JP2023159723A - Actuator control device - Google Patents

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遥 宮野
Haruka MIYANO
誠二 中山
Seiji Nakayama
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Denso Corp
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Abstract

To provide an actuator control device capable of appropriately performing position determination.SOLUTION: In a park lock system including an electric actuator having a motor 40, a detent mechanism, and a position sensor 55, a control device 60 controls switching of the detent mechanism by driving of the motor 40. A detent roller of the detent mechanism can move between troughs by an output shaft driven by the electric actuator. A control unit 70 of the control device 60 includes a position determining unit 73 for determining that the detent roller is dropped to the lowermost bottom of a target trough when moving the detent roller to the target trough. The position determining unit 73 sets a mask time at which position determination is not performed after load torque is inverted by the detent roller getting over a crest, and executes position determination with the usage of a detection value of the position sensor 55 after the mask time.SELECTED DRAWING: Figure 3

Description

本発明は、アクチュエータ制御装置に関する。 The present invention relates to an actuator control device.

従来、自動変速機のシフトレンジ切替機構を電気的に制御するシフトバイワイヤシステムが知られている。例えば特許文献1では、出力軸の回転角度を検出する出力軸センサが設けられており、出力軸センサの出力信号に基づき、出力軸が複数のレンジ判定範囲のうちどこに位置しているかを判定している。 Conventionally, a shift-by-wire system that electrically controls a shift range switching mechanism of an automatic transmission is known. For example, in Patent Document 1, an output shaft sensor that detects the rotation angle of the output shaft is provided, and based on the output signal of the output shaft sensor, it is determined where the output shaft is located among a plurality of range determination ranges. ing.

特開2018-179142号公報Japanese Patent Application Publication No. 2018-179142

例えば、回転数や経過時間に基づいて係止部がディテントプレートの凹部の底部に移動したかを判定する場合、モータ軸と出力軸との間の遊びが比較的大きく、遊びの内部での振動が生じると、係止部が凹部の底部にあることを適切に判定できない虞がある。 For example, when determining whether the locking part has moved to the bottom of the concave part of the detent plate based on the number of rotations or elapsed time, the play between the motor shaft and the output shaft is relatively large, and vibrations within the play can be detected. If this occurs, there is a possibility that it may not be possible to appropriately determine that the locking portion is at the bottom of the recess.

本発明は、上述の課題に鑑みてなされたものであり、その目的は、位置判定を適切に実施可能なアクチュエータ制御装置を提供することにある。 The present invention has been made in view of the above-mentioned problems, and an object thereof is to provide an actuator control device that can appropriately perform position determination.

本発明のアクチュエータ制御装置(60)は、駆動源(40)を有するアクチュエータ(10)と、ディテント機構(20)と、位置センサ(55)と、を備える駆動システム(1)において、アクチュエータの駆動によりディテント機構の切り替えを制御する。ディテント機構は、ディテント部材(21)、および、係合部材(26)を有する。ディテント部材は、複数の谷部(211、212)、および、谷部を隔てる山部(215)が形成されている。係合部材は、アクチュエータにより出力軸(15)が駆動されることで谷部間を移動可能である。位置センサは、出力軸の位置を検出可能である。 An actuator control device (60) of the present invention is a drive system (1) that includes an actuator (10) having a drive source (40), a detent mechanism (20), and a position sensor (55). controls switching of the detent mechanism. The detent mechanism includes a detent member (21) and an engagement member (26). The detent member is formed with a plurality of valleys (211, 212) and a peak (215) that separates the valleys. The engagement member is movable between the troughs by driving the output shaft (15) by an actuator. The position sensor can detect the position of the output shaft.

アクチュエータ制御装置は、係合部材を目標谷部へ移動させるとき、係合部材が目標谷部の最底部に落ちたことを判定する位置判定部(73)を備える。位置判定部は、係合部材が山部を乗り越えることで負荷トルクが反転した後、位置判定を行わないマスク時間を設け、マスク時間の後、位置センサの検出値を用いて位置判定を行う。これにより、負荷トルク反転による過渡的な変化をマスクし、適切に位置判定を行うことができる。 The actuator control device includes a position determination unit (73) that determines that the engagement member has fallen to the bottom of the target valley when moving the engagement member to the target valley. The position determining section provides a mask time in which position determination is not performed after the load torque is reversed by the engagement member overcoming the peak, and after the mask time, performs position determination using the detected value of the position sensor. Thereby, transient changes due to load torque reversal can be masked, and position determination can be performed appropriately.

第1実施形態によるパークロックシステムを示す概略構成図である。FIG. 1 is a schematic configuration diagram showing a park lock system according to a first embodiment. 第1実施形態による電動アクチュエータを示す斜視図である。FIG. 1 is a perspective view showing an electric actuator according to a first embodiment. 第1実施形態による制御装置を示すブロック図である。FIG. 1 is a block diagram showing a control device according to a first embodiment. 第1実施形態によるモータおよびディテント機構を示す模式図である。FIG. 3 is a schematic diagram showing a motor and a detent mechanism according to the first embodiment. (a)はモータ角度、センサ角度および出力軸角度の挙動シミュレーション結果であり、(b)は図5(a)のVb部拡大図である。(a) is a behavior simulation result of the motor angle, sensor angle, and output shaft angle, and (b) is an enlarged view of the Vb section in FIG. 5(a). 第1実施形態によるセンサ角度をセンサ角最大値を説明する図である。FIG. 3 is a diagram illustrating a sensor angle maximum value according to the first embodiment. 第1実施形態による駆動モード切替処理を説明するフローチャートである。It is a flow chart explaining drive mode switching processing by a 1st embodiment. 第1実施形態による谷位置判定処理を説明するフローチャートである。It is a flowchart explaining valley position determination processing by a 1st embodiment. 第1実施形態による谷位置判定処理を説明するフローチャートである。It is a flowchart explaining valley position determination processing by a 1st embodiment. (a)は電流とマスク時間との関係を示す図であり、(b)は温度とマスク時間との関係を示す図であり、(c)は電圧とマスク時間との関係を示す図であり、(d)はセンサ回転数とマスク時間との関係を示す図である。(a) is a diagram showing the relationship between current and mask time, (b) is a diagram showing the relationship between temperature and mask time, and (c) is a diagram showing the relationship between voltage and mask time. , (d) are diagrams showing the relationship between sensor rotation speed and mask time. レンジ切替方向とディテントトルクとの関係を示す図である。FIG. 3 is a diagram showing the relationship between range switching direction and detent torque. レンジ切替方向とマスク時間との関係を示す図である。It is a figure showing the relationship between range switching direction and mask time. 第1実施形態による谷位置判定処理を説明するタイムチャートである。It is a time chart explaining valley position determination processing by a 1st embodiment. 第1実施形態による谷位置判定処理を説明するタイムチャートである。It is a time chart explaining valley position determination processing by a 1st embodiment. 第2実施形態による谷位置判定処理を説明するフローチャートである。It is a flowchart explaining valley position determination processing by a 2nd embodiment. 第2実施形態による谷位置判定処理を説明するフローチャートである。It is a flowchart explaining valley position determination processing by a 2nd embodiment. 第2実施形態による谷位置判定処理を説明するタイムチャートである。It is a time chart explaining valley position determination processing by a 2nd embodiment.

以下、本発明によるアクチュエータ制御装置を図面に基づいて説明する。以下、複数の実施形態において、実質的に同一の構成には同一の符号を付して説明を省略する。 Hereinafter, an actuator control device according to the present invention will be explained based on the drawings. Hereinafter, in a plurality of embodiments, substantially the same configurations are denoted by the same reference numerals, and description thereof will be omitted.

(第1実施形態)
第1実施形態を図1~図14に示す。図1に示すように、電動アクチュエータ10は、パークロックシステム1に適用される。パークロックシステム1は、電動アクチュエータ10、ディテント機構20、および、パーキングロック機構30を備える。電動アクチュエータ10は、回転式であって、例えばブラシ付きDCモータおよび減速ギア機構等から構成される。電動アクチュエータ10は、出力軸15を回転させることで、ディテント機構20を駆動する。
(First embodiment)
A first embodiment is shown in FIGS. 1 to 14. As shown in FIG. 1, an electric actuator 10 is applied to a park lock system 1. The park lock system 1 includes an electric actuator 10, a detent mechanism 20, and a parking lock mechanism 30. The electric actuator 10 is rotary and includes, for example, a brushed DC motor, a reduction gear mechanism, and the like. The electric actuator 10 drives the detent mechanism 20 by rotating the output shaft 15.

ディテント機構20は、ディテントプレート21、および、ディテントスプリング25等を有し、電動アクチュエータ10から出力された回転駆動力を、パーキングロック機構30へ伝達する。 The detent mechanism 20 includes a detent plate 21, a detent spring 25, and the like, and transmits the rotational driving force output from the electric actuator 10 to the parking lock mechanism 30.

ディテントプレート21は、出力軸15に固定され、電動アクチュエータ10により駆動される。ディテントプレート21のディテントスプリング25側には、2つの谷部211、212、および、谷部211、212を隔てる山部215が設けられる。 The detent plate 21 is fixed to the output shaft 15 and driven by the electric actuator 10. Two troughs 211 and 212 and a peak 215 separating the troughs 211 and 212 are provided on the detent spring 25 side of the detent plate 21.

付勢部材であるディテントスプリング25は、弾性変形可能な板状部材であり、先端にディテントローラ26が設けられる。ディテントスプリング25は、ディテントローラ26をディテントプレート21の回動中心側に付勢する。 The detent spring 25, which is a biasing member, is an elastically deformable plate-like member, and a detent roller 26 is provided at the tip. The detent spring 25 urges the detent roller 26 toward the center of rotation of the detent plate 21.

ディテントプレート21に所定以上の回転力が加わると、ディテントスプリング25が弾性変形し、ディテントローラ26が谷部211、212間を移動する。ディテントローラ26が谷部211、212のいずれかに嵌まり込むことで、ディテントプレート21の揺動が規制され、パーキングロック機構30の状態が固定される。 When a predetermined rotational force or more is applied to the detent plate 21, the detent spring 25 is elastically deformed, and the detent roller 26 moves between the troughs 211 and 212. When the detent roller 26 fits into either of the valleys 211 and 212, the swinging of the detent plate 21 is restricted, and the state of the parking lock mechanism 30 is fixed.

パーキングロック機構30は、パーキングロッド31、円錐体32、パーキングレバー33、軸部34、および、パーキングギア35を有する。パーキングロッド31は、略L字形状に形成され、一端311側がディテントプレート21に固定される。パーキングロッド31の他端312側には、円錐体32が設けられる。円錐体32は、他端312側にいくほど縮径するように形成される。ディテントローラ26がPレンジに対応する谷部211に嵌まり込む方向にディテントプレート21が回転すると、円錐体32が矢印Pの方向に移動する。 The parking lock mechanism 30 includes a parking rod 31, a cone 32, a parking lever 33, a shaft portion 34, and a parking gear 35. The parking rod 31 is formed in a substantially L-shape, and one end 311 side is fixed to the detent plate 21. A cone body 32 is provided on the other end 312 side of the parking rod 31 . The conical body 32 is formed so that its diameter decreases toward the other end 312 side. When the detent plate 21 rotates in the direction in which the detent roller 26 fits into the trough 211 corresponding to the P range, the cone 32 moves in the direction of arrow P.

パーキングレバー33は、円錐体32の円錐面と当接し、軸部34を中心に揺動可能に設けられる。パーキングレバー33のパーキングギア35側には、パーキングギア35と噛み合い可能な凸部331が設けられる。ディテントプレート21の回転により、円錐体32が矢印P方向に移動すると、パーキングレバー33が押し上げられ、凸部331とパーキングギア35とが噛み合う。一方、円錐体32が矢印notP方向に移動すると、凸部331とパーキングギア35との噛み合いが解除される。 The parking lever 33 is provided to be in contact with the conical surface of the conical body 32 and swingable about the shaft portion 34 . A convex portion 331 that can mesh with the parking gear 35 is provided on the parking gear 35 side of the parking lever 33. When the cone 32 moves in the direction of arrow P due to the rotation of the detent plate 21, the parking lever 33 is pushed up and the convex portion 331 and the parking gear 35 are engaged. On the other hand, when the cone 32 moves in the direction of the arrow notP, the engagement between the convex portion 331 and the parking gear 35 is released.

パーキングギア35は、図示しないドライブシャフトと接続しており、パーキングレバー33の凸部331と噛み合い可能に設けられる。パーキングギア35と凸部331とが噛み合うと、ドライブシャフトの回転が規制される。シフトレンジがP以外のレンジであるnotPレンジのとき、パーキングギア35はパーキングレバー33によりロックされず、ドライブシャフトの回転は、パーキングロック機構30により妨げられない。また、シフトレンジがPレンジのとき、パーキングギア35はパーキングレバー33によってロックされ、ドライブシャフトの回転が規制される。 The parking gear 35 is connected to a drive shaft (not shown), and is provided so as to be able to mesh with a convex portion 331 of the parking lever 33. When the parking gear 35 and the convex portion 331 mesh with each other, rotation of the drive shaft is restricted. When the shift range is a not P range, which is a range other than P, the parking gear 35 is not locked by the parking lever 33, and the rotation of the drive shaft is not hindered by the parking lock mechanism 30. Further, when the shift range is in the P range, the parking gear 35 is locked by the parking lever 33, and rotation of the drive shaft is restricted.

以下適宜、Pレンジのときにディテントローラ26が嵌まり込む谷部211を「P谷」、notPレンジのときにディテントローラ26が嵌まり込む谷部212を「notP谷」、谷部211、212の谷底を「最底部」とする。 Hereinafter, the trough 211 into which the detent roller 26 fits when in the P range will be referred to as the "P trough", and the trough 212 into which the detent roller 26 will fit into the not P range will be referred to as the "not P trough", troughs 211, 212. Let the bottom of the valley be the "bottom".

図2に示すように、電動アクチュエータ10は、モータ40、減速機構42、ケース51、および、基板カバー57等を有する。モータ40は、モータ軸がケース51の底面と略平行になるように基板カバー57上に横置きされている。 As shown in FIG. 2, the electric actuator 10 includes a motor 40, a speed reduction mechanism 42, a case 51, a board cover 57, and the like. The motor 40 is placed horizontally on the board cover 57 so that the motor shaft is substantially parallel to the bottom surface of the case 51.

減速機構42は、ウォームギア43、ヘリカルギア44、中間ギア45、ドリブンプレート46およびドリブンシャフト47を有する。ウォームギア43は、モータ40のモータ軸と一体に回転する。ヘリカルギア44は、ウォームギア43および中間ギア45の大径部と噛み合う。中間ギア45は大径部および小径部を有し、大径部はヘリカルギア44と噛み合い、小径部はドリブンプレート46と噛み合う。 The speed reduction mechanism 42 includes a worm gear 43, a helical gear 44, an intermediate gear 45, a driven plate 46, and a driven shaft 47. The worm gear 43 rotates together with the motor shaft of the motor 40. The helical gear 44 meshes with the large diameter portions of the worm gear 43 and intermediate gear 45. The intermediate gear 45 has a large diameter portion and a small diameter portion, the large diameter portion meshes with the helical gear 44, and the small diameter portion meshes with the driven plate 46.

ドリブンプレート46とドリブンシャフト47とは、一体に形成されているが、別体としてもよい。ドリブンシャフト47と出力軸15とは、スプライン軸継手にて接続されている。これにより、モータ40の回転は、ウォームギア43、ヘリカルギア44、中間ギア45、ドリブンプレート46およびドリブンシャフト47を経由し、出力軸15に伝達される。 Although the driven plate 46 and the driven shaft 47 are formed integrally, they may be separate bodies. The driven shaft 47 and the output shaft 15 are connected through a spline joint. Thereby, the rotation of the motor 40 is transmitted to the output shaft 15 via the worm gear 43, helical gear 44, intermediate gear 45, driven plate 46, and driven shaft 47.

ケース51は、例えば樹脂等で形成され、ドリブンシャフト47と対応する箇所に筒部54が形成されている。筒部54は、ドリブンシャフト47側に開口する筒状に形成されており、端面にてドリブンシャフト47と当接可能に設けられている。ドリブンシャフト47と筒部54とが当接することで、筒部54はドリブンシャフト47の軸方向の荷重を受ける。 The case 51 is made of, for example, resin, and has a cylindrical portion 54 formed at a location corresponding to the driven shaft 47 . The cylindrical portion 54 is formed in a cylindrical shape that opens toward the driven shaft 47, and is provided so as to be able to come into contact with the driven shaft 47 at its end surface. Due to the driven shaft 47 and the cylindrical portion 54 coming into contact with each other, the cylindrical portion 54 receives a load in the axial direction of the driven shaft 47 .

ドリブンシャフト47には、図示しないセンサマグネットが設けられている。また、筒部54の内側であって、ドリブンシャフト47と対向する箇所には、位置センサ55(図3参照)が設けられている。本実施形態では、ドリブンシャフト47を「センサ軸」とし、位置センサ55により出力軸15の回転位置を検出している。基板カバー57は、ケース51に固定されており、内部に図示しない基板が設けられている。基板には、制御装置60を構成する各種電子部品が実装されている。 The driven shaft 47 is provided with a sensor magnet (not shown). Further, a position sensor 55 (see FIG. 3) is provided inside the cylindrical portion 54 at a location facing the driven shaft 47. In this embodiment, the driven shaft 47 is used as a "sensor shaft", and the rotational position of the output shaft 15 is detected by the position sensor 55. The board cover 57 is fixed to the case 51, and has a board (not shown) provided therein. Various electronic components constituting the control device 60 are mounted on the board.

図3に示すように、制御装置60は、駆動回路61、および、制御部70等を有する。駆動回路61は、図示しない駆動素子を有する。制御部70は、マイコン等を主体として構成され、内部にはいずれも図示しないCPU、ROM、RAM、I/O、及び、これらの構成を接続するバスライン等を備えている。制御部50における各処理は、ROM等の実体的なメモリ装置(すなわち、読み出し可能非一時的有形記録媒体)に予め記憶されたプログラムをCPUで実行することによるソフトウェア処理であってもよいし、専用の電子回路によるハードウェア処理であってもよい。 As shown in FIG. 3, the control device 60 includes a drive circuit 61, a control section 70, and the like. The drive circuit 61 has a drive element (not shown). The control unit 70 is mainly composed of a microcomputer, and internally includes a CPU, ROM, RAM, I/O, and a bus line connecting these components, all of which are not shown. Each process in the control unit 50 may be a software process in which a CPU executes a program stored in a physical memory device such as a ROM (i.e., a readable non-temporary tangible recording medium), or It may also be a hardware process using a dedicated electronic circuit.

制御部70は、要求シフトレンジを取得して目標レンジを設定し、ディテントローラ26が目標レンジに応じた谷部211、212に位置するように、電動アクチュエータ10の駆動を制御する。制御部70は、機能ブロックとして、信号取得部71、回転演算部72、位置判定部73、閾値設定部74、および、駆動制御部75等を有する。信号取得部71は、位置センサ55からの位置検出信号、図示しない上位ECU等からの要求シフトレンジに係る信号、モータ40の電流、電圧、温度等に係るセンサ信号等を取得する。 The control unit 70 acquires the requested shift range, sets a target range, and controls the drive of the electric actuator 10 so that the detent roller 26 is located in the valleys 211 and 212 according to the target range. The control unit 70 includes a signal acquisition unit 71, a rotation calculation unit 72, a position determination unit 73, a threshold setting unit 74, a drive control unit 75, and the like as functional blocks. The signal acquisition unit 71 acquires a position detection signal from the position sensor 55, a signal related to a requested shift range from a higher-level ECU (not shown), etc., a sensor signal related to the current, voltage, temperature, etc. of the motor 40, and the like.

回転演算部72は、位置センサ55の検出値に基づき、ドリブンシャフト47の回転角であるセンサ角度θs、および、ドリブンシャフト47の回転数であるセンサ回転数Nsを演算する。センサ角度θsおよびセンサ回転数Nsは、ガタが詰まった状態にてドリブンシャフト47と出力軸15とが一体に回転している場合、出力軸15に係る値とみなせる。 The rotation calculation unit 72 calculates a sensor angle θs, which is the rotation angle of the driven shaft 47, and a sensor rotation speed Ns, which is the rotation speed of the driven shaft 47, based on the detected value of the position sensor 55. The sensor angle θs and the sensor rotation speed Ns can be regarded as values related to the output shaft 15 when the driven shaft 47 and the output shaft 15 are rotating together with no backlash.

位置判定部73は、ディテント機構20におけるディテントローラ26の位置を判定する。閾値設定部74は、ディテントローラ26の位置判定に係る閾値を設定する。ディテントローラ26の位置判定、および、位置判定に係る閾値設定については後述する。駆動制御部75は、駆動回路61の駆動素子のオンオフ作動を制御することで、モータ40の駆動を制御する。 The position determination unit 73 determines the position of the detent roller 26 in the detent mechanism 20. The threshold setting unit 74 sets a threshold for determining the position of the detent roller 26. The position determination of the detent roller 26 and the threshold value setting related to the position determination will be described later. The drive control unit 75 controls the drive of the motor 40 by controlling the on/off operation of the drive element of the drive circuit 61 .

図4は、モータ40と出力軸15との遊びを模式的に示しており、紙面左右方向を回転方向とみなし、ディテントローラ26が谷部211、212を移動する様子を表している。なお、実際には、出力軸15と一体に回転するディテントプレート21が回転することで、ディテントローラ26が谷部211、212間を移動する。図4では、モータ40等の動作を一点鎖線の矢印で示した。 FIG. 4 schematically shows the play between the motor 40 and the output shaft 15, and shows how the detent roller 26 moves through the troughs 211 and 212, assuming that the left-right direction on the page is the rotation direction. Note that, in reality, the detent roller 26 moves between the troughs 211 and 212 due to the rotation of the detent plate 21 that rotates together with the output shaft 15. In FIG. 4, the operations of the motor 40 and the like are indicated by dashed-dotted arrows.

モータ40と出力軸15との間には、減速機構42が設けられており、遊びが存在している。以下適宜、モータ軸とセンサ軸であるドリブンシャフト47との間の遊びの合計を内部ガタGm、ドリブンシャフト47と出力軸15との間のガタをスプラインガタGsとし、内部ガタGmおよびスプラインガタGsの合計を単に「ガタ」という。 A speed reduction mechanism 42 is provided between the motor 40 and the output shaft 15, and there is play. Hereinafter, the total play between the motor shaft and the driven shaft 47, which is the sensor shaft, will be referred to as internal play Gm, and the play between the driven shaft 47 and the output shaft 15 will be referred to as spline play Gs, and internal play Gm and spline play Gs will be referred to as appropriate. The total amount is simply called "gata".

シフトレンジをPレンジからnotPレンジに切り替えるとき、内部ガタGmおよびスプラインガタGsを進行方向側に詰め、モータ軸が先行する状態にてディテントローラ26を山部215側へ押し上げる。ディテントローラ26が山部215を超えると、ディテントスプリング25のスプリング力にて出力軸15が先行して谷部212側へ移動する。ディテントローラ26が山部215を超えるとき、トルクの向きが逆になり、ガタが反対側に一気に詰まるため、位置センサ55の検出値が急峻に変動する。 When switching the shift range from the P range to the not P range, the internal play Gm and the spline play Gs are reduced toward the traveling direction side, and the detent roller 26 is pushed up toward the mountain portion 215 with the motor shaft leading. When the detent roller 26 passes over the peak 215, the spring force of the detent spring 25 causes the output shaft 15 to move in advance toward the valley 212. When the detent roller 26 passes over the peak 215, the direction of the torque is reversed and the backlash is suddenly clogged on the opposite side, so the detected value of the position sensor 55 fluctuates sharply.

また、本実施形態では、減速機構42にウォームギア43を用いており、被駆動トルクが比較的大きい。詳細には、減速機構42における被駆動トルクは、ディテントスプリング25がディテントローラ26を谷底方向へ付勢する付勢トルクよりも大きい。そのため、レンジ切替時において、山部215を超えた後、最底部に到達する前にモータ40の通電をオフにすると、ガタの大きさによっては、通電をオフした位置にて停止し、ディテントローラ26を最底部まで落とし込めない虞がある。そこで本実施形態では、ディテントローラ26が最底部にて停止していると判定した後、通電をオフにする。 Furthermore, in this embodiment, the worm gear 43 is used in the speed reduction mechanism 42, and the driven torque is relatively large. Specifically, the driven torque in the deceleration mechanism 42 is larger than the biasing torque by which the detent spring 25 biases the detent roller 26 toward the valley bottom. Therefore, when switching the range, if the motor 40 is de-energized after going over the peak 215 but before reaching the bottom, the detent roller will stop at the de-energized position depending on the amount of backlash. There is a possibility that you will not be able to get the 26 to the bottom. Therefore, in this embodiment, after determining that the detent roller 26 is stopped at the bottom, the power supply is turned off.

図5は、PレンジからnotPレンジへの切り替えを行った際のモータ角度θm、センサ角度θs、出力軸角度θdのシミュレーション結果であり、横軸を時間、縦軸を角度とする。 FIG. 5 shows simulation results of the motor angle θm, sensor angle θs, and output shaft angle θd when switching from the P range to the notP range, with the horizontal axis representing time and the vertical axis representing angle.

本実施形態では、出力軸15とセンサ軸との間にスプラインガタGsがあるため、ディテントローラ26が谷部212にて停止していても、スプラインガタGsの範囲でドリブンシャフト47が振動すると、位置センサ55の検出値が振動する。このような機械的な遊びの影響で、センサ軸が揺動してしまうと、揺動が収まるまで、正確な角度演算ができない。 In this embodiment, since there is a spline play Gs between the output shaft 15 and the sensor shaft, even if the detent roller 26 is stopped at the trough 212, if the driven shaft 47 vibrates within the range of the spline play Gs, The detected value of the position sensor 55 vibrates. If the sensor shaft oscillates due to such mechanical play, accurate angle calculation cannot be performed until the oscillation stops.

ここで、ディテントローラ26が谷部212に落ちた後は、ドリブンシャフト47はスプラインガタGsの範囲以上は動かないことに着目し、ディテントローラ26が山部215を乗り越えた後のセンサ角度θsの最大値または最小値をホールドし、センサ軸がガタ幅以上動かないことを検出することで、ディテントローラ26が谷底に落ちていることを判定する。以下、センサ角度θsの最大値をセンサ角最大値θmax、センサ角度θsの最小値をセンサ角最小値θminとする。 Here, focusing on the fact that the driven shaft 47 does not move beyond the range of the spline play Gs after the detent roller 26 falls into the valley 212, the sensor angle θs after the detent roller 26 has climbed over the peak 215 is By holding the maximum value or the minimum value and detecting that the sensor shaft does not move by more than the backlash width, it is determined that the detent roller 26 has fallen to the bottom of the valley. Hereinafter, the maximum value of the sensor angle θs will be referred to as the maximum sensor angle value θmax, and the minimum value of the sensor angle θs will be referred to as the minimum sensor angle value θmin.

図6は、PレンジからnotPレンジへの切替時のセンサ角度θsと、センサ角最大値θmaxを示しており、横軸を時間、縦軸を角度とする。図6の例では、内部ガタGmとスプラインガタGsの合計が、山部215と谷部212との間の角度より大きく、ディテントローラ26が山部215を乗り越えると、ガタ内部で出力軸15が回転することで、略無負荷状態にてディテントローラ26が谷部212へ移動する。 FIG. 6 shows the sensor angle θs and the maximum sensor angle value θmax when switching from the P range to the notP range, with the horizontal axis representing time and the vertical axis representing angle. In the example of FIG. 6, the sum of the internal play Gm and the spline play Gs is larger than the angle between the peak 215 and the trough 212, and when the detent roller 26 climbs over the peak 215, the output shaft 15 moves inside the play. By rotating, the detent roller 26 moves to the trough 212 in a substantially unloaded state.

図6に示すように、PレンジからnotPレンジへの切替時、センサ角最大値θmaxをホールドし、センサ角最大値θmaxの変化量である最大値変化量Δθmaxが位置判定閾値Nthより小さくなった場合、ディテントローラ26が谷部212に落とし込まれたと判定する。また、notPレンジからPレンジへの切替時、出力軸15の回転に伴ってセンサ角度θsが小さくなるように設定されているため、センサ角最小値θminをホールドすることで、同様に判定する。 As shown in FIG. 6, when switching from the P range to the notP range, the maximum sensor angle value θmax is held, and the maximum value change Δθmax, which is the amount of change in the maximum sensor angle value θmax, becomes smaller than the position determination threshold Nth. If so, it is determined that the detent roller 26 has fallen into the trough 212. Furthermore, since the sensor angle θs is set to decrease as the output shaft 15 rotates when switching from the notP range to the P range, the same determination is made by holding the minimum sensor angle value θmin.

また、ディテントローラ26が山部215を越えてガタ詰め方向が反転すると、持っている運動エネルギによりドリブンシャフト47が振動するため、位置センサ55の検出値が振動する。本実施形態では、センサ軸がドリブンシャフト47であって、出力軸15の挙動を直接的に検出することができないため、ガタ詰め方向反転後にセンサ角度θsが振動すると、ディテントローラ26が谷底にあるか否かを誤判定する虞がある。そこで本実施形態では、ディテントローラ26が山部215を越えてガタ詰め方向が反転してから所定時間、谷位置判定を行わないマスク時間Xmcを設ける。 Further, when the detent roller 26 crosses the mountain portion 215 and the backlash reduction direction is reversed, the driven shaft 47 vibrates due to its kinetic energy, so that the detected value of the position sensor 55 vibrates. In this embodiment, the sensor shaft is the driven shaft 47, and the behavior of the output shaft 15 cannot be directly detected. Therefore, when the sensor angle θs oscillates after the backlash reduction direction is reversed, the detent roller 26 is at the bottom. There is a risk of erroneously determining whether or not this is the case. Therefore, in this embodiment, a mask time Xmc is provided in which the valley position determination is not performed for a predetermined period of time after the detent roller 26 crosses the peak portion 215 and the backlash reduction direction is reversed.

本実施形態の駆動モード切替処理を図7のフローチャートに基づいて説明する。図5等の処理は、制御部70にて所定の周期で実行される。以下、ステップS101等の「ステップ」を省略し、単に記号「S」と記す。 The drive mode switching process of this embodiment will be explained based on the flowchart of FIG. The processes shown in FIG. 5 and the like are executed by the control unit 70 at predetermined intervals. Hereinafter, "steps" such as step S101 will be omitted and simply referred to as "S".

S101では、制御部70は、駆動モードがスタンバイモードか否か判断する。駆動モードがスタンバイモードでないと判断された場合(S101:NO)、S104へ移行する。駆動モードがスタンバイモードであると判断された場合(S101:YES)、S102へ移行する。 In S101, the control unit 70 determines whether the drive mode is standby mode. If it is determined that the drive mode is not standby mode (S101: NO), the process moves to S104. If it is determined that the drive mode is standby mode (S101: YES), the process moves to S102.

S102では、制御部70は、目標レンジが切り替わったか否か判断する。目標レンジが切り替わっていないと判断された場合(S102:NO)、スタンバイモードを継続する。目標レンジが切り替わったと判断された場合(S102:YES)、S103へ移行し、駆動モードをスタンバイモードから切替モードに変更し、モータ40の駆動を開始する。 In S102, the control unit 70 determines whether the target range has been switched. If it is determined that the target range has not been switched (S102: NO), the standby mode is continued. If it is determined that the target range has been switched (S102: YES), the process moves to S103, the drive mode is changed from standby mode to switching mode, and driving of the motor 40 is started.

駆動モードがスタンバイモードでないと判断された場合(S101:NO)に移行するS104では、制御部70は、駆動モードが切替モードか否か判断する。駆動モードが切替モードでないと判断された場合(S104:NO)、S107へ移行する。駆動モードが切替モードであると判断された場合(S104:YES)、S105へ移行する。 In S104, which is proceeded to when it is determined that the drive mode is not the standby mode (S101: NO), the control unit 70 determines whether the drive mode is the switching mode. If it is determined that the drive mode is not the switching mode (S104: NO), the process moves to S107. If it is determined that the drive mode is the switching mode (S104: YES), the process moves to S105.

S105では、制御部70は、谷位置判定フラグFvjがオンされているか否か判断する。谷位置判定フラグFvjに係る処理の詳細は後述する。谷位置判定フラグFvjがオフであると判断された場合(S105:NO)、切替モードを継続する。谷位置判定フラグFvjがオンされていると判断された場合(S105:YES)、S106へ移行し、駆動モードを切替モードから停止モードに変更する。停止モードでは、逆起電流を還流させてブレーキ力を発生させる。 In S105, the control unit 70 determines whether the valley position determination flag Fvj is turned on. Details of the process related to the valley position determination flag Fvj will be described later. If it is determined that the valley position determination flag Fvj is off (S105: NO), the switching mode is continued. If it is determined that the valley position determination flag Fvj is turned on (S105: YES), the process moves to S106, and the drive mode is changed from the switching mode to the stop mode. In the stop mode, the back electromotive current is circulated to generate braking force.

駆動モードが切替モードでないと判断された場合(S104:NO)に移行するS107では、制御部70は、駆動モードが停止モードか否か判断する。駆動モードが停止モードでないと判断された場合(S107:NO)、S108以降の処理をスキップする。駆動モードが停止モードであると判断された場合(S107:YES)、S108へ移行する。 In S107, which is proceeded to when it is determined that the drive mode is not the switching mode (S104: NO), the control unit 70 determines whether the drive mode is the stop mode. If it is determined that the drive mode is not the stop mode (S107: NO), the process from S108 onwards is skipped. If it is determined that the drive mode is the stop mode (S107: YES), the process moves to S108.

S108では、制御部70は、停止モードを開始してから停止モード継続時間Xstが経過したか否か判断する。停止モード継続時間Xstが経過していないと判断された場合(S108:NO)、停止モード計時カウンタをインクリメントする。停止モード継続時間Xstが経過したと判断された場合(S108:YES)、S109へ移行し、駆動モードを停止モードからスタンバイモードに変更する。また、停止モード計時カウンタをリセットする。 In S108, the control unit 70 determines whether the stop mode continuation time Xst has elapsed since the start of the stop mode. If it is determined that the stop mode duration time Xst has not elapsed (S108: NO), the stop mode time counter is incremented. If it is determined that the stop mode duration time Xst has elapsed (S108: YES), the process moves to S109, and the drive mode is changed from the stop mode to the standby mode. It also resets the stop mode clock counter.

本実施形態の谷位置判定処理を図8および図9のフローチャートに基づいて説明する。S201では、制御部70は、駆動モードが切替モードか否か判断する。駆動モードが切替モードでないと判断された場合(S201:NO)、S222へ移行する。駆動モードが切替モードであると判断された場合(S201:YES)、S202へ移行する。 The valley position determination process of this embodiment will be explained based on the flowcharts of FIGS. 8 and 9. In S201, the control unit 70 determines whether the drive mode is the switching mode. If it is determined that the drive mode is not the switching mode (S201: NO), the process moves to S222. If it is determined that the drive mode is the switching mode (S201: YES), the process moves to S202.

S202では、位置判定部73は、山越え判定フラグFmjがオンか否か判断する。山越え判定フラグFmjがオンであると判断された場合(S202:YES)、図9中のS206へ移行する。山越え判定フラグFmjがオフであると判断された場合(S202:NO)、S203へ移行する。 In S202, the position determination unit 73 determines whether the mountain crossing determination flag Fmj is on. If it is determined that the mountain crossing determination flag Fmj is on (S202: YES), the process moves to S206 in FIG. If it is determined that the mountain crossing determination flag Fmj is off (S202: NO), the process moves to S203.

S203では、位置判定部73は、位置センサ55の検出角度であるセンサ角度θsの前回値と今回値との変化量である角度変化量Δθが急変判定閾値θth以上か否か判断する。急変判定閾値θthは、ディテントローラ26が山部215を乗り越えるときガタが逆側に詰まるときの回転角度に応じた値であって、ディテントプレート21の形状やガタの大きさに応じて設定される。急変判定閾値θthは、ディテントプレート21の形状により、PレンジからnotPレンジへの切替時と、notPレンジからPレンジへの切替値とで異なる値であってもよい。角度変化量Δθが急変判定閾値θthより小さいと判断された場合(S203:NO)、ディテントローラ26は山上り中であって、現在の駆動状態を継続する。角度変化量Δθが急変判定閾値θth以上であると判断された場合(S203:YES)、S204へ移行する。 In S203, the position determination unit 73 determines whether the angle change amount Δθ, which is the amount of change between the previous value and the current value of the sensor angle θs, which is the detected angle of the position sensor 55, is greater than or equal to the sudden change determination threshold value θth. The sudden change determination threshold value θth is a value corresponding to the rotation angle when the play is jammed on the opposite side when the detent roller 26 climbs over the mountain portion 215, and is set according to the shape of the detent plate 21 and the size of the play. . The sudden change determination threshold value θth may be a different value depending on the shape of the detent plate 21 when switching from the P range to the notP range and when switching from the notP range to the P range. If it is determined that the angle change amount Δθ is smaller than the sudden change determination threshold value θth (S203: NO), the detent roller 26 is climbing up a mountain and continues the current driving state. If it is determined that the angle change amount Δθ is greater than or equal to the sudden change determination threshold value θth (S203: YES), the process moves to S204.

S204では、位置判定部73は、ディテントローラ26が山部215を乗り越えたと判定し、山越え判定フラグFmjをオンにする。また、制御部70では、山越え判定フラグFmjがオンされるまでのセンサ回転数Nsに係る情報が時刻情報と関連付けて記憶されており、S205では、制御部70は、山越え判定フラグFmjがオンになる所定時間Xc前におけるセンサ回転数Nsを、山上り中回転数Ncとして取得する。所定時間Xcは、ディテントローラ26の山上り中であって、センサ回転数Nsが安定しているときの値を山上り中回転数Ncとして、取得可能なように設定される。なお、ディテントローラ26の山越えにて回転数が急変する可及的直前の値を山上り中回転数Ncとして取得することが望ましい。また、センサ回転数Nsが安定している区間において取得される複数の値を用いた平均値等の演算値を山上り中回転数Ncとしてもよい。 In S204, the position determining unit 73 determines that the detent roller 26 has climbed over the mountain portion 215, and turns on the mountain crossing determination flag Fmj. Further, in the control unit 70, information related to the sensor rotation speed Ns until the mountain crossing determination flag Fmj is turned on is stored in association with time information, and in S205, the control unit 70 stores information regarding the sensor rotation speed Ns until the mountain crossing determination flag Fmj is turned on. The sensor rotation speed Ns before a predetermined time Xc is obtained as the rotation speed Nc during mountain climbing. The predetermined time period Xc is set such that a value when the detent roller 26 is climbing a mountain and the sensor rotation speed Ns is stable can be obtained as the mountain climbing rotation speed Nc. Note that it is desirable to obtain the value immediately before the rotation speed of the detent roller 26 suddenly changes when the detent roller 26 climbs over the mountain as the rotation speed Nc during mountain climbing. Alternatively, a calculated value such as an average value using a plurality of values obtained in a section where the sensor rotation speed Ns is stable may be used as the rotation speed Nc during mountain climbing.

図9に示すように、山越え判定フラグFmjがオンであると判断された場合(S202:YES)に移行するS206では、マスク時間Xmcを設定する。マスク時間Xmcは、山越えにてガタが反転した際にドリブンシャフト47が持っている運動エネルギに起因するドリブンシャフト47の振動状態に応じて設定される。具体的には、マスク時間Xmcは、例えば5[ms]を基準時間とし、環境条件に応じて可変させる。例えば、負荷トルクが大きい場合、切り替えに要するトルクが大きいため、モータ電流が大きくなる。また、吸い込み力が大きいので、ディテントローラ26が谷底に向かう速度が大きくなる。そこで、図10(a)に示すように、モータ電流が大きいほど、マスク時間Xmcが長くなるように設定される。 As shown in FIG. 9, in S206 when it is determined that the mountain crossing determination flag Fmj is on (S202: YES), a mask time Xmc is set. The mask time Xmc is set according to the vibration state of the driven shaft 47 caused by the kinetic energy that the driven shaft 47 has when the backlash is reversed when going over a mountain. Specifically, the mask time Xmc is set to, for example, 5 [ms] as a reference time, and is varied according to environmental conditions. For example, when the load torque is large, the torque required for switching is large, so the motor current becomes large. Furthermore, since the suction force is large, the speed at which the detent roller 26 moves toward the bottom of the valley increases. Therefore, as shown in FIG. 10(a), the mask time Xmc is set to become longer as the motor current becomes larger.

図10(b)に示すように、温度が高いほど粘性抵抗が小さく振動しやすいため、温度が高いほどマスク時間Xmcが長くなるように設定される。図10(c)に示すように、電圧が高いほど切替トルクが出やすいため、モータ40に印加される電圧が大きいほどマスク時間Xmcが長くなるように設定される。また、図10(d)に示すように、回転数が大きいほど振動しやすいため、回転数が大きいほどマスク時間Xmcが長くなるように設定される。 As shown in FIG. 10(b), the higher the temperature is, the smaller the viscous resistance is and the easier it is to vibrate, so the mask time Xmc is set to be longer as the temperature is higher. As shown in FIG. 10(c), the higher the voltage, the more likely the switching torque will be produced, so the mask time Xmc is set to be longer as the voltage applied to the motor 40 is higher. Furthermore, as shown in FIG. 10(d), the higher the rotational speed, the easier it is to vibrate, so the mask time Xmc is set to be longer as the rotational speed is higher.

さらにまた、図11に示すように、駆動方向でディテントトルクが異なっており、notPレンジからPレンジへ切り替えるときよりも、PレンジからnotPレンジへ切り替えるときの方が、ディテントトルクが大きく、振動が大きくなる。 Furthermore, as shown in Fig. 11, the detent torque differs depending on the driving direction, and the detent torque is larger when switching from the P range to the notP range than when switching from the notP range to the P range, and the vibration is growing.

そこで本実施形態では、駆動方向に応じてマスク時間Xmcを可変にする。具体的には、図12に示すように、notPレンジからPレンジへの切替時より、PレンジからnotPレンジへの切替時の方が、マスク時間Xmcが長くなるように設定される。マスク時間Xmcは、モータ電流、温度、印加電圧、モータ回転数および駆動方向に応じたマップから取得される。例えば、パラメータ毎に個別に設定されたマップを用いて値を取得し、最も大きい値をマスク時間Xmcとして設定する。 Therefore, in this embodiment, the masking time Xmc is made variable depending on the driving direction. Specifically, as shown in FIG. 12, the mask time Xmc is set to be longer when switching from the P range to the notP range than when switching from the notP range to the P range. Mask time Xmc is obtained from a map according to motor current, temperature, applied voltage, motor rotation speed, and drive direction. For example, values are obtained using maps individually set for each parameter, and the largest value is set as the mask time Xmc.

図9に戻り、S207では、位置判定部73は、山越え判定フラグFmjがオンされてからマスク時間Xmcが経過したか否か判断する。山越え判定フラグFmjがオンされてからマスク時間Xmcが経過していないと判断された場合(S207:NO)、S208へ移行し、マスク時間計時カウンタをインクリメントする。山越え判定フラグFmjがオンされてからマスク時間Xmcが経過したと判断された場合(S207:YES)、S209へ移行する。 Returning to FIG. 9, in S207, the position determination unit 73 determines whether the mask time Xmc has elapsed since the mountain crossing determination flag Fmj was turned on. If it is determined that the mask time Xmc has not elapsed since the mountain crossing determination flag Fmj was turned on (S207: NO), the process moves to S208 and the mask time counter is incremented. If it is determined that the mask time Xmc has elapsed since the mountain crossing determination flag Fmj was turned on (S207: YES), the process moves to S209.

S209では、位置判定部73は、現在の駆動方向が、センサ角度θsが増加する方向か否か判定する。本実施形態では、PレンジからnotPレンジへの切替時に肯定判断され、notPレンジからPレンジへの切替時に否定判断される。現在の駆動方向が、センサ角度θsが減少する方向であると判断された場合(S209:NO)、S215へ移行する。現在の駆動方向が、センサ角度θsが増加する方向であると判断された場合(S209:YES)、S210へ移行する。 In S209, the position determining unit 73 determines whether the current driving direction is a direction in which the sensor angle θs increases. In this embodiment, an affirmative determination is made when switching from the P range to the notP range, and a negative determination is made when switching from the notP range to the P range. If it is determined that the current driving direction is the direction in which the sensor angle θs decreases (S209: NO), the process moves to S215. If it is determined that the current driving direction is the direction in which the sensor angle θs increases (S209: YES), the process moves to S210.

S210では、位置判定部73は、センサ角度の今回値θs(n)が、ホールドされているセンサ角最大値θmaxより大きいか否か判断する。以下適宜、今回値に添え字(n)、前回値の添え字(n-1)を付す。センサ角度の今回値θs(n)がホールドされているセンサ角最大値θmaxより大きいと判断された場合(S210:YES)、S210へ移行し、センサ角度の今回値θs(n)をセンサ角最大値θmaxとしてホールドする。センサ角度の今回値θs(n)がホールドされているセンサ角最大値θmax以下であると判断された場合(S210:NO)、センサ角最大値θmaxを更新せず、S212へ移行する。 In S210, the position determination unit 73 determines whether the current value θs(n) of the sensor angle is larger than the held maximum value θmax of the sensor angle. Hereinafter, a subscript (n) for the current value and a subscript (n-1) for the previous value are attached as appropriate. If it is determined that the current value θs(n) of the sensor angle is larger than the held maximum sensor angle value θmax (S210: YES), the process moves to S210, and the current value θs(n) of the sensor angle is set to the maximum sensor angle. It is held as the value θmax. If it is determined that the current sensor angle value θs(n) is less than or equal to the held sensor angle maximum value θmax (S210: NO), the sensor angle maximum value θmax is not updated and the process moves to S212.

S212では、位置判定部73は、ホールドされているセンサ角最大値θmaxの今回値と前回値との差の絶対値である最大値変化量Δθmax(式(1-1)参照)が、位置判定閾値Nthより小さいか否か判定する。本実施形態では、レンジ切替ごとに、位置判定閾値Nthを設定している。位置判定閾値Nthは、山上り中回転数Ncに1より小さい値である安全係数kを乗じた値である(式(2)参照)。必要に応じ、スケールを合わせるための換算を行ってもよい。本実施形態では、レンジ切替ごとに、位置判定閾値Nthを設定している。 In S212, the position determination unit 73 determines that the maximum value change Δθmax (see equation (1-1)), which is the absolute value of the difference between the current value and the previous value of the held sensor angle maximum value θmax, is used for position determination. It is determined whether or not it is smaller than a threshold value Nth. In this embodiment, the position determination threshold Nth is set for each range change. The position determination threshold Nth is a value obtained by multiplying the rotational speed Nc during mountain climbing by a safety factor k, which is a value smaller than 1 (see equation (2)). If necessary, conversion may be performed to match the scale. In this embodiment, the position determination threshold Nth is set for each range change.

Δθmax=|θmax(n)-θmax(n-1)| ・・・(1-1)
Nth=Nc×k ・・・(2)
Δθmax=|θmax(n)-θmax(n-1)| ...(1-1)
Nth=Nc×k...(2)

安全係数kは、1以下の任意の値(例えば0.7)とする。また、安全係数kは、任意の基準値(例えば0.7)以下の値となるように環境条件に応じて可変としてもよい。例えば、最大電圧降下した場合の安全係数を基準値とし、モータ40に印加される電圧が大きいほど小さい値となるように設定される。また、高温の場合、モータ40の回転数が大きくなるため、温度が高いほど安全係数kが小さい値となるように設定される。さらにまた、山越え前の負荷トルクが小さいほど、センサ回転数Nsが大きいため、負荷トルクが小さいほど安全係数kが小さい値となるように設定する。安全係数kは、例えば電圧、温度および負荷トルクに応じたマップから取得される。例えば、パラメータ毎に個別に設定されたマップを用いて値を取得し、最も小さい値を安全係数kとして設定する。 The safety factor k is an arbitrary value of 1 or less (for example, 0.7). Furthermore, the safety factor k may be variable depending on the environmental conditions so that the value is equal to or less than an arbitrary reference value (for example, 0.7). For example, the safety factor when the maximum voltage drops is used as the reference value, and is set so that the larger the voltage applied to the motor 40, the smaller the value becomes. Further, in the case of high temperature, the rotation speed of the motor 40 increases, so the safety factor k is set to a smaller value as the temperature is higher. Furthermore, the smaller the load torque before crossing the mountain, the larger the sensor rotation speed Ns, so the safety factor k is set to a smaller value as the load torque is smaller. The safety factor k is obtained, for example, from a map according to voltage, temperature, and load torque. For example, values are obtained using maps individually set for each parameter, and the smallest value is set as the safety factor k.

最大値変化量Δθmaxが位置判定閾値Nthより小さいと判断された場合(S212:YES)、S213へ移行し、判定待機時間Xhの計時に係るカウンタをインクリメントする。最大値変化量Δθmaxが位置判定閾値Nth以上であると判断された場合(S212:NO)、S214へ移行し、判定待機時間Xhの計時に係るカウンタをリセットする。 If it is determined that the maximum value change amount Δθmax is smaller than the position determination threshold Nth (S212: YES), the process moves to S213, and a counter related to measuring the determination waiting time Xh is incremented. If it is determined that the maximum value change amount Δθmax is equal to or greater than the position determination threshold value Nth (S212: NO), the process moves to S214, and a counter for measuring the determination standby time Xh is reset.

現在の駆動方向が、センサ角度θsが減少する方向であると判断された場合(S209:NO)に移行するS215では、位置判定部73は、センサ角度の今回値θs(n)がホールドされているセンサ角最小値θminより小さいか否か判断する。センサ角度の今回値θs(n)がホールドされているセンサ角最小値θminより小さいと判断された場合(S215:YES)、S216へ移行し、センサ角度の今回値θs(n)をセンサ角最小値θminとしてホールドする。センサ角度の今回値θs(n)がホールドされているセンサ角最小値θmin以上であると判断された場合(S215:NO)、センサ角最小値θminを更新せず、S217へ移行する。 When it is determined that the current driving direction is the direction in which the sensor angle θs decreases (S209: NO), in S215, the position determination unit 73 determines that the current value θs(n) of the sensor angle is held. It is determined whether the sensor angle is smaller than the minimum sensor angle value θmin. If it is determined that the current value θs(n) of the sensor angle is smaller than the held minimum sensor angle value θmin (S215: YES), the process moves to S216, and the current value θs(n) of the sensor angle is set as the minimum sensor angle value. It is held as the value θmin. If it is determined that the current value θs(n) of the sensor angle is greater than or equal to the held minimum sensor angle value θmin (S215: NO), the minimum sensor angle value θmin is not updated and the process moves to S217.

S217では、位置判定部73はホールドされているセンサ角最小値θminの今回値と前回値との差である最小値変化量Δθmin(式(1-2)参照)が、位置判定閾値Nthより小さいか否か判断する。最小値変化量Δθminが位置判定閾値Nthより小さいと判断された場合(S217:YES)、S218へ移行し、判定待機時間Xhの計時に係るカウンタをインクリメントする。最小値変化量Δθminが位置判定閾値Nth以上であると判断された場合(S217:NO)、S219へ移行し、判定待機時間Xhの計時に係るカウンタをリセットする。 In S217, the position determination unit 73 determines that the minimum value change Δθmin (see equation (1-2)), which is the difference between the current value and the previous value of the held sensor angle minimum value θmin, is smaller than the position determination threshold Nth. Decide whether or not. If it is determined that the minimum value change amount Δθmin is smaller than the position determination threshold Nth (S217: YES), the process moves to S218, and a counter for measuring the determination waiting time Xh is incremented. If it is determined that the minimum value change amount Δθmin is greater than or equal to the position determination threshold value Nth (S217: NO), the process moves to S219, and a counter for measuring the determination standby time Xh is reset.

Δθmin=|θmin(n)-θmin(n-1)| ・・・(1-2) Δθmin=|θmin(n)-θmin(n-1)| ...(1-2)

S213、S214、S218またはS219に続いて移行するS220では、位置判定部73は、判定待機時間Xhが谷位置判定時間Xv以上か否か判定する。判定待機時間Xhが谷位置判定時間Xvより小さいと判断された場合(S220:NO)、S221をスキップする。判定待機時間Xhが谷位置判定時間Xv以上であると判断された場合(S220:YES)、S221へ移行し、谷位置判定フラグFvjをオンにする。 In S220, which follows S213, S214, S218, or S219, the position determination unit 73 determines whether the determination waiting time Xh is equal to or longer than the valley position determination time Xv. If it is determined that the determination waiting time Xh is smaller than the valley position determination time Xv (S220: NO), S221 is skipped. If it is determined that the determination waiting time Xh is longer than the valley position determination time Xv (S220: YES), the process moves to S221 and the valley position determination flag Fvj is turned on.

図8に戻り、駆動モードが切替モードではないと判断された場合(S201:NO)に移行するS222では、位置判定部73は、谷位置判定フラグFvjおよび山越え判定フラグFmjをオフにする。S223では、位置判定部73は、ホールドされているセンサ角最大値θmaxまたはセンサ角最小値θminをリセットする。また、位置判定部73は、判定待機時間Xhおよびマスク時間Xmcに係るカウンタをリセットする。 Returning to FIG. 8, in S222 when it is determined that the drive mode is not the switching mode (S201: NO), the position determination unit 73 turns off the valley position determination flag Fvj and the mountain crossing determination flag Fmj. In S223, the position determination unit 73 resets the held maximum sensor angle value θmax or minimum sensor angle value θmin. Further, the position determination unit 73 resets the counters related to the determination standby time Xh and the mask time Xmc.

本実施形態の谷位置判定処理を図13および図14のタイムチャートに基づいて説明する。図13はPレンジからnotPレンジへの切替時であって、共通時間軸を横軸とし、上段から、目標シフトレンジ、回転角度、回転数、山越え判定フラグFmj、位置判定閾値Nth、センサ角最大値θmax、最大値変化量Δθmax、谷位置判定フラグFvj、デューティ指示値を示している。回転角度および回転数について、位置センサ55の検出値に基づくセンサ角度θsを実線、モータ40の挙動に応じたモータ角度θmを二点鎖線、出力軸15の挙動に応じた出力軸角度θdを破線で示し、ギア比換算によりスケールを揃えている。また、モータ40の回転数をモータ回転数Nmとする。また、ディテントローラ26が谷部211の最底部にあるときのモータ角度を「P」、谷部212の最底部にあるときのモータ角度を「notP」とした。 The valley position determination process of this embodiment will be explained based on the time charts of FIGS. 13 and 14. FIG. 13 shows the switching from the P range to the notP range, with the common time axis as the horizontal axis, and from the top, the target shift range, rotation angle, rotation speed, mountain crossing determination flag Fmj, position determination threshold Nth, maximum sensor angle The value θmax, the maximum value change amount Δθmax, the valley position determination flag Fvj, and the duty instruction value are shown. Regarding the rotation angle and rotation speed, the sensor angle θs based on the detected value of the position sensor 55 is shown as a solid line, the motor angle θm depending on the behavior of the motor 40 is shown as a chain double-dashed line, and the output shaft angle θd depending on the behavior of the output shaft 15 is shown as a broken line. The scales are aligned by gear ratio conversion. Further, the rotation speed of the motor 40 is assumed to be motor rotation speed Nm. Further, the motor angle when the detent roller 26 is at the bottom of the trough 211 is "P", and the motor angle when the detent roller 26 is at the bottom of the trough 212 is "notP".

図13に示すように、時刻x10にて目標シフトレンジがPレンジからnotPレンジに切り替わると、モータ40が駆動され、ガタが詰まった時刻x11にてセンサ軸も回転を開始し、回転に伴ってセンサ角度θsが増加する。また本実施形態では、少なくとも山越え判定フラグFmjがセットされるまでの期間において、センサ回転数Nsを時刻情報と関連付けて記憶しておく。図13等では、モータ駆動時のデューティ指示値を100[%]としているが、任意の値としても差し支えない。 As shown in FIG. 13, when the target shift range is switched from the P range to the notP range at time x10, the motor 40 is driven, and at time x11, when the backlash has become clogged, the sensor shaft also starts rotating, and as it rotates, the sensor shaft starts rotating. The sensor angle θs increases. Further, in this embodiment, the sensor rotation speed Ns is stored in association with time information at least until the mountain crossing determination flag Fmj is set. In FIG. 13 and the like, the duty instruction value when driving the motor is set to 100 [%], but it may be set to any value.

時刻x12にて、ディテントローラ26が山部215を乗り越えると、トルクが逆向きとなりガタが反対側に一気に詰まることにより、位置センサ55の検出値が大きく変化する。本実施形態では、センサ角度θsの前回値と今回値との差である角度変化量Δθが急変判定閾値θth以上となった場合、ディテントローラ26が山部215を乗り越えたと判定し、山越え判定フラグFmjをオンにする。また、時刻x12から所定時間Xc前のタイミングにおけるセンサ回転数Nsを、山上り中回転数Ncとして取得し、位置判定閾値Nthを設定する(式(2)参照)。 At time x12, when the detent roller 26 passes over the peak 215, the torque is reversed and the backlash is suddenly jammed on the opposite side, causing a large change in the detected value of the position sensor 55. In the present embodiment, when the angle change amount Δθ, which is the difference between the previous value and the current value of the sensor angle θs, exceeds the sudden change determination threshold θth, it is determined that the detent roller 26 has climbed over the mountain portion 215, and the mountain crossing determination flag is Turn on Fmj. Further, the sensor rotation speed Ns at a timing before a predetermined time Xc from time x12 is obtained as the mountain climbing rotation speed Nc, and the position determination threshold Nth is set (see equation (2)).

内部ガタGmとスプラインガタGsとの合計が、山部215と谷部212との間の角度より大きい場合、出力軸15がガタ幅の範囲内にて略無負荷状態にて回転することでディテントローラ26が谷底まで吸い込まれ、ディテントローラ26が谷底に到達しても、センサ角度θsが振動する。特に、ディテントローラ26が山部215を乗り越えた直後は振動が大きい。そのため、ディテントローラ26が山部215を乗り越えたと判定されてから、マスク時間Xmcが経過するまでの間は、センサ角最大値θmaxのホールドを行わない。 When the sum of the internal play Gm and the spline play Gs is larger than the angle between the peak 215 and the trough 212, the output shaft 15 rotates in a substantially no-load state within the range of the play width, resulting in detent. Even when the roller 26 is sucked to the bottom of the valley and the detent roller 26 reaches the bottom, the sensor angle θs oscillates. In particular, immediately after the detent roller 26 climbs over the mountain portion 215, the vibrations are large. Therefore, the sensor angle maximum value θmax is not held until the mask time Xmc has elapsed after it is determined that the detent roller 26 has climbed over the mountain portion 215.

ディテントローラ26が山部215を乗り越えたと判定されてからマスク時間Xmcが経過した時刻x13にて、センサ角最大値θmaxのホールド処理を開始する。すなわち時刻x12から時刻x13の間のホールド処理をマスクするため、この期間に検出された最大値MAX1、MAX2はホールドされず、マスク時間Xmc経過後に検出された最大値MAX3がホールドされる。なお、マスク時間Xmc後、最初のピークまでの推移はなりゆきとなる。 At time x13, when the mask time Xmc has elapsed since it is determined that the detent roller 26 has climbed over the mountain portion 215, the holding process for the sensor angle maximum value θmax is started. That is, in order to mask the hold processing between time x12 and time x13, the maximum values MAX1 and MAX2 detected during this period are not held, but the maximum value MAX3 detected after the mask time Xmc has elapsed is held. Incidentally, after the mask time Xmc, the transition to the first peak is as follows.

時刻x14にて、最大値変化量Δθmaxが位置判定閾値Nthより小さくなると、判定待機時間Xhの計時を開始する。最大値変化量Δθmaxが位置判定閾値Nthより小さい状態が谷位置判定時間Xvに亘って継続した時刻x15では、谷位置判定フラグFvjをオンする。そして、デューティ指示値を0[%]とし、モータ40への通電をオフにする。時刻x15では、センサ角度θsに振動は収まっていないが、振動幅がスプラインガタGsの範囲内であれば、ディテントローラ26は動かないため、センサ角度θsの振動が収束を待つことなく、ディテントローラ26が谷部212の最底部で停止していることを判定することができる。 At time x14, when the maximum value change amount Δθmax becomes smaller than the position determination threshold Nth, measurement of the determination standby time Xh is started. At time x15, when the state in which the maximum value change amount Δθmax is smaller than the position determination threshold value Nth continues over the valley position determination time Xv, the valley position determination flag Fvj is turned on. Then, the duty instruction value is set to 0 [%], and the power to the motor 40 is turned off. At time x15, the vibration has not settled down to the sensor angle θs, but if the vibration amplitude is within the range of the spline play Gs, the detent roller 26 does not move, so the detent roller 26 does not move until the vibration at the sensor angle θs converges. 26 can be determined to have stopped at the bottom of the valley portion 212.

図14は、notPレンジからPレンジへの切替時であって、共通時間軸を横軸とし、上段から、目標シフトレンジ、回転角度、回転数、山越え判定フラグFmj、位置判定閾値Nth、センサ角最小値θmin、最小値変化量Δθmin、谷位置判定フラグFvj、デューティ指示値を示している。notPレンジからPレンジへの切替時の谷位置判定処理は、PレンジからnotPレンジへの切替時の処理と回転方向が異なる点を除き、概ね同様である。 FIG. 14 shows the switching from the notP range to the P range, with the common time axis as the horizontal axis, and starting from the top, the target shift range, rotation angle, rotation speed, mountain crossing determination flag Fmj, position determination threshold Nth, and sensor angle. The minimum value θmin, the minimum value change amount Δθmin, the valley position determination flag Fvj, and the duty instruction value are shown. The valley position determination process when switching from the notP range to the P range is generally the same as the process when switching from the P range to the notP range, except that the rotation direction is different.

時刻x20にて目標シフトレンジがnotPレンジからPレンジに切り替わると、モータ40が駆動され、ガタが詰まった時刻x21にてセンサ軸も回転を開始し、回転に伴ってセンサ角度θsが減少する。また、少なくとも山越え判定フラグFmjがセットされるまでの期間において、センサ回転数Nsを時刻情報と関連付けて記憶しておく。 When the target shift range is switched from the notP range to the P range at time x20, the motor 40 is driven, and at time x21 when the backlash has become clogged, the sensor shaft also starts rotating, and the sensor angle θs decreases as it rotates. Further, the sensor rotation speed Ns is stored in association with time information at least until the mountain crossing determination flag Fmj is set.

時刻x22にて、ディテントローラ26が山部215を乗り越えると、センサ角度θsが大きく変化する。角度変化量Δθが急変判定閾値θth以上となった場合、ディテントローラ26が山部215を乗り越えたと判定し、山越え判定フラグFmjをオンにする。また、時刻x22から所定時間Xc前のタイミングにおけるセンサ回転数Nsを、山上り中回転数Ncとして取得し、位置判定閾値Nthを設定する(式(2))。 At time x22, when the detent roller 26 climbs over the peak 215, the sensor angle θs changes significantly. When the angle change amount Δθ becomes greater than or equal to the sudden change determination threshold value θth, it is determined that the detent roller 26 has climbed over the mountain portion 215, and the mountain crossing determination flag Fmj is turned on. Further, the sensor rotation speed Ns at a timing before a predetermined time Xc from time x22 is obtained as the mountain climbing rotation speed Nc, and the position determination threshold Nth is set (Equation (2)).

時刻x22からマスク時間Xmcが経過した時刻x23にて、センサ角最小値θminのホールド処理を開始する。すなわち、時刻x22から時刻x23の間のホールド処理をマスクするため、この期間に検出された最小値MIN1、MIN2はホールドされず、マスク時間Xmc経過後に検出された最小値MIN3がホールドされる。 At time x23, when the mask time Xmc has elapsed from time x22, the holding process for the minimum sensor angle value θmin is started. That is, in order to mask the hold processing between time x22 and time x23, the minimum values MIN1 and MIN2 detected during this period are not held, but the minimum value MIN3 detected after the mask time Xmc has elapsed is held.

時刻x24にて、最小値変化量Δθminが位置判定閾値Nthより小さくなり、谷位置判定時間Xvが経過した時刻x25にて、谷位置判定フラグFvjをオンにする。そしてデューティ指示値を0[%]とし、モータ40への通電をオフにする。 At time x24, the minimum value change amount Δθmin becomes smaller than the position determination threshold Nth, and at time x25, when the valley position determination time Xv has elapsed, the valley position determination flag Fvj is turned on. Then, the duty instruction value is set to 0 [%], and the power to the motor 40 is turned off.

本実施形態では、ディテントローラ26が谷底に落ちた後はセンサ角度θsがガタ幅以上には更新されないため、センサ角度θsの進行方向に対するセンサ角最大値θmaxまたはセンサ角最小値θminを保持することで、ディテントローラ26が谷底に落ちたことを判定している。これにより、例えばガタが比較的大きく、ディテントローラ26が谷に落ちた後もセンサ軸が振動する場合であっても、ディテントローラ26が谷に落ちたことを適切に判定することができる。 In this embodiment, after the detent roller 26 falls to the bottom of the valley, the sensor angle θs is not updated to be greater than the backlash width, so the sensor angle θs is maintained at the maximum sensor angle value θmax or the minimum sensor angle value θmin with respect to the traveling direction. Then, it is determined that the detent roller 26 has fallen to the bottom of the valley. As a result, even if the sensor shaft vibrates even after the detent roller 26 has fallen into the trough due to relatively large play, for example, it can be appropriately determined that the detent roller 26 has fallen into the trough.

また、ディテントローラ26が谷部211、212に到達した直後は、ディテントローラ26が谷位置にて揺動し、停止していない場合がある。本実施形態では、ディテントローラ26が揺動している状態にてモータ40の通電がオフされるのを防ぐべく、ディテントローラ26が山部215を乗り越えてから、センサ角最大値θmaxおよびセンサ角最小値θminのホールドを行わないマスク時間Xmcを設けている。また、マスク時間Xmcを環境条件に応じて可変とすることで、ディテントローラ26が谷底に落とし込まれたことを、より適切に判定することができる。 Immediately after the detent roller 26 reaches the troughs 211 and 212, the detent roller 26 may swing at the trough position and not stop. In this embodiment, in order to prevent the motor 40 from being de-energized while the detent roller 26 is swinging, the sensor angle maximum value θmax and the sensor angle A mask time Xmc is provided in which the minimum value θmin is not held. Further, by making the mask time Xmc variable according to environmental conditions, it is possible to more appropriately determine whether the detent roller 26 has fallen to the bottom of the valley.

以上説明したように、制御装置60は、モータ40を有する電動アクチュエータ10と、ディテント機構20と、位置センサ55と、を備えるパークロックシステム1において、モータ40の駆動によりディテント機構20の切り替えを制御する。 As described above, the control device 60 controls switching of the detent mechanism 20 by driving the motor 40 in the park lock system 1 including the electric actuator 10 having the motor 40, the detent mechanism 20, and the position sensor 55. do.

ディテント機構20は、ディテントプレート21、および、ディテントローラ26を有する。ディテントプレート21は、複数の谷部211、212および谷部211、212を隔てる山部215が形成されている。ディテントローラ26は、電動アクチュエータ10により出力軸15が駆動されることで谷部211、212間を移動可能である。位置センサ55は、出力軸15の位置を検出可能である。ここで、位置センサ55は、出力軸15の位置を直接的に検出するものに限らず、出力軸15と接続されるシャフトやギア比等で換算可能な検出対象を検出するものも含む。 The detent mechanism 20 includes a detent plate 21 and a detent roller 26. The detent plate 21 is formed with a plurality of troughs 211 and 212 and a peak 215 that separates the troughs 211 and 212. The detent roller 26 is movable between the troughs 211 and 212 by driving the output shaft 15 by the electric actuator 10 . The position sensor 55 can detect the position of the output shaft 15. Here, the position sensor 55 is not limited to one that directly detects the position of the output shaft 15, but also includes one that detects a detection target that can be converted by a shaft connected to the output shaft 15, a gear ratio, or the like.

制御装置60の制御部70は、ディテントローラ26を目標谷部へ移動させるとき、ディテントローラ26が目標谷部の最底部に落ちたことを判定する位置判定部73を備える。「ディテントローラが目標谷部の最底部に落ちた」とは、センサ軸の状態によらず、ディテントローラ26の揺動が収束しており、谷底にて停止している状態とする。 The control unit 70 of the control device 60 includes a position determination unit 73 that determines that the detent roller 26 has fallen to the bottom of the target valley when moving the detent roller 26 to the target valley. "The detent roller has fallen to the bottom of the target valley" means that the swinging of the detent roller 26 has converged and is stopped at the bottom of the valley, regardless of the state of the sensor shaft.

位置判定部73は、ディテントローラ26が山部215を乗り越えることで負荷トルクが反転した後、位置判定を行わないマスク時間を設け、マスク時間の後、位置センサ55の検出値を用いて位置判定を行う。これにより、ガタ反転による過渡的な変化をマスクし、適切に位置判定を行うことができる。 The position determination unit 73 provides a mask time in which no position determination is performed after the load torque is reversed by the detent roller 26 overcoming the mountain portion 215, and after the mask time, position determination is performed using the detected value of the position sensor 55. I do. Thereby, it is possible to mask transient changes due to backlash reversal and perform position determination appropriately.

位置判定部73は、出力軸15の駆動方向に応じ、最も進行方向側に進んだときの位置センサ55の検出値である最進値に基づき、ディテントローラ26が目標谷部の最底部に落ちたことを判定する。本実施形態では、PレンジからnotPレンジへ切り替えるときの目標谷部は谷部212であり、最進値はセンサ角最大値θmaxである。また、notPレンジからPレンジへ切り替えるときの目標谷部は谷部211であり、最進値はセンサ角最小値θminである。これにより、例えば位置センサ55の検出部と出力軸15との間に遊びがあり、位置センサ55の検出値が揺動したとしても、ディテントローラ26の状態を速やかに判定することができる。 The position determination unit 73 determines whether the detent roller 26 falls to the bottom of the target trough based on the most advanced value, which is the detected value of the position sensor 55 when the detent roller 26 has advanced most in the traveling direction, according to the driving direction of the output shaft 15. determine what happened. In this embodiment, the target valley when switching from the P range to the notP range is the valley 212, and the most advanced value is the sensor angle maximum value θmax. Further, the target valley when switching from the notP range to the P range is the valley 211, and the most advanced value is the minimum sensor angle value θmin. Thereby, even if, for example, there is play between the detection portion of the position sensor 55 and the output shaft 15 and the detected value of the position sensor 55 fluctuates, the state of the detent roller 26 can be quickly determined.

マスク時間Xmcは、負荷トルク反転前においてモータ40に通電された電流に応じて設定される。マスク時間Xmcは、負荷トルク反転前においてモータ40に印加された電圧に応じて設定される。また、マスク時間Xmcは、負荷トルク反転前の温度に応じて設定される。さらにまた、マスク時間Xmcは、負荷トルク反転前のセンサ回転数Nsに応じて設定される。これにより、マスク時間Xmcを環境条件に応じて適切に設定することができる。 The mask time Xmc is set according to the current applied to the motor 40 before the load torque is reversed. The mask time Xmc is set according to the voltage applied to the motor 40 before the load torque is reversed. Further, the mask time Xmc is set according to the temperature before the load torque is reversed. Furthermore, the mask time Xmc is set according to the sensor rotation speed Ns before the load torque is reversed. Thereby, the mask time Xmc can be appropriately set according to the environmental conditions.

また、マスク時間Xmcは、出力軸15の駆動方向に応じて異なる値に設定される。駆動方向に応じて負荷トルクが異なるため、マスク時間Xmcをより適切に設定することができる。 Further, the mask time Xmc is set to a different value depending on the driving direction of the output shaft 15. Since the load torque differs depending on the driving direction, the mask time Xmc can be set more appropriately.

(第2実施形態)
第2実施形態を図15~図17に示す。本実施形態では、谷位置判定処理が上記実施形態と異なっているので、この点を中心に説明する。本実施形態では、ディテントローラ26が山越えした後の振幅に応じてマスク時間の判定を行う。
(Second embodiment)
The second embodiment is shown in FIGS. 15 to 17. This embodiment differs from the above embodiments in valley position determination processing, so this point will be mainly described. In this embodiment, the masking time is determined according to the amplitude after the detent roller 26 passes over the mountain.

本実施形態の谷位置判定処理を図15および図16のフローチャートに基づいて説明する。S301~S303の処理は、図8中のS201~S203の処理と同様である。角度変化量Δθが急変判定閾値θth以上であると判断された場合(S303:YES)に移行するS304では、位置判定部73は、山越え判定フラグFmjおよびマスクフラグFmcをオンにする。本実施形態では、マスクフラグFmcがオンされている間は、センサ角最大値θmaxまたはセンサ角最小値θminのホールドを行わない。S305の処理は、図8中のS205の処理と同様である。 The valley position determination process of this embodiment will be explained based on the flowcharts of FIGS. 15 and 16. The processing in S301 to S303 is similar to the processing in S201 to S203 in FIG. When it is determined that the angle change amount Δθ is greater than or equal to the sudden change determination threshold value θth (S303: YES), in S304, the position determination unit 73 turns on the mountain crossing determination flag Fmj and the mask flag Fmc. In this embodiment, while the mask flag Fmc is on, the maximum sensor angle value θmax or the minimum sensor angle value θmin is not held. The process in S305 is similar to the process in S205 in FIG.

山越え判定フラグFmjがオンであると判断された場合(S302:YES)に移行するS306では、位置判定部73は、センサ角度θsの傾きが反転したか否か判断する。センサ角度θsの傾きが反転していないと判断された場合(S306:NO)、S310へ移行する。センサ角度θsの傾きが反転したと判断された場合(S306:YES)、S307へ移行する。S307では、位置判定部73は、反転直前のセンサ角度θsをピーク値の今回値として記憶する。 In S306, which is proceeded to when it is determined that the mountain crossing determination flag Fmj is on (S302: YES), the position determination unit 73 determines whether the slope of the sensor angle θs has been reversed. If it is determined that the slope of the sensor angle θs is not reversed (S306: NO), the process moves to S310. If it is determined that the slope of the sensor angle θs has been reversed (S306: YES), the process moves to S307. In S307, the position determining unit 73 stores the sensor angle θs immediately before the reversal as the current value of the peak value.

S308では、位置判定部73は、センサ角度θsのピーク値の今回値θp(n)と前回値θp(n-1)との差の絶対値である振動幅Δθp(式3参照)が振動判定閾値Ath以下か否か判断する。振動幅Δθpが振動判定閾値Athより大きいと判断された場合(S308:NO)、S310へ移行する。振動幅Δθpが振動判定閾値Ath以下であると判断された場合(S308:YES)、S309へ移行し、マスクフラグFmcをオフにする。 In S308, the position determination unit 73 determines the vibration amplitude Δθp (see equation 3), which is the absolute value of the difference between the current value θp(n) and the previous value θp(n-1) of the peak value of the sensor angle θs. It is determined whether or not the threshold value Ath is less than or equal to the threshold value Ath. If it is determined that the vibration amplitude Δθp is larger than the vibration determination threshold Ath (S308: NO), the process moves to S310. If it is determined that the vibration amplitude Δθp is less than or equal to the vibration determination threshold Ath (S308: YES), the process moves to S309 and the mask flag Fmc is turned off.

Δθp=θp(n)-θp(n-1) ・・・(3) Δθp=θp(n)-θp(n-1)...(3)

図16に示すように、S310では、位置判定部73は、マスクフラグFmcがオフか否か判断する。マスクフラグFmcがオンであると判断された場合(S310:NO)、S310以降の処理をスキップする。マスクフラグFmcがオフであると判断された場合(S310:YES)、S311へ移行する。S311~S323の処理は、図9中のS209~S221の処理と同様である。また、図15中のS324およびS325の処理は、図8中のS222およびS223の処理と同様である。 As shown in FIG. 16, in S310, the position determination unit 73 determines whether the mask flag Fmc is off. If it is determined that the mask flag Fmc is on (S310: NO), the process from S310 onward is skipped. If it is determined that the mask flag Fmc is off (S310: YES), the process moves to S311. The processing from S311 to S323 is similar to the processing from S209 to S221 in FIG. Further, the processes in S324 and S325 in FIG. 15 are similar to the processes in S222 and S223 in FIG. 8.

本実施形態の谷位置判定処理を図17のタイムチャートに基づいて説明する。ここでは、PレンジからnotPレンジへの切り替えを例に説明する。図17では、共通時間軸を横軸とし、上段から、目標シフトレンジ、回転角度、回転数、山越え判定フラグFmj、振動幅Δθp、マスクフラグFmc、センサ角最大値θmax、最大値変化量Δθmax、谷位置判定フラグFvj、デューティ指示値を示している。 The valley position determination process of this embodiment will be explained based on the time chart of FIG. 17. Here, switching from the P range to the notP range will be explained as an example. In FIG. 17, the common time axis is the horizontal axis, and from the top, the target shift range, rotation angle, rotation speed, mountain crossing determination flag Fmj, vibration width Δθp, mask flag Fmc, sensor angle maximum value θmax, maximum value change amount Δθmax, It shows a valley position determination flag Fvj and a duty instruction value.

時刻x20~時刻x22の処理は、図10中の時刻x10~時刻x12の処理と同様である。また、時刻x22にて、角度変化量Δθが急変判定閾値θth以上となり、ディテントローラ26が山部215を越えたと判定されると、山越え判定フラグFmjに加え、マスクフラグFmcをオンにする。 The processing from time x20 to time x22 is similar to the processing from time x10 to time x12 in FIG. Further, at time x22, when the angle change amount Δθ exceeds the sudden change determination threshold value θth and it is determined that the detent roller 26 has exceeded the mountain portion 215, the mask flag Fmc is turned on in addition to the mountain crossing determination flag Fmj.

時刻x22にて山越え判定フラグFmjがセットされると、センサ角度θsの傾きの反転が検出される毎に反転検出直前の値をピーク値θpとして記憶し、前回値との差である振動幅Δθpを演算する。図17では、煩雑になることを避けるため、センサ角度増加側の振動幅を、時刻x22から順にΔθp1、Δθp2、Δθp3、Δθp4と記載した。 When the mountain crossing determination flag Fmj is set at time x22, each time a reversal of the slope of the sensor angle θs is detected, the value immediately before the reversal is detected is stored as the peak value θp, and the vibration amplitude Δθp, which is the difference from the previous value, is stored. Calculate. In FIG. 17, to avoid complication, the vibration amplitudes on the sensor angle increasing side are written as Δθp1, Δθp2, Δθp3, and Δθp4 in order from time x22.

時刻x23にて、振動幅Δθp3が振動判定閾値Ath以下になると、マスクフラグFmcをオフにし、センサ角最大値θmaxをホールドする。時刻x24にて、最大値変化量Δθmaxが谷位置判定閾値Nthより小さくなると、判定待機時間Xhの計時を開始し、谷位置判定時間Xvは経過した時刻x25にて、谷位置判定フラグFvjをオンにする。そして、デューティ指令値を0[%]とし、モータ40への通電をオフにする。 At time x23, when the vibration width Δθp3 becomes equal to or less than the vibration determination threshold Ath, the mask flag Fmc is turned off and the sensor angle maximum value θmax is held. At time x24, when the maximum value change Δθmax becomes smaller than the valley position determination threshold Nth, measurement of the determination standby time Xh is started, and at time x25, when the valley position determination time Xv has elapsed, the valley position determination flag Fvj is turned on. Make it. Then, the duty command value is set to 0 [%], and the power to the motor 40 is turned off.

本実施形態では、位置判定部73は、位置センサ55の検出値の振動幅Δθpが振動判定閾値Ath以下になった場合、マスク時間Xmcが経過したと判定する。換言すると、マスク時間Xmcは、位置センサ55の検出値の振動幅Δθpが振動判定閾値Ath以下になるまでの期間とする。これにより、マスク時間Xmcを環境条件に応じて適切に設定することができる。 In this embodiment, the position determination unit 73 determines that the mask time Xmc has elapsed when the vibration amplitude Δθp of the detected value of the position sensor 55 becomes equal to or less than the vibration determination threshold value Ath. In other words, the mask time Xmc is a period until the vibration width Δθp of the detected value of the position sensor 55 becomes equal to or less than the vibration determination threshold value Ath. Thereby, the mask time Xmc can be appropriately set according to the environmental conditions.

実施形態では、パークロックシステム1が「駆動システム」、電動アクチュエータ10が「アクチュエータ」、ディテントプレート21が「ディテント部材」、ディテントローラ26が「係合部材」、モータ40が「駆動源」、ドリブンシャフト47が「シャフト」、制御装置60が「アクチュエータ制御装置」に対応する。また、センサ回転数Nsが「駆動変化率」に対応する。 In the embodiment, the park lock system 1 is a "drive system," the electric actuator 10 is an "actuator," the detent plate 21 is a "detent member," the detent roller 26 is an "engaging member," and the motor 40 is a "drive source." The shaft 47 corresponds to a "shaft" and the control device 60 corresponds to an "actuator control device." Further, the sensor rotation speed Ns corresponds to the "drive change rate".

PレンジからnotPレンジへ切り替えるとき、目標谷部は谷部212であり、最進値はセンサ角最大値θmaxであり、最進値の変化量は最大値変化量Δθmaxである。また、notPレンジからPレンジへ切り替えるとき、目標谷部は谷部211であり、最進値はセンサ角最小値θminであり、最進値の変化量は最小値変化量Δθminである。 When switching from the P range to the notP range, the target valley is the valley 212, the most advanced value is the sensor angle maximum value θmax, and the amount of change in the most advanced value is the maximum value change amount Δθmax. Further, when switching from the notP range to the P range, the target valley is the valley 211, the most advanced value is the minimum sensor angle value θmin, and the amount of change in the most advanced value is the minimum value change amount Δθmin.

(他の実施形態)
上記実施形態では、モータ印加電圧、モータ電流および負荷トルクに応じて位置判定閾値を可変にしている。他の実施形態では、これらの一部を省略してもよいし、他のパラメータにより位置判定閾値を変更するようにしてもよい。
(Other embodiments)
In the above embodiment, the position determination threshold is made variable depending on the motor applied voltage, motor current, and load torque. In other embodiments, some of these may be omitted, or the position determination threshold may be changed using other parameters.

第1実施形態では、電流、電圧、温度および駆動変化率に応じてマスク時間を可変にしている。他の実施形態では、これらの一部を省略してもよいし、他のパラメータによりマスク時間を変更するようにしてもよい。 In the first embodiment, the mask time is made variable depending on the current, voltage, temperature, and drive change rate. In other embodiments, some of these may be omitted, or the mask time may be changed using other parameters.

上記実施形態では、レンジ切替毎に位置判定閾値を設定している。他の実施形態では、例えば車両のイグニッションスイッチ等である始動スイッチがオンされた後の初回のレンジ切替時に位置判定閾値を設定し、始動スイッチがオフされるまでの間は初回に設定された位置判定閾値を用いる、といった具合に、レンジ切替毎に位置判定閾値を設定しなくてもよい。マスク時間についても同様である。 In the above embodiment, the position determination threshold is set for each range change. In another embodiment, a position determination threshold is set at the first range change after a starting switch, such as a vehicle ignition switch, is turned on, and the initially set position is set until the starting switch is turned off. It is not necessary to set a position determination threshold every time the range is switched, such as by using a determination threshold. The same applies to the mask time.

上記実施形態では、減速機構は、ウォームギア、ヘリカルギアおよび中間ギア等によって構成されている。他の実施形態では、減速機構の構成や減速段数は、上記実施形態と異なっていてもよい。上記実施形態では、駆動源は、ブラシ付きDCモータである。他の実施形態では、駆動源は、ブラシ付きDCモータ以外のモータであってもよいし、ソレノイド等であってもよい。上記実施形態では電動アクチュエータは回転式であるが、他の実施形態では直動式のものであってもよい。 In the embodiments described above, the speed reduction mechanism includes a worm gear, a helical gear, an intermediate gear, and the like. In other embodiments, the configuration of the speed reduction mechanism and the number of speed reduction stages may be different from those of the above embodiments. In the above embodiments, the drive source is a brushed DC motor. In other embodiments, the drive source may be a motor other than a brushed DC motor, a solenoid, or the like. In the above embodiments, the electric actuator is of a rotary type, but in other embodiments, it may be of a direct type.

上記実施形態では、電動アクチュエータはパークロックシステムに適用される。他の実施形態では、電動アクチュエータをパークロックシステム以外の車載システム、または、車載以外の駆動システムに適用してもよい。 In the above embodiments, the electric actuator is applied to a park lock system. In other embodiments, the electric actuator may be applied to in-vehicle systems other than the park lock system or drive systems other than the in-vehicle system.

本発明の特徴は、例えば以下の通りとしてもよい。「前記マスク時間は、前記出力軸の駆動方向に応じて異なる値に設定される請求項1~6のいずれか一項に記載のアクチュエータ制御装置。」である。 The features of the present invention may be as follows, for example. 7. The actuator control device according to claim 1, wherein the mask time is set to different values depending on the driving direction of the output shaft.

本開示に記載の制御部及びその手法は、コンピュータプログラムにより具体化された一つ乃至は複数の機能を実行するようにプログラムされたプロセッサ及びメモリを構成することによって提供された専用コンピュータにより、実現されてもよい。あるいは、本開示に記載の制御部及びその手法は、一つ以上の専用ハードウェア論理回路によってプロセッサを構成することによって提供された専用コンピュータにより、実現されてもよい。もしくは、本開示に記載の制御部及びその手法は、一つ乃至は複数の機能を実行するようにプログラムされたプロセッサ及びメモリと一つ以上のハードウェア論理回路によって構成されたプロセッサとの組み合わせにより構成された一つ以上の専用コンピュータにより、実現されてもよい。また、コンピュータプログラムは、コンピュータにより実行されるインストラクションとして、コンピュータ読み取り可能な非遷移有形記録媒体に記憶されていてもよい。以上、本発明は、上記実施形態になんら限定されるものではなく、発明の趣旨を逸脱しない範囲において種々の形態で実施可能である。 The control unit and the method described in the present disclosure are implemented by a dedicated computer provided by configuring a processor and memory programmed to perform one or more functions embodied by a computer program. may be done. Alternatively, the controller and techniques described in this disclosure may be implemented by a dedicated computer provided by a processor configured with one or more dedicated hardware logic circuits. Alternatively, the control unit and the method described in the present disclosure may be implemented using a combination of a processor and memory programmed to perform one or more functions and a processor configured by one or more hardware logic circuits. It may be implemented by one or more dedicated computers configured. The computer program may also be stored as instructions executed by a computer on a computer-readable non-transitory tangible storage medium. As described above, the present invention is not limited to the above-described embodiments, and can be implemented in various forms without departing from the spirit of the invention.

1・・・パークロックシステム(駆動システム)
10・・・電動アクチュエータ(アクチュエータ)
15・・・出力軸
20・・・ディテント機構 21・・・ディテントプレート(ディテント部材)
221、222・・・谷部 215・・・山部
26・・・ディテントローラ(係合部材)
40・・・モータ(駆動源) 55・・・位置センサ
60・・・制御装置(アクチュエータ制御装置)
73・・・位置判定部 74・・・閾値設定部
1...Park lock system (drive system)
10...Electric actuator (actuator)
15... Output shaft 20... Detent mechanism 21... Detent plate (detent member)
221, 222... Valley portion 215... Peak portion 26... Detent roller (engaging member)
40... Motor (drive source) 55... Position sensor 60... Control device (actuator control device)
73...Position determination section 74...Threshold value setting section

Claims (8)

駆動源(40)を有するアクチュエータ(10)と、
複数の谷部(211、212)および前記谷部を隔てる山部(215)が形成されているディテント部材(21)、および、前記アクチュエータにより出力軸(15)が駆動されることで前記谷部間を移動可能である係合部材(26)を有するディテント機構(20)と、
前記出力軸の位置を検出可能な位置センサ(55)と、
を備える駆動システム(1)において、前記アクチュエータの駆動により前記ディテント機構の切り替えを制御するアクチュエータ制御装置であって、
前記係合部材を目標谷部へ移動させるとき、前記係合部材が前記目標谷部の最底部におちたことを判定する位置判定部(73)を備え、
前記位置判定部は、前記係合部材が前記山部を乗り越えることで負荷トルクが反転した後、位置判定を行わないマスク時間を設け、前記マスク時間の後、前記位置センサの検出値を用いて位置判定を行う、アクチュエータ制御装置。
an actuator (10) having a drive source (40);
A detent member (21) in which a plurality of troughs (211, 212) and a peak (215) separating the troughs are formed, and the trough is driven by the actuator to drive the output shaft (15). a detent mechanism (20) having an engagement member (26) movable between;
a position sensor (55) capable of detecting the position of the output shaft;
In a drive system (1) comprising: an actuator control device that controls switching of the detent mechanism by driving the actuator,
a position determination unit (73) that determines that the engagement member has fallen to the bottom of the target valley when moving the engagement member to the target valley;
The position determination unit provides a mask time in which position determination is not performed after the load torque is reversed by the engagement member overcoming the mountain portion, and after the mask time, the position determination unit uses the detection value of the position sensor. Actuator control device that determines position.
前記位置判定部は、前記出力軸の駆動方向に応じ、最も進行方向側に進んだときの前記位置センサの検出値である最進値に基づき、前記係合部材が前記目標谷部の最底部に落ちたことを判定する請求項1に記載のアクチュエータ制御装置。 The position determination unit is configured to determine whether the engagement member is at the bottom of the target trough based on a most advanced value that is a detected value of the position sensor when the output shaft has advanced most in the direction of travel according to the driving direction of the output shaft. The actuator control device according to claim 1, wherein the actuator control device determines that the actuator has fallen. 前記マスク時間は、負荷トルク反転前において前記アクチュエータに通電された電流に応じて設定される請求項1または2に記載のアクチュエータ制御装置。 The actuator control device according to claim 1 or 2, wherein the mask time is set according to the current applied to the actuator before load torque reversal. 前記マスク時間は、負荷トルク反転前において前記アクチュエータに印加された電圧に応じて設定される請求項1または2に記載のアクチュエータ制御装置。 The actuator control device according to claim 1 or 2, wherein the mask time is set according to a voltage applied to the actuator before load torque reversal. 前記マスク時間は、負荷トルク反転前の温度に応じて設定される請求項1または2に記載のアクチュエータ制御装置。 The actuator control device according to claim 1 or 2, wherein the mask time is set according to a temperature before load torque reversal. 前記マスク時間は、負荷トルク反転前の前記出力軸の駆動変化率に応じて設定される請求項1または2に記載のアクチュエータ制御装置。 The actuator control device according to claim 1 or 2, wherein the mask time is set according to a drive change rate of the output shaft before the load torque is reversed. 前記位置判定部は、前記位置センサの検出値の振動幅が振動判定閾値以下になった場合、前記マスク時間が経過したと判定する請求項1または2に記載のアクチュエータ制御装置。 The actuator control device according to claim 1 or 2, wherein the position determination unit determines that the mask time has elapsed when the vibration width of the detected value of the position sensor becomes equal to or less than a vibration determination threshold. 前記マスク時間は、前記出力軸の駆動方向に応じて異なる値に設定される請求項1または2に記載のアクチュエータ制御装置。 The actuator control device according to claim 1 or 2, wherein the mask time is set to a different value depending on the driving direction of the output shaft.
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