JP2009257490A - 変速機の制御装置 - Google Patents

Abstract

【課題】モータコイルの温度が限界温度よりも高くなることを防止し、モータコイルの焼損を防止する。
【解決手段】変速機１０２がギアチェンジされたかどうかを判定するギアチェンジ終了判定手段１２３によりギアチェンジが終了したと判定された場合に、変速機１０２を操作するモータ１０９、１１０のコイル抵抗値をコイル抵抗測定手段１１６で計測する。計測されたモータ１０９、１１０のコイル抵抗値からモータ１０９、１１０のコイル温度をコイル温度推定手段１１７で推定する。推定されたモータ１０９、１１０のコイル温度が高温判定手段１１８により所定温度以上と判定された場合に、変速機１０２の変速禁止時間を変速禁止時間演算手段１１９で演算し、演算された変速禁止時間の間、変速機１０２の変速を禁止する。
【選択図】図１

Description

この発明は、自動車等の車両に搭載される変速機を制御する変速機の制御装置に係り、特に、モータによって変速制御を行う変速機の制御装置に関するものである。

従来、自動車等の車両に搭載されて、モータによって変速制御を行う変速機が知られている。この変速機はツインクラッチ式変速機において、２つのモータでシフトフォークを操作して動力を伝達する歯車を選択することにより変速を実施している（例えば、特許文献１参照）。

また、従来、モータのコイル温度を推定するのに、駆動停止直後に所定の電圧をモータ端子間に印加し、その時にモータに流れる電流と印加した電圧からモータのコイル抵抗値を算出し、算出されたモータのコイル抵抗とモータのコイル温度特性を用いてモータのコイル温度を推定することが知られている（例えば、特許文献２参照）。

特開２００７−１７７８７８号公報（段落００１８、図１） 特開２００５−１５１７９０号公報（要約の欄、図２）

特許文献１に開示された従来の変速機のように、モータによって変速を実施する変速機を制御する変速機の制御装置においては、スポーツ走行などで変速が頻繁に発生すると、モータのコイル（以下、モータコイルという。）に頻繁に電流が流れてモータコイルの温度が上昇することになる。この状態でさらに変速を続けてモータに電流を流すと、モータコイルの温度が限界温度に達し、モータコイルが焼損する課題がある。

また、モータを利用して変速を実施する場合、一度の変速に一つのモータを複数回駆動させる必要がある。そのため、特許文献２に開示されたモータコイルの温度検出技術を変速機の制御装置に用いる場合は、一度の変速で複数回の温度計測を行うことにより消費電力が大きくなるという課題がある。さらに、複数回の温度計測を行うことで、温度計測時に流れる電流によるモータコイルの温度上昇が大きくなり、モータコイルを焼損に至らせる課題がある。

この発明は上記課題を解決するためになされたもので、モータコイルの温度が限界温度よりも高くなることを防止し、モータコイルの焼損を防止する変速機の制御装置を提供するものである。

この発明に係る変速機の制御装置は、モータによって変速制御を行う変速機の制御装置において、上記変速機がギアチェンジされたかどうかを判定するギアチェンジ終了判定手段と、上記ギアチェンジ終了判定手段によってギアチェンジが終了したと判定された場合に、上記変速機を操作するモータのコイル抵抗値を計測するコイル抵抗測定手段と、上記コイル抵抗測定手段により計測された上記モータのコイル抵抗値から上記モータのコイル温度を推定するコイル温度推定手段と、上記コイル温度推定手段により推定された上記モータのコイル温度を判定する高温判定手段と、上記高温判定手段により、上記モータのコイル温度が所定温度以上と判定された場合に、上記変速機の変速禁止時間を演算する変速禁止時間演算手段と、を備え、上記変速禁止時間演算手段によって演算された変速禁止時間の間、上記変速機の変速を禁止するものである。

この発明に係る変速機の制御装置によれば、モータコイルの温度が限界温度に近くなった場合は変速を禁止するので、モータコイルの温度が限界温度よりも高くなることを避けることが可能となり、モータコイルの焼損を防止することができる。

以下、添付の図面を参照して、この発明に係る変速機の制御装置について好適な実施の形態を説明する。なお、この実施の形態によりこの発明が限定されるものではない。

実施の形態１．
以下、実施の形態として、この発明に係る変速機の制御装置を自動変速機に適用した場合を例に挙げて説明する。

図１は、この発明の実施の形態１に係る変速機の制御装置を説明する図である。図１において、符号１００は変速機の制御装置を示しており、符号１０１はエンジンを示している。また、符号１０２は自動変速機を示している。自動変速機１０２の入力部分にはエンジン１０１からの動力の伝達を行うクラッチ１０３が取り付けられている。このクラッチ１０３を介してエンジン１０１の動力が入力軸１０４から自動変速機１０２の変速段を変更する変速機構１０５に伝達され、出力軸１０６から車輪（図示せず）に動力を伝えるように構成されている。なお、入力軸１０４の回転数を回転数センサ１０７で計測し、出力軸１０６の回転数を回転数センサ１０８で計測するように構成されている。

自動変速機１０２は、マニュアルトランスミッションに対してアクチュエータで変速を行うようにした自動マニュアルトランスミッションであり、シフト方向モータ１０９とセレクト方向モータ１１０によってシフトレバー１１１を操作して変速段を切り替える構造となっている。

変速制御手段１１２は、車速、アクセル開度、エンジン回転数等の情報から変速段を決定し、クラッチ制御手段１１３、モータ駆動手段１１４に変速を指令する。クラッチ制御手段１１３は変速制御手段１１２からの指令に従ってクラッチ１０３の係合、開放を制御する。また、モータ駆動手段１１４は変速制御手段１１２から受け取った変速指令に従って変速を行うようにシフト方向モータ１０９、あるいはセレクト方向モータ１１０を操作する。なお、クラッチ１０３を制御するためのアクチュエータとしては、例えば油圧制御弁、あるいはモータ等が使用され、シフト方向モータ１０９、セレクト方向モータ１１０としては、１２０度通電式のブラシレスモータが使用される。

モータ駆動手段１１４は、シフト方向モータ１０９、あるいはセレクト方向モータ１１０が回転しない程度の一定電圧をシフト方向モータ１０９、あるいはセレクト方向モータ１１０に印加し、モータ電流計測手段１１５はその時にシフト方向モータ１０９、あるいはセレクト方向モータ１１０に流れる電流を計測する。

コイル抵抗測定手段１１６では、シフト方向モータ１０９、あるいはセレクト方向モータ１１０に印加した一定電圧値と、モータ電流計測手段１１５により計測したモータ電流とから、オームの法則を用いてモータコイル抵抗を計測する。なお、モータ電流計測手段１１５は、例えばカレントトランスなどのような電流センサで構成される。

モータコイル温度推定手段１１７は、コイル抵抗測定手段１１６で計測したモータコイル抵抗値と、後述するモータコイル抵抗値とモータコイル温度の関係からモータコイル温
度を推定する。

高温判定手段１１８は、コイル温度推定手段１１７で推定したモータコイル温度が所定温度以上であるかどうかを判定し、所定温度以上の場合は変速禁止時間演算手段１１９により変速禁止時間を演算する。変速禁止時間演算手段１１９により演算された変速禁止時間は変速制御手段１１２に出力され、変速制御手段１１２における変速禁止時間として設定される。また、変速禁止時間演算手段１１９で演算された変速禁止時間は、メータ１２０に出力されて変速禁止時間の間、メータ１２０内の表示手段、例えばランプ１２０ａを点灯することにより運転者に通知される。なお、変速禁止時間演算手段１１９による変速禁止時間の演算には、エンジン１０１を収納するエンジンルームの温度を計測するエンジンルーム温度計測手段、例えば温度センサ１２１で検出したエンジンルーム内の温度も考慮される。

更に、回転数計測手段１２２は、回転数センサ１０７により検出した入力軸１０４の回転数と、回転数センサ１０８により検出した出力軸１０６の回転数を計測し、ギアチェンジ終了判定手段１２３は、後述するように、入力軸１０４の回転数動力を伝達しているギアの減速比から推定回転数を演算する。

ここで、図１に示すように、自動変速機１０２は、クラッチ１０３、変速機構１０５、シフト方向モータ１０９、セレクト方向モータ１１０、シフトレバー１１１を備えた構成となっている。また、変速機の制御装置１００は、変速制御手段１１２、クラッチ制御手段１１３、モータ駆動手段１１４、モータ電流計測手段１１５、コイル抵抗測定手段１１６、コイル温度推定手段１１７、高温判定手段１１８、変速禁止時間演算手段１１９、回転数計測手段１２２、ギアチェンジ終了判定手段１２３を備えた構成となっている。

図２は、シフトレバー１１１の詳細を説明する図である。シフトレバー１１１をシフト方向モータ１０９、あるいはセレクト方向モータ１１０（いずれも図１参照）により操作する。シフトレバー１１１がシフト位置１に移動した場合は１速ギアが係合し、シフト位置２に移動した場合は２速ギアが係合し、シフト位置３に移動した場合は３速ギアが係合し、シフト位置４に移動した場合は４速ギアが係合し、シフト位置５に移動した場合は５速ギアが係合し、シフト位置６に移動した場合は後退ギアが係合される。また、シフトレバー１１１がセレクト位置Ａ、セレクト位置Ｂ、セレクト位置Ｃに移動した場合は、どのギアも係合しないニュートラル状態となる。

図３は、２速で走行中に３速へギアチェンジする場合の流れを示したフローチャートである。２速で走行中には、シフトレバー１１１はシフト位置２にある。
図３において、ステップ３０１では、変速段を変更するためクラッチ制御手段１１３によってクラッチ１０３を開放する。

ステップ３０２では、シフト位置２にあるシフトレバー１１１をシフト方向モータ１０９によりセレクト位置Ａまで移動させる。シフトレバー１１１をセレクト位置Ａまで移動することで１速ギアが開放され、ニュートラル状態となる。

ステップ３０３では、セレクト方向モータ１１０により、シフトレバー１１１をセレクト位置Ｂまで移動させる。

ステップ３０４では、シフト方向モータ１０９により、シフトレバー１１１をシフト位置３まで移動させる。シフトレバー１１１がシフト位置３に移動することで図示しない３速ギアが係合され変速段が３速となる。

ステップ３０５では、クラッチ制御手段１１３によってクラッチ１０３を係合することで、変速動作が終了する。

図４は、モータ駆動手段１１４の詳細構成を説明する図である。図４において、シフト方向モータ１０９、あるいはセレクト方向モータ１１０は、前述のように１２０度通電方式のブラシレスモータで構成されており、Ｙ結線で表されている。シフト方向モータ１０９の回転角は、第1のホールセンサ１０９ａで検出され、セレクト方向モータ１１０の回転角は、第２のホールセンサ１１０ａで検出される。

第１のモータ回転角制御手段４００は、シフト方向モータ１０９が変速制御手段１１２で演算された回転角になるようにＰＷＭ駆動デューティを演算する。第１の通電相変更手段４０１は、第１のホールセンサ１０９ａのパターンに応じて通電相を変更する。第１のＰＷＭ駆動手段４０２は、第１の通電相変更手段４０１で決定した通電相に電流が流れるように第１のインバータ４０３を構成するトランジスタＵＨ，ＵＬ，ＶＨ，ＶＬ，ＷＨ，ＷＬを選択し、選択したトランジスタを第１のモータ回転角制御手段４００で決定したＰＷＭ駆動デューティでオンオフし、シフト方向モータ１０９の回転を制御する。例えば、第１の通電相変更手段４０１でＵ相からＶ相へ電流を流すように決定された場合は、第１のインバータ４０３を構成するトランジスタＵＨをＰＷＭ駆動し、トランジスタＶＬをオンする。

第２のモータ回転角制御手段４０４は、セレクト方向モータ１１０が変速制御手段１１２で演算された回転角になるようにＰＷＭ駆動デューティを演算する。第２の通電相変更手段４０５は、第２のホールセンサ１１０ａのパターンに応じて通電相を変更する。第２のＰＷＭ駆動手段４０６は、第２の通電相変更手段４０５で決定した通電相に電流が流れるように第２のインバータ４０７を構成するトランジスタＵＨ、ＵＬ、ＶＨ、ＶＬ、ＷＨ、ＷＬを選択し、選択したトランジスタを第２のモータ回転角制御手段４０４で決定したＰＷＭ駆動デューティでオンオフし、セレクト方向モータ１１０の回転を制御する。例えば、第２の通電相変更手段４０５でＵ相からＶ相へ電流を流すように決定された場合は、第２のインバータ４０７を構成するトランジスタＵＨをＰＷＭ駆動し、トランジスタＶＬをオンする。なお、第１のインバータ４０３は直流電源４０８に接続され、第２のインバータ４０７は直流電源４０９に接続されている。

図５はモータコイル抵抗値とモータコイル温度の関係を示した図である。図５では、モータコイル抵抗値とモータコイル温度の関係は直線となっているが、この関係は直線に限らなくてもよい。モータコイル抵抗値とモータコイル温度には相関性があることが知られており、モータコイル抵抗値を計測することによりモータコイル温度を推定することができる。また、モータコイル抵抗値は、モータの端子間電圧とモータに流れる電流を計測しておけばオームの法則から算出することが可能である。

次に、実施の形態１に係る変速機の制御装置の動作について説明する。図６は実施の形態１に係る変速機の制御装置の動作を説明するフローチャートである。このフローチャートに示すコイル温度計測ロジックは、例えば１０ｍｓのような一定周期で実施される。

まず、ステップ６０１において、変速制御手段１１２により変速禁止時間の設定があるかどうか確認する。変速禁止時間の設定がある場合はステップ６０８に進み、設定がない場合はステップ６０２に進む。

ステップ６０２では、ギアチェンジ終了判定手段１２３により、ギアチェンジが終了したかどうかを判定する。ギアチェンジが終了したと判定された場合はステップ６０３へと進み、ギアチェンジが終了していないと判定した場合はＥＮＤに進み、コイル温度計測ロ
ジックを終了する。

ステップ６０３では、モータ駆動手段１１４によりシフト方向モータ１０９、あるいはセレクト方向モータ１１０に対して回転しない程度の一定電圧を印加し、その時にシフト方向モータ１０９、あるいはセレクト方向モータ１１０に流れる電流をモータ電流計測手段１１５にて計測する。コイル抵抗測定手段１１６では、シフト方向モータ１０９、あるいはセレクト方向モータ１１０に印加した一定電圧値とモータ電流計測手段１１５にて計測したモータ電流とから、オームの法則を用いてモータコイル抵抗値を計測する。

ステップ６０４では、コイル温度推定手段１１７により、ステップ６０３で計測したモータコイル抵抗値と、図５のモータコイル抵抗値とモータコイル温度の関係からモータコイル温度を推定する。

ステップ６０５では、高温判定手段１１８により、ステップ６０４で推定したモータコイル温度が第１の所定温度以上であるかどうか判定し、モータコイル温度が第１の所定温度以上である場合はステップ６０６へ進み、第１の所定温度未満である場合はＥＮＤに進み、コイル温度計測ロジックを終了する。なお、第１の所定温度は、モータコイルが焼損しないように、モータコイルの特性から値を決定する。

ステップ６０６では、変速禁止時間演算手段１１９により変速禁止時間を演算する。

ステップ６０７では、変速制御手段１１２により、ステップ６０６で演算された変速禁止時間を設定し、変速禁止時間の間は変速を禁止する。

以上のように、自動変速機１０２のギアチェンジ終了直後にモータコイル温度を計測することにより、一度の変速に対して一回の温度計測となり温度計測時の消費電力を少なくすることが可能となる。さらに、一度の変速に対し一回の温度計測とすることで、温度計測によるモータコイル温度の上昇が少なくなり、モータコイルの焼損に至る可能性を少なくできる。

また、モータコイル温度が限界温度に近くなった場合は変速を禁止することで、モータコイル温度が限界温度よりも高くなるのを避けることができ、モータコイルの焼損を防止することができる。

また、ステップ６０８では、変速制御手段１１２により、変速禁止時間が終了したかどうか判定する。変速禁止時間が終了している場合はステップ６０９に進み、変速禁止時間が終了していない場合はステップ６１５へ進む。

ステップ６０９では、ステップ６０３と同様にコイル抵抗測定手段１１６により、モータコイル抵抗値を計測する。

ステップ６１０では、ステップ６０４と同様にモータコイル抵抗値からモータコイル温度を計測する。

ステップ６１１では、高温判定手段１１８により、ステップ６１０で計測したコイル温度が第２の所定温度以下かどうか判定を行う。コイル温度が第２の所定温度以下である場合はステップ６１４に進み、モータコイル温度が第２の所定温度よりも高い場合はステップ６１２へ進む。なお、第２の所定温度は、第１の所定温度よりも小さい値に設定することが望ましい。

ステップ６１２では、ステップ６０６と同様に、変速禁止時間演算手段１１９により、変速禁止時間を設定する。

ステップ６１３では、ステップ６０７と同様に、変速制御手段１１２により、ステップ６１２で演算された変速時間の間は変速を禁止する。

ステップ６１４では、変速禁止時間をクリアして変速禁止時間の設定をなしとし、ステップ６１５では、禁止時間カウンタをデクリメントする。

以上のように、変速禁止時間が終了する際に、再度モータ温度を推定し、変速を再開しても問題ないか判定を行うことで、モータケース温度、エンジンルーム内温度等の影響により、変速禁止時間内にコイル温度が下がらなかった場合でもシフト方向モータ１０９、あるいはセレクト方向モータ１１０のコイル焼損を防止することができる。

図７は、ギアチェンジ終了判定手段１２３の動作を説明するフローチャートである。図７において、ステップ７０１では、回転数計測手段１２２により、回転数センサ１０９を用いて入力軸１０４の回転数と、回転数センサ１０８を用いて出力軸１０６の回転数を計測する。

ステップ７０２では、ギアチェンジ終了判定手段１２３により、ステップ７０１で計測した入力軸回転数と、動力を伝達しているギアの減速比とから推定回転数を演算する。推定回転数は次の式１により表される。
推定回転数＝入力軸回転数／減速比 （式１）

ステップ７０３では、ギアチェンジ終了判定手段１２３により、出力軸１０６の推定回転数と、ステップ７０１で計測した出力軸回転数との差の絶対値が所定回転数以下であれば、ステップ７０４に進み、ギアチェンジ終了カウンタをインクリメントし、推定回転数と出力軸回転数との差の絶対値が所定回転数より大きい場合は、ステップ７０７に進み、ギアチェンジ終了カウンタをデクリメントする。

ステップ７０５では、ギアチェンジ終了判定手段１２３により、ギアチェンジ終了判定カウンタが所定時間以上か判定を行い、ギアチェンジ終了判定カウンタが所定時間以上の場合はステップ７０６に進み、ギアチェンジ終了を確定する。ギアチェンジ終了判定カウンタが所定時間未満の場合はステップ７０８に進み、ギアチェンジ未終了を確定する。

図８は、シフト方向モータ１０９に流れる電流とモータコイル温度の変化を示すタイムチャートである。ｔ０からｔ１では、シフト方向モータ１０９には電流が流れていないため、モータコイル温度は徐々に低下し、エンジンルーム内温度に近づく。ｔ１からｔ２では、シフト方向モータ１０９が駆動し、シフト方向モータ１０９に電流が流れる。シフト方向モータ１０９に電流が流れると、シフト方向モータ１０９のモータコイル温度が上昇する。ｔ２からｔ３では、シフト方向モータ１０９に電流が流れないため、モータコイル温度が徐々に下がり、エンジンルーム内温度に近づく。このモータコイル温度の低下は、ニュートンの冷却の法則から次の式２で表すことができる。
Ｃｃｏｉｌ＊ｄＴｃｏｉｌ／ｄｔ＝−λ（Ｔｃｏｉｌ−Ｔｅｎｇ） （式２）
ここで、Ｃｃｏｉｌはモータコイルの熱容量、λは熱伝達率であり、熱容量と熱伝達率は予め計測しておいた既知の値である。また、Ｔｃｏｉｌはモータコイル温度、Ｔｅｎｇはエンジンルーム内温度、＊は掛算を、ｄＴｃｏｉｌ／ｄｔはコイル温度Ｔｃｏｉｌの時間微分を表す。

上記式２に示す微分方程式を解くことにより、モータコイル温度は次の式３で表すこと
ができる。
Tｃｏｉｌ＝（Ｔ０−Ｔｅｎｇ）ｅｘｐ（−λ／Ｃｃｏｉｌ＊ｔ）＋Ｔｅｎｇ（式３）
ここで、Ｔ０は初期温度、ｅｘｐ（ ）は指数関数、ｔは時間を表す。
この式からモータコイル温度ＴｃｏｉｌがＴ１まで冷却される時間は次の式４で表すことができる。
ｔ＝−Ｃｃｏｉｌ／λ＊ｌｏｇ[（Ｔ１−Ｔｅｎｇ）／（Ｔ０−Ｔｅｎｇ）] （式４）ここで、ｌｏｇ[ ]は自然対数関数を表す。

変速禁止時間演算手段１１９では、コイル温度推定手段１１７において推定されたモータコイル温度と、温度センサ１２１で計測されたエンジンルーム内温度と、予め計測した既知の熱伝達率λ、熱容量Ｃｃｏｉｌをもとに、上記式４を用いてモータコイル温度が第２の所定温度となる時間を演算し、変速禁止時間として変速制御手段１１２へ指令する。

以上のように、上記式４を用いて変速禁止時間を演算する構成とすることで、モータコイル温度が第２の所定温度以下となる最短の時間を算出することが可能で、変速禁止時間を最小とすることが可能である。

図９は、通常時のブラシレスモータのトルク発生メカニズムを表した図である。図９において、Ａ１はホールセンサパターンであり、ホールセンサｈ１、ｈ２、ｈ３の出力Ｅ１、Ｆ１、Ｇ１によって決定され、ａ、ｂ、ｃ、ｄ、ｅ、ｆの６パターンが存在する。なお、ホールセンサｈ１、ｈ２、ｈ３の出力Ｅ１、Ｆ１、Ｇ１は、ロータ位置に応じてＨｉまたはＬｏが決定する。

Ｂ１、Ｃ１、Ｄ１はブラシレスモータの固定子に配置されたコイルを通る回転子側永久磁石の磁束数を表したものであり、Ｂ１はＵ相鎖交磁束数、Ｃ１はＶ相鎖交磁束数、Ｄ１はＷ相鎖交磁束数である。

また、Ｈ１、Ｉ１、Ｊ１はそれぞれ、Ｕ相コイル、Ｖ相コイル、Ｗ相コイルを流れる電流を示したものであり、どの相に電流を流すかはホールセンサパターンＡ１によって決定される。電流の値が正の値となっている相から電流が負の値となっている相に電流が流れる。例えば、（ｈ１、ｈ２、ｈ３）＝（Ｈ、Ｌ、Ｌ）となり、ホールセンサパターンａとなる場合は、Ｕ相電流が正の値となり、Ｗ相電流が負の値となる。すなわち、ホールセンサパターンａの場合は、第１のインバータ４０３、第２のインバータ４０７のトランジスタＵＨとＷＬがオンし、電流がＵ相からＷ相に流れていることを示す。

Ｋ１はＵ相コイルが発生するトルクであり、Ｕ相鎖交磁束数とＵ相電流の積で表される。同様に、Ｌ１はＶ相コイルが発生するトルクであり、Ｖ相鎖交磁束数とＶ相電流の積で表され、Ｍ１はＷ相コイルが発生するトルクであり、Ｗ相鎖交磁束数とＷ相電流の積で表される。

Ｎ１はモータトルクであり、ブラシレスモータが発生するトルクを表している。モータトルクは、Ｋ１、Ｌ１、Ｍ１で示す各相の発生するトルクの和となる。

以上のように、１２０度通電では、モータトルクが最大となるようにホールセンサパターンに応じた通電相が決定されている。

図１０は発生トルクが小さい場合のブラシレスモータのトルク発生メカニズムを表した図である。図１０において、Ａ２はホールセンサパターンであり、ホールセンサｈ１、ｈ２、ｈ３の出力Ｅ２、Ｆ２、Ｇ２によって決定され、ａ、ｂ、ｃ、ｄ、ｅ、ｆの６パターンが存在する。なお、ホールセンサｈ１、ｈ２、ｈ３の出力Ｅ２、Ｆ２、Ｇ２は、ロータ
位置に応じてＨｉまたはＬｏが決定する。

Ｂ２、Ｃ２、Ｄ２はブラシレスモータの固定子に配置されたコイルを通る回転子側永久磁石の磁束数を表したものであり、Ｂ２はＵ相鎖交磁束数、Ｃ２はＶ相鎖交磁束数、Ｄ２はＷ相鎖交磁束数である。

また、Ｈ２、Ｉ２、Ｊ２はそれぞれ、Ｕ相コイル、Ｖ相コイル、Ｗ相コイルを流れる電流を示したものであり、どの相に電流を流すかはホールセンサパターンＡ２によって決定される。電流の値が正の値となっている相から電流が負の値となっている相に電流が流れる。例えば、（ｈ１、ｈ２、ｈ３）＝（Ｈ、Ｌ、Ｌ）となり、ホールパターンａとなる場合、Ｖ相電流が正の値となり、Ｗ相電流が負の値となる。すなわち、ホールパターンａの場合は、第１のインバータ４０３，第２のインバータ４０７のトランジスタＶＨとＷＬがオンし、電流がＶ相からＷ相に流れていることを示す。

Ｋ２はＵ相コイルが発生するトルクであって、Ｕ相鎖交磁束数とＵ相電流の積で表される。同様に、Ｌ２はＶ相コイルが発生するトルクであって、Ｖ相鎖交磁束数とＶ相電流の積で表され、Ｍ２はＷ相コイルが発生するトルクであって、Ｗ相鎖交磁束数とＷ相電流の積で表される。

Ｎ２はモータトルクで、ブラシレスモータが発生するトルクを表している。モータトルクは、Ｋ２、Ｌ２、Ｍ２で示す各相の発生するトルクの和となる。なお、Ｐ２は図９で示した通常時に発生するモータトルクである。

上記のように、図１０のモータトルク発生メカニズムと、図９のモータトルク発生メカニズムの違いは、ホールセンサパターンＡ２に対する通電相である。図９の場合は、（ｈ１、ｈ２、ｈ３）＝（Ｈ、Ｌ、Ｌ）となるホールセンサパターンａの場合にＵ相からＷ相に通電している。一方、図１０の場合はホールセンサパターンａの場合にＶ相からＷ相に通電している。この通電相の違いの影響で通常時のモータトルクＰ２に比べてモータトルクＮ２は小さい値となる。

図１１は、図６のステップ６０３、ステップ６０９のコイル抵抗計測部分の詳細を説明する図である。図１１において、ステップ１１０１では、図４の第１の通電相変更手段４０１、または第２の通電相変更手段４０５において、図９に示す通常時のホールセンサパターンＡ１と通電相の対応から、図１０に示すホールセンサパターンＡ２と通電相の対応に変更し、抵抗計測モードとする。例えば，ホールセンサパターンａでは、通常時はＵ相からＷ相に電流を流していたものを、抵抗計測時は、Ｖ相からＷ相に電流を流す。

ステップ１１０２では、ステップ１１０１で決定した通電相に電流が流れるようにトランジスタをＰＷＭ駆動する。例えば、Ｕ相からＶ相に電流を流す場合は、第１のインバータ４０３、第２のインバータ４０７のトランジスタＵＨをＰＷＭ駆動し、トランジスタＶＬをオンとする。このようにすることにより、シフト方向モータ１０９、あるいはセレクト方向モータ１１０の端子間の平均電圧は、
（端子間平均電圧）＝（直流電源４０８、４０９の電圧）＊デューティ （式５）で表される電圧が加えられ、電流がコイルに流れる。

ステップ１１０３では、モータ電流計測手段１１５において、通電されている相にあわせて電流値を計測する。例えば、ホールセンサパターンにより通電相がＵ相からＶ相となっていた場合、Ｕ相に流れる電流を検出する。

ステップ１１０４では、コイル抵抗測定手段１１６において、ステップ１１０３で計測
した電流値と、印加した平均電圧値をもとに、オームの法則から抵抗値を算出する。

ステップ１１０５では、図１０に示すモータコイル抵抗計測用のホールセンサパターンと通電相の対応から、図９に示すホールパターンと通電相の対応に変更し、抵抗計測モードを終了する。

以上のように、モータコイル抵抗を計測する場合は、モータトルクが小さくなるようにホールセンサパターンと通電相の関係を変更することで、抵抗計測時にシフト方向モータ１０９、あるいはセレクト方向モータ１１０に電圧を印加しても誤ってシフト方向モータ１０９、あるいはセレクト方向モータ１１０が回転する可能性を少なくできる。

また、図１のメータ１２０では、前述のように、変速禁止時間演算手段１１９より指示された変速禁止時間の間、メータ１２０内に配置されたランプ１２０ａを点灯させることにより、運転者に変速禁止時間中であることを通知することができ、変速できないことが誤って故障と判断されないようにすることが可能となる。

以上、この発明を自動変速機に適用した場合を例に挙げて説明したが、この発明は自動変速機以外の変速機の制御装置としても利用でき、同等の効果を奏するものであって、諸種の設計的変更をも包摂するものである。

この発明に係る変速機の制御装置は、自動車等の車両に搭載されて、モータを利用して変速を行う変速機の制御装置として利用することにより、モータの長寿命化が得られ、産業上の利用可能性がある。

この発明の実施の形態１に係る変速機の制御装置を説明する図である。 シフトレバーの詳細を説明する図である。 ２速で走行中に３速へギアチェンジする場合の流れを示したフローチャートである。 モータ駆動手段の詳細構成を説明する図である。 モータコイル抵抗とモータコイル温度の関係を示した図である。 実施の形態１に係る変速機の制御装置の動作を説明するフローチャートである。 ギアチェンジ終了判定手段の動作を説明するフローチャートである。 シフト方向モータに流れる電流とモータコイル温度の変化を示すタイムチャートである。 通常時のブラシレスモータのトルク発生メカニズムを表した図である。 発生トルクが小さい場合のブラシレスモータのトルク発生メカニズムを表した図である。 コイル抵抗計測部分の詳細を説明する図である。

符号の説明

１００ 変速機の制御装置
１０１ エンジン
１０２ 自動変速機
１０３ クラッチ
１０４ 入力軸
１０５ 変速機構
１０６ 出力軸
１０７、１０８ 回転数センサ
１０９ シフト方向モータ
１０９ａ 第1のホールセンサ
１１０ セレクト方向モータ
１１０ａ 第1のホールセンサ
１１１ シフトレバー
１１２ 変速制御手段
１１３ クラッチ制御手段
１１４ モータ駆動手段
１１５ モータ電流計測手段
１１６ コイル抵抗測定手段
１１７ コイル温度推定手段
１１８ 高温判定手段
１１９ 変速禁止時間演算手段
１２０ メータ
１２０ａ ランプ
１２１ 温度センサ
１２２ 回転数計測手段
１２３ ギアチェンジ終了判定手段
４００ 第１のモータ回転角制御手段
４０１ 第１の通電相変更手段
４０２ 第１のＰＷＭ駆動手段
４０３ 第１のインバータ
４０４ 第２のモータ回転角制御手段
４０５ 第２の通電相変更手段
４０６ 第２のＰＷＭ駆動手段
４０７ 第２のインバータ
４０８、４０９ 直流電源

Claims (5)

1. モータによって変速制御を行う変速機の制御装置において、
   上記変速機がギアチェンジされたかどうかを判定するギアチェンジ終了判定手段と、
   上記ギアチェンジ終了判定手段によってギアチェンジが終了したと判定された場合に、上記変速機を操作するモータのコイル抵抗値を計測するコイル抵抗測定手段と、
   上記コイル抵抗測定手段により計測された上記モータのコイル抵抗値から上記モータのコイル温度を推定するコイル温度推定手段と、
   上記コイル温度推定手段により推定された上記モータのコイル温度を判定する高温判定手段と、
   上記高温判定手段により、上記モータのコイル温度が所定温度以上と判定された場合に、上記変速機の変速禁止時間を演算する変速禁止時間演算手段と、を備え、
   上記変速禁止時間演算手段によって演算された変速禁止時間の間、上記変速機の変速を禁止することを特徴とする変速機の制御装置。
2. 上記変速禁止時間演算手段によって演算された変速禁止時間が終了した場合は、上記コイル抵抗測定手段によってコイル抵抗値を計測すると共に、計測したコイル抵抗値から上記コイル温度推定手段によって上記モータのコイル温度を推定し、
   上記モータのコイル温度が上記変速禁止時間演算手段により変速禁止時間を演算する場合の所定温度より小さい第２の所定温度以下であれば変速を許可し、
   上記モータのコイル温度が上記第２の所定温度よりも高い場合は、上記変速禁止時間演算手段によって変速禁止時間を演算し、変速を禁止することを特徴とする請求項１に記載の変速機の制御装置。
3. エンジンを収納するエンジンルームの温度を計測するエンジンルーム温度計測手段を備え、上記変速禁止時間演算手段によって演算された変速禁止時間は、上記エンジンルーム温度計測手段で計測された上記エンジンルームの温度と上記温度推定手段で推定した上記モータのコイル温度とから決定されることを特徴とする請求項１または請求項２に記載の変速機の制御装置。
4. 上記モータをブラシレスモータで構成し、上記コイル抵抗測定手段でコイル抵抗を計測する場合、上記モータが発生するトルクが小さくなる相に通電する抵抗計測モードを有することを特徴とする請求項１ないし請求項３の何れか１項に記載の変速機の制御装置。
5. 表示手段を備え、変速禁止時間の間は、上記表示手段により運転者に変速禁止状態であることを通知することを特徴とする請求項１ないし請求項４の何れか１項に記載の変速機の制御装置。

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