltbereichssteuervorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, wobei eine offene Steuerung die Erregungsphase schaltet, ohne das Drehwinkelsignal zu übernehmen, und wobei die Antriebssteuereinheit so konfiguriert ist, dass sie die offene Steuerung ausführt, um den Motor in die Soll-Drehposition zu drehen, als Reaktion darauf, dass die Drehposition des Motors vor Erreichen der Soll-Drehposition stoppt.
Schaltbereichssteuervorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 7, wobei die normale Rückkehr einen Antriebsmodus des Motors bei einem nächsten Umschalten des Schaltbereichs in den Normalzustand zurücksetzt, und wobei die Antriebssteuereinheit so konfiguriert ist, dass sie die normale Rückkehr in einem Fall ausführt, in dem nach dem Erkennen des Fehlers des Drehwinkelsignals kein Fehler bestätigt wird.