专利名称：档位切换机构的控制装置和控制方法
技术领域：
本发明通常涉及对档位切换机构的控制，尤其涉及一种基于
当没有电力供给到执行器时该执行器的旋转停止位置的变化来获知对 应于档位的执行器的旋转停止位置范围的技术。
背景技术：
存在一种档位切换机构，所述档位切换机构切换自动变速器 的档位(下文中有时称为"换档区")以响应驾驶员执行的换档杆操作， 并且设置有电动机(例如，直流电动机)，该电动机作为用于切换档位 的动力源。通过这种档位切换机构，与利用由驾驶员施加到换档杆的操 作力直接切换自动变速器的档位的普通切换机构不同，换档杆和档位 切换机构不需要彼此机械连接。这消除了对车辆组件布局的限制，从 而为车辆设计提供了更大的灵活性。此外，这种结构的档位切换机构 更易于安装到车辆上。公开号为2002-323127的日本专利申请(JP-A-2002-323127 ) 说明了这种机构的实例。JP-A-2002-323127中说明的自动变速器的换 档区切换装置判定执行器的绝对位置并切换档位。换档区切换装置包 括换档区切换机构，其在包括停车(Park)的多个换档区之间切换自 动变速器的换档区；执行器，其用作换档区切换机构的动力源；控制 单元，其通过根据响应外部执行的操作发出的切换命令来驱动执行器， 将自动变速器的换档区切换到由切换命令指示的换档区；供电单元， 其将电力供给到控制单元；非易失性可再写存储单元，其用于存储执
行器的旋转位置和自动变速器的换档区位置。当来自供电单元的电力 供给一旦切断随后又重新开始时，控制单元读取电力供给被切断时存 储在存储单元内的执行器的旋转位置和自动变速器的换档区位置，并 将这些位置设定为初始值。JP-A-2002-323127中说明的换档区切换装置能够判定执行 器的绝对位置，并且通过驱动定位机构使车辆开始运动来切换自动变 速器的换档区。然而，档位切换机构通常包括利用组件的挠曲在机械连接组 件之间产生弹力的机构，以在电力供给被切断时将执行器的旋转位置 保持在对应于档位的位置上。因此，在电力供给被切断之后，执行器 有时接收来自所述机构的旋转力。结果，执行器的旋转位置有时改变。 在JP-A-2002-323127中说明的换档区切换装置中，如果在电力供给被 切断之后执行器的旋转位置改变，那么执行器的实际旋转位置可能偏 离对应于存储在存储单元内的换档区位置的初始值。这可能会降低对 执行器的旋转位置的控制的精确性。
发明内容
本发明提供一种用于档位切换机构的控制装置和控制方法， 其能精确地检测执行器的旋转停止位置范围。本发明的第一方案涉及一种用于档位切换机构的控制装置， 所述档位切换机构利用基于对应于操作部件的状态的信号的执行器的 旋转力，来切换安装在车辆内的自动变速器的档位。所述控制装置包 括机构，其基于所述执行器的旋转停止位置，产生使所述执行器朝 对应于所述档位的旋转停止位置范围运动的旋转力；；险测单元，其用 于检测所述执行器的旋转量，所述旋转量是所述执行器被所述执行器
的所述旋转力以及使所述执行器朝对应于所述档位的所述旋转停止位 置范围运动的所述旋转力所旋转的量；控制单元，其用于基于所述信
号和所述检测出的旋转量来控制所述执行器；及获知单元，其基于自
所述控制单元执行的对所述执行器的控制停止之后、所述执行器已经 转过的量，来获知对应于所述档位的所述旋转停止^f立置范围。本发明 的第二方案涉及一种用于档位切换机构的控制方法，所述控制方法包 括对应于根据本发明第 一方案的控制装置的零件的步骤。通过根据上述方案的档位切换机构的控制装置和控制方法， 基于执行器的旋转停止位置，产生使执行器朝对应于所述档位的旋转 停止位置范围运动的旋转力。当对执行器的控制停止并且对执行器的 电力供给被切断时，如果执行器的旋转停止位置不在对应于所述档位 的旋转停止位置范围内，那么执行器的旋转停止位置被使执行器朝对 应于所述档位的旋转停止位置范围运动的旋转力带入对应于所述档位 的旋转停止位置范围。在这种变化之后执行器的旋转停止位置在对应 于所述档位的旋转停止位置范围之内。基于自对执行器的控制停止之 后该执行器已经转过的量，来获知对应于所述档位的旋转停止位置范 围。以此方式，对应于所述档位的旋转停止位置范围^皮精确地检测至ij。 结果，更精确地执行对执行器的旋转停止位置的控制。因此可以提供 用于档位切换机构的控制装置和控制方法，其精确地检测执行器的旋 转停止位置。在根据本发明第一方案的控制装置中，控制单元可以将信号 和检测出的旋转量转换为数值，并且利用所述数值来控制执行器。在 根据本发明第二方案的控制方法中，信号和检测出的旋转量可以被转 换为数值，并且可以利用所述数值来控制执行器。在根据本发明第一方案的控制装置中，当所述数值之间的差
值变得小于预定值时，控制单元可以停止对执行器的控制。在根据本 发明第二方案的控制方法中，当所述数值之间的差值变得小于预定值
时，对扭j于器的控制可以停止。在根据本发明第一方案的控制装置中，执行器可以是旋转电 机，并且当其被供给电力时产生执行器的旋转力，并且控制单元可以 通过切断对执行器的电力供给来停止对执行器的控制。在根据本发明 第二方案的控制方法中，执行器可以是旋转电机，并且当其被供给电 力时产生执行器的旋转力，并且可以通过切断对执行器的电力供给来 停止对执行器的控制。通过根据上述方案的用于档位切换机构的控制装置和方法， 当对执行器的电力供给被切断并且对执行器的控制停止时，基于执行 器的旋转停止位置，产生使执行器朝对应于所述档位的旋转停止位置 范围运动的旋转力。变化后执行器的旋转停止位置在对应于所述档位 的旋转停止位置范围内。基于自对执行器的控制停止之后执行器已经 转过的量，来获知对应于所述档位的旋转停止位置范围。以此方式， 对应于所述档位的旋转停止位置范围被精确地检测到。结果，更精确 地执行对执行器的旋转停止位置的控制。在根据本发明第一方案的控制装置中，产生旋转力的机构可 以包括限制执行器的旋转范围的限制部件，并且获知单元可以将由限 制部件限制的旋转范围的预定位置用作基准，来获知对应于所述档位 的旋转停止位置范围。在根据本发明第二方案的控制方法中，执行器 的旋转范围可受到限制；并且可以将执行器的限制旋转范围的预定位 置用作基准，来获知对应于所述档位的旋转停止位置范围。
通过根据上述方案的用于档位切换机构的控制装置和控制 方法，将执行器的限制旋转范围的预定位置用作基准，来获知对应于
所述档位的旋转停止位置范围。以此方式，在考虑到间隙(play)等的 情况下，精确地;险测出执行器的旋转停止位置。在根据本发明第一方案的控制装置中，可以通过将限制部件 的预定位置用作基准来将信号和检测出的旋转量转换为数值。在根据 本发明第二方案的控制方法中，可以利用执行器的旋转范围的预定位 置将信号和检测出的旋转量转换为数值。
通过下文中参照附图对示例性实施例的描述，本发明上述和 其他的目的、特征和优点将变得明显，其中相同或相应的部分将由相 同的附图标记表示，并且其中
图1为示出根据本发明实施例的用于档位切换机构的控制系统的 结构的图2为示出档位切换机构的结构的图3A和图3B示出旋转拉力随滚子沿止动板的波浪部运动的变化 方式；
图4为示出根据本发明实施例的凹口底部位置的获知条件和计算 方法的表；
图5A和图5B为分别示出基于旋转拉力被引导的方向的间隙状态 的图6为根据本发明实施例的SBW-ECU的功能框图7A和图7B示出由根据本发明实施例的SBW-ECU执行的程序 的流程图；及
图8为示出根据本发明实施例的SBW-ECU的运行的时间图。
具体实施例方式下文将参照附图对本发明的实施例进行说明。在以下说明 中，相同或相应的组件和步骤将用相同的附图标记表示。具有相同附 图标记的组件和步骤的功能和名称也相同。因此，下文将仅对具有相 同附图标记的组件和步骤进行一次详细说明。图1示出包括根据本发明实施例的用于档位切换机构48的 控制装置的换档控制系统10的结构。换档控制系统10用于切换车辆 的档位。换档控制系统10包括P开关20，换档开关26,车辆电源开 关28，车辆控制单元(以下称为"EFI-ECU (电子控制单元)")30， 停车控制单元(以下称为"SBW (电子控制换档)-ECU") 40,执行器 42，编码器46,档位切换机构48，显示单元50,仪表52，驱动机构 60,电力供给单元70，空档启动开关(以下称为"NSW") 72。换档控 制系统10起到在电控的作用下切换档位的"电子控制换档"系统的作 用。更特别地，档位切换机构48由执行器42驱动以切换档位。用于 档位切换机构48的控制装置通过SBW-ECU40实施。车辆电源开关28用于切换车辆电力供给的开/关状态。任何 类型的开关，例如点火开关可以被用为车辆电源开关28。车辆电源开 关28从例如驾驶员处接收到的指令被传递到电力供给单元70。根据来自车辆电源开关28的指令，电力供给单元70将电力 从辅机电池(未示出)供给到EFI-ECU 30和SBW-ECU 40中的至少一 个。例如，基于车辆的状态，电力供给单元70将电力仅供给到EFI-ECU 30，将电力仅供给到SBW-ECU 40，或将电力供给到EFI-ECU 30和 SBW-ECU 40 二者。电力供给单元70可以通过硬件实施。或者，电力 供给单元70可以通过软件实施。因此，当车辆电源开关28打开时，辅机电池(未示出)供 给电力，并且换档控制系统10 ^皮启动。P开关20用于在停车(以下称为"P，，)和非停车(以下称为 "非P")之间切换档位。P开关20包括为驾驶员指示当前档位(P或非 P)的指示器22，以及接收来自驾驶员的指令的输入单元24。驾驶员 通过输入单元24输入指令以使P开关20中的档位切换到P。输入单元 24可以是瞬时开关。由输入单元24接收的来自驾驶员的指令被传递到 SBW-ECU 40。可以利用不同于P开关20的组件4吏档位从非P切换到 P。SBW-ECU 40控制执行器42，该执行器42驱动档位切换机 构48以在P和非P之间切换档位。SBW-ECU 40使指示器22指示当 前档位(P或非P)。如果驾驶员在档位处于非P时按下输入单元24， 则SBW-ECU 40将档位切换至P,并且使指示器22指示当前档位处于 P。执行器42由开关石兹阻电动机(以下称为"SR电动机")组成。 执行器42从SBW-ECU 40接收执行控制信号，并且驱动档位切换机构 48。编码器46与执行器42 —起旋转，并且检测SR电动机的旋转状态。 编码器46是输出A相信号、B相信号和Z相信号的旋转编码器。 SBW-ECU 40接收来自编码器46的信号以判定SR电动机的旋转状态， 并且控制用于驱动SR电动机的电力供给。换档开关26用于将档位切换至前进档(以下称为D )、倒档 (以下称为R)或空挡(以下称为N)。当档位处于P时，换档开关26 用于将档位从P切换至非P。由换档开关26接收的来自驾驶员的指令 #皮传递到SBW-ECU40。换档开关26将表示对应于梯:作部件(例如， 换档杆)的位置的档位的换档信号传递到SBW-ECU 40，所述操作部 件响应驾驶员的操作被选定。SBW-ECU40利用EFI-ECU30、依照表 示来自驾驶员的指令的换档信号，来执行在驱动机构60内切换档位的 控制，并使仪表52指示当前档位。驱动机构60可以由多级变速机构 组成。或者，驱动机构60可以由无级变速机构组成。EFI-ECU30全面地控制换档控制系统10的运行。显示单元 50显示从EFI-ECU30或SBW-ECU 40提供到驾驶员的指令或警报等。 仪表52指示车辆组件的状况以及当前档位。NSW 72设置在轴102的端部，并且将NSW信号传递到 SBW-ECU 40,该NSW信号表示与轴102停止旋转的位置(以下称为 "轴102的旋转停止位置")相对应的档位。图2示出档位切换机构48的结构。所述档位包括P以及包 括了R、N和D的非P。除D之外，非P还可以包括D1和D2，在 Dl处，第一齿轮总是被选中，在D2处，第二齿轮总是被选中。档位切换机构48包括由执行器42旋转的轴102，随轴102 一起旋转的止动板IOO，依照止动板100的旋转而运行的杆104和114， 固定到变速器(未示出)的输出轴上的停车锁止齿轮108,用于锁定停 车锁止齿轮108的停车锁止齿轮制动爪106,限制止动板100的旋转以 使档位固定在预定档位的止动弹簧110,以及滚子112。止动板100起 到根据本发明的限制部件的作用。执行器42经由减速机构44连接到输出轴102。执行器42 的转速由减速机构44减小，并且减速后的旋转^皮传递到轴102。减速
机构44由例如多个齿轮组成。编码器46安装到执行器42上。随着执 行器42转过的量(以下称为"执行器42的旋转量")增加，编码器46 增加计数值(当执行器42反向旋转时，编码器46减小计数值)。表示 计数值的计数信号从编码器46传递到SBW-ECU 40。 SBW-ECU 40基 于计数值的增加或减小量来检测执行器42的旋转量。或者，SBW-ECU 40可以基于计数值的增加或减小量以及减速机构44的减速比来检测轴 102的旋转量。i殳置在轴102的端部的NSW 72具有对应于各档位的多个开 关。基于轴102的旋转停止位置打开多个开关中的一个。当接收到表 示开关已经打开的NSW信号时，SBW-ECU 40基于该NSW信号来判 定由档位切换才/L构48选中的档位。止动板100被执行器42驱动以切换档位。编码器46起到 用于获取对应于执行器42的旋转量的计数值的计数装置的作用。在图2的立体图中，只示出在止动板IOO上形成的两个凹口 (凹口 124对应于P而凹口 120对应于非P)。然而，止动4反100实际 具有对应于D、 N、 R和P的四个凹口，如图2中止动板100的放大平 面图所示。下文将对P和非P之间档位的切换进行说明。然而，本发 明不局限于P和非P之间档位的切换。图2示出档位处于非P的状态。在此状态下，由于停车锁止 齿轮制动爪106没有锁住停车锁止齿轮108,因此车辆驱动轴的旋转没 有受到干预。如果接下来执行器42带动轴102在顺时针方向旋转，当 从箭头C的方向看时，杆104经由止动^反100朝图2中箭头A的方向 压下，从而使停车锁止齿轮制动爪106被设置在杆104端头的锥形部 沿图2中箭头B的方向提高。随着止动板100旋转，位于形成在止动 一反100的顶部的两个凹口中的一个(即，对应于非P的凹口 120)的止
动弹簧110的滚子112，爬过顶部122并运动到另一个凹口 124中(即， 对应于P的凹口 )。滚子112安装到止动弹簧110上以使其环绕它的轴 是可旋转的。当止动板IOO旋转直至滚子112到达对应于P的凹口 124 时，停车锁止齿轮制动爪106被提高到使停车锁止齿轮制动爪106的 突出部位于在停车锁止齿轮108的齿之间的位置。因此，车辆的驱动 轴被机械地固定，并且档位被切换至P。在换档控制系统10中，SBW-ECU 40控制执行器42的旋转 量，从而使止动弹簧110的滚子112爬过顶部122之后落入凹口时产 生的冲击力减小，以减小施加在档位切换机构48的组件上的负荷，所 述组件如止动板100、止动弹簧110以及轴102。当基于由编码器46检测到的执行器42的旋转量判定出的执 行器42的旋转停止位置，即，滚子112相对于止动板100的位置在对 应于P的预定范围内时，SBW-ECU40判定档位处于P。另一方面，当基于由编码器46检测到的执行器42的旋转量 判定出的执行器42的旋转停止位置在对应于非P的预定范围内时， SBW-ECU40判定档位处于非P。 SBW-ECU40可以基于来自NSW72 的信号来判定对应于轴102的旋转停止位置的档位。止动板100或轴102最终经由杆114连接到自动变速器的手 动阀(未示出)的滑阀(未示出)。当执行器42的旋转停止位置与对 应于D、 R和N中任一个的位置相匹配时，手动阀的滑阀运动到与由 执行器42的旋转停止位置所表示的档位相对应的位置。因此，执行器 42切换自动变速器的档位。SBW-ECU 40基于由止动板100限制的执 行器42的旋转量，来设定对应于各档位的旋转停止位置范围。在具有上述结构的换档控制系统10中，在SBW-ECU40停 止对执行器42的控制之后，执行器42的旋转停止位置有时改变。下
文的说明建立在以下布i设之上当对执行器42的控制停止时，止动板 100上的滚子112位于对应于档位的旋转停止位置之外的位置上，更具 体地，滚子112所处的位置偏离凹口底部位置。图3A示出止动板100的波浪部，以及4妻触止动板100的滚 子112。在图3A所示的情况下，当滚子112处于偏离对应于止动板100 上P的凹口底部位置的位置时，对执行器42的控制停止。这种位置偏 离是由止动板100的位置公差而造成的。止动弹簧110的偏转所产生的弹力将滚子112压下至接触滚 子112的止动板100。当将滚子112压下至止动板100的力的一部分的 使滚子112朝止动板100的凹口底部位置运动的力超过连接到止动板 100的旋转组件的摩擦力时，旋转力施加到滚子112朝止动板100的凹 口底部位置运动的方向上。因此，在对执行器42的控制停止之后执行 器42的旋转停止位置改变。在下文的描述中，这种旋转停止位置的改 变将被称为将滚子112"拉"至凹口底部位置。将滚子112拉至凹口底部 位置所产生的旋转力(以下称为"旋转拉力")对应于根据本发明的"使 执行器朝对应于档位的旋转停止位置范围运动的旋转力"。图3B示出旋转拉力随滚子沿止动板100的波浪部运动的变 化方式。在图3B中，阴影部分表示摩擦力，实线表示旋转拉力的变化 方式。在阴影部分和实线均存在的区域内，摩擦力超过旋转拉力。因 此，在除阴影部分和实线均存在的区域之外的区域内，旋转拉力超过 摩擦力。因此，如果当滚子112在图3B中除阴影部分和实线均存在的 区域之外的区域内时，对执行器42的电力供给被切断，旋转拉力使滚 子112运动到最近的凹口底部位置。止动一反100的波浪部和滚子112所连^l妄到的止动弹簧110构 成基于执行器42的旋转停止位置产生使滚子112朝凹口底部位置运动
的旋转拉力的机构。SBW-ECU 40基于自对执行器42的控制停止之后、执行器 42已经转过的量，来获知凹口底部位置。更具体地，SBW-ECU 40通过切断对执行器42的电力供给 来停止对执行器42的控制，然后基于由编码器46检测到的，自对执 行器42的控制停止之后、执行器42已经转过的量，来获知凹口底部 位置。SBW-ECU 40获知在限制执行器42的旋转范围的止动板 100的波浪部内的凹口底部位置，即，在所述范围内，编码器46将止 动板100上的P壁位置或非P壁位置用作基准，来检测执行器42的旋 转量。在本发明的实施例中，编码器46将止动板IOO上的P壁位置用 作基准，来检测执行器42的旋转量，并且SBW-ECU 40基于所述旋转 量来获知凹口底部位置。当满足图4示出的获知条件时，SBW-ECU 40根据基于执行 器42的旋转方向而选中的计算方法来获知凹口底部位置。当已经净皮档位切换机构48选中、并由编码器46或NSW 72 判定出的档位，与对应于换档杆位置的档位不同时，SBW-ECU 40判 定已经发出了切换档位的命令。SBW-ECU 40 "i殳定与由换档^H立置指示的档位相对应的凹 口底部位置的目标位置计数值。SBW-ECU 40基于由来自编码器46的 计数信号所表示的计数值来检测执行器42的旋转量。SBW-ECU 40控 制执行器42从而使由来自编码器46的计数信号所表示的计数值与目 标位置计数值相匹配。当由来自编码器46的计数信号所表示的计数值 变得基本等于目标位置计数值时，SBW-ECU 40切断对执行器42的电 力供给以停止对执行器42的控制。在下文的说明中，没有执行对执行 器42的控制的状态将被称为"备用状态(stand-by state)，，。凹口底部 位置的各计数值被设定为各档位的目标位置计数值。如图4所示，当满足获知条件时，SBW-ECU 40根据基于执 行器42的旋转方向而选中的计算方法来重新计算凹口底部位置的计数 值。当建立以下状态中的一个时获知条件被满足备用状态已经建立 并且由来自编码器46的计数信号所表示的计数值增加的状态；备用状 态已经建立并且基于来自编码器46的计数信号的计数值减小的状态。例如，如图5A所示，在执行器42和止动板100之间的间 隙126不出现在反向旋转侧的情况下，当备用状态建立之后计数值增 加时，滚子112运动到凹口底部位置，如箭头所示。在图5A和5B中， 为了方便说明，执行器42以及执行器42和止动板100之间的间隙126 在具有滚子112的同侧示出。在此情况下，如图4所示，通过从备用状态建立之后的计数 值中减去对应于P壁位置的计数值，来计算止动板100的P壁位置用 作基准时对应于凹口底部位置的计数值。如图5B所示，在间隙126不出现在前进旋转侧的情况下， 当备用状态建立之后计数值减小时，滚子112运动到凹口底部位置， 如箭头所示。在此情况下，通过从备用状态建立之后的计数值中减去对应 于P壁位置的计邀:值和对应于间隙126的计数值，来计算P壁位置用 作基准时对应于凹口底部位置的计数值。图6是SBW-ECU 40的功能框图。SBW-ECU40包括输入接口 (以下称作"输入I/F" ) 300、计 算处理单元400、存储单元600，以及输出接口 (以下称作"输出I/F") 500。输入I/F 300接收来自P开关20的P命令信号、来自编码器 46的计数信号、来自换档开关26的换档信号以及来自NSW 72的NSW 信号，并将这些信号传输到计算处理单元400。计算处理单元400包括档位切换命令判定单元402、目标位 置计数值设定单元404、计数值判定单元406、执行器驱动控制单元408 以及凹口底部位置获知单元410。档位切换命令判定单元402判定是否已经发出了切换档位 的命令。当对应于来自换档开关26的换档信号的档位不同于由档位切 换机构48选中的档位时，档位切换命令判定单元402判定已经发出了 切换档位的命令。由档位切换机构48选中的档位是由来自NSW 72的NSW信 号所表示的档位，或基于来自编码器46的计数信号所表示的计数值判 定的档位。当判定已经发出了切换档位的命令时，档位切换命令判定单 元402可以i殳定档位切换命令判定标识。目标位置计数值设定单元404设定目标位置计数值。目标位 置计数值设定单元404将来自换档开关26的换档信号所表示的档位用 作目标档位，来设定对应于目标档位的计数值。当基于相关计数值设 定目标位置计数值时，目标位置计数值可以设定为从对应于由档位切 换机构48选中的档位的计数值到对应于目标档位的计数值的计数值。目标位置计数值设定单元404根据执行器42的旋转方向， 来改变设定目标位置计数值的方法，该目标位置计数值基于由档位切 换机构48选中的档位和目标档位之间的位置关系判定。当执行器42在前进方向旋转时，目标位置计数值设定单元 404通过将对应于间隙量的计数值与对应于目标档位的计数值相加，来 设定目标位置计数值。当执行器42反方向旋转时，目标位置计数值设定单元404 将对应于目标档位的计数值设定为目标位置计数值。计lt值判定单元406判定来自编码器46的计数信号所表示 的计数值是否基本等于由目标位置计数值设定单元404设定的目标位 置计数值。当计数信号所表示的计数值和目标位置计数值之间的差值 在预定范围内时，计数值判定单元406判定计数信号所表示的计数值 基本等于目标位置计数值。当判定计数信号所表示的计数值基本等于 目标位置计数值时，计数值判定单元406可以设定计数值判定标识。当目标位置计数值设定单元404设定目标位置计数值时，执 行器驱动控制单元408将驱动控制信号经由输出I/F 500传输到执行器 42。当来自编码器46的计数信号所表示的计数值变得基本等于目标位 置计数值时，执行器驱动控制单元408停止对执行器42的电力供给， 即，执行器驱动控制单元408停止对执行器42的控制。当计数值判定 标识被设定时，执行器驱动控制单元408可以停止对执行器42的控制。凹口底部位置获知单元410基于对执行器42的控制停止之 后由编码器46检测到的计数值来获知凹口底部位置。更具体地，如上 所述，凹口底部位置获知单元410根据基于备用状态建立之后计数值 是否增加或减小而选中的计算方法，来重算对应于凹口底部位置的计 数值。对应于凹口底部位置的重算计数值被设定为将在后续程序中用 到的目标位置计数值。可以采用预先凭经验获得的间隙量。或者，可 以采用根据已知方法荻知的间隙量。下文的说明建立在以下假设之上档位切换命令判定单元 402、目标位置计数值设定单元404、计数值判定单元406、执行器驱 动控制单元408以及凹口底部位置获知单元410中的每一个均可通过
软件实施，所述软件通过执行存储在CPU(中央处理单元)，即计算处
理单元400的存储单元600中的程序实现。或者，这些单元中的每一
个均可以通过硬件实施。这些程序存储在安装在车辆内的记录介质中。存储单元600存储多种信息、程序、阄值、特性图等。当需 要时，计算处理单元400从存储单元600读取数据或将数据存储在存 储单元600中。下文将参照图7A和7B说明SBW-ECU 40执行的程序。
在步骤(以下步骤将被简称为"S，，) 100中，SBW-ECU 40 判定是否已经发出了切换档位的命令。当判定已经发出了切换档位的 命令时(S100中"是")，执行步骤S102。另一方面，当判定没有发出 切换档位的命令时(S100中"否")，程序结束。在S102中，SBW-ECU 40设定目标位置计数值。当执行器 42在前进方向旋转以选择目标档位时，SBW-ECU 40将目标位置计数 值设定为通过将对应于间隙的计数值与对应于目标档位的凹口底部位 置的计数值相加获得的值。当执行器42反方向旋转以选择目标档位时， SBW-ECU 40将目标位置计数值设定为对应于目标档位的凹口底部位 置的计数值。在S104中，SBW-ECU40将电力供给到执行器42。
在S106中，SBW-ECU 40判定来自编码器46的计^:信号所 表示的计数值是否基本等于目标位置计数值。当判定来自编码器46的 计数信号所表示的计数值基本等于目标位置计数值时(S106中"是")， 执行S108。另一方面，当判定来自编码器46的计数信号所表示的计数 值不基本等于目标位置计数值时(S106中"否")，再次执行S104。
在S108中，SBW-ECU 40切断对执行器42的电力供给。
在S110中，SBW-ECU 40判定来自编码器46的计数信号所表示的计数值是否大于目标位置计数值。当判定计数信号所表示的计
数值大于目标位置计数值时(S110中"是")，执行S112。另一方面， 当判定计数信号所表示的计数值等于或小于目标位置计数值时(S110 中"否")，执行S114。在Sl 12中，SBW-ECU 40将对应于目标档位的凹口底部位 置的计数值设定为来自编码器46的计数信号所表示的计数值。 SBW-ECU 40更新对应于目标档位的凹口底部位置的计数值，所述计 数值存储在内存中。在S114中，SBW-ECU 40判定来自编码器46的计数信号所 表示的计数值是否小于目标位置计数值。当判定来自编码器46的计数 信号所表示的计数值小于目标位置计数值时(S114中"是")，执行S116。 另 一方面，当判定来自编码器46的计数信号所表示的计数值等于或大 于目标位置计数值时(S114中"否")，程序结束。在S116中，SBW-ECU 40将对应于目标档位的凹口底部位 置的计数值设定为通过从来自编码器46的计数信号所表示的计数值中 减去对应于间隙的计数值所获得的值。SBW-ECU 40更新对应于目标 档位的凹口底部位置的计数值，所述计数值存储在内存中。将参照图8对SBW-ECU 40的运行进行说明。SBW-ECU 40 具有上述结构并执行上述程序。在图8中，纵轴表示目标位置计数值、 计数信号表示的计数值以及供给到执行器的电力状态。当档位切换才几构48选中的档位为D时，如果换档杆位置同 样是D,那么目标位置计数值基本等于计数信号所表示的计数值。此 时，执行器42不运行(关闭)。如果在时间TO驾驶员将换档杆移动至R，则发出切换档位 的命令(S100中"是")，并且根据命令来设定目标位置计数值，如图8
中的粗线所示(S102)。在此情况下，由于执行器42反向旋转，目标 位置计数值被设定为对应于凹口底部位置的计数值。然后，电力被供 给到执行器42 ( S104 ),并且执行器42开始旋转止动板100。如图8中的细线所示，计数值随着执行器42旋转而减小。 当在时间Tl计数值变得基本等于目标位置计数值时(S106中"是")， 执行器42的旋转停止位置被保持。然后，在时间T2切断电力供给 (S108)，并且建立备用状态。当在目标位置计数值处切断对执行器42的电力供给时，如 果滚子112位于偏离凹口底部位置并且能够^Oi回到凹口底部位置的 位置上，那么止动板100旋转从而通过旋转拉力使滚子112运动到凹 口底部位置。当滚子112到达凹口底部位置时，止动板100的旋转停 止(日十间T3 )。此时，由于计数信号表示的计数值大于目标位置计数值 (S110中"是")，计数信号表示的计数值作为对应于R的凹口底部位置 的新计数值被获知(S112)。即，目标位置计数值改变为对应于R的凹 口底部位置的新计数值。通过档位切换机构48的控制装置，基于自SBW-ECU40对 执行器42的控制停止之后、执行器42已经转过的量，来获知对应于 各个档位的旋转停止位置范围。以此方式，对应于各个档位的旋转停 止位置范围被精确地检测。因此，对执行器42的旋转停止位置的控制 的精确度得到增强。因此可以提供精确地检测执行器42的旋转停止位 置的档位切换机构48的控制装置和方法。根据本发明的控制装置可以应用于任何一个执行档位控制 的自动变速器，以及执行换档范围控制的自动变速器，在上述档位控 制中使用对应于由驾驶员选中的档位的档，在上述换档范围控制中使
用所有对应于由驾驶员选中的档位的档以及低于所述选中档的档。已经在说明书中进行说明的本发明的实施例在各方面应该 理解为说明性和非限制性。本发明的技术范围由权利要求界定，并且 本发明旨在包含在权利要求的含义和等同范围内的全部变化。
权利要求
1、一种用于档位切换机构的控制装置，所述档位切换机构利用基于对应于操作部件的状态的信号的执行器(42)的旋转力，来切换安装在车辆内的自动变速器的档位，所述控制装置包括机构(100、110)，其基于所述执行器(42)的旋转停止位置，产生使所述执行器(42)朝对应于所述档位的旋转停止位置范围运动的旋转力；检测单元(46)，其用于检测所述执行器(42)的旋转量，所述旋转量是所述执行器(42)被所述执行器(42)的所述旋转力以及使所述执行器(42)朝对应于所述档位的所述旋转停止位置范围运动的所述旋转力所旋转的量；控制单元(408)，其用于基于所述信号和所述检测出的旋转量来控制所述执行器(42)；及获知单元(410)，其基于自所述控制单元(408)执行的对所述执行器(42)的控制停止之后、所述执行器(42)已经转过的量，来获知对应于所述档位的所述旋转停止位置范围。
2、 如权利要求1所述的控制装置，其中所述执行器(42)是旋转电机，并且当其被供给电力时产生所述 执行器(42)的所述旋转力，及所述控制单元通过切断对所述执行器(42)的电力供给来停止对 所述执行器(42)的所述控制。
3、 如权利要求1或2所述的控制装置，其中 产生所述旋转力的所述机构(100、 110)包括限制所述执行器(42)的旋转范围的限制部件(100 );及所述获知单元(410)将由所述限制部件(100)限制的所述旋转 范围的预定位置用作基准，来获知对应于所述档位的所述旋转停止位 置范围。
4、 如权利要求1或2所述的控制装置，其中所述控制单元(408)将所述信号和所述检测出的旋转量转换为数 值，及所述控制单元(408)利用所述数值来控制所述执行器(42)。
5、 如权利要求3所述的控制装置，其中所述控制单元(408)将所述信号和所述检测出的旋转量转换为数值，所述控制单元(408)利用所述数值来控制所述执行器(42)，及 将由所述限制部件(100)限制的所述执行器(42)的所述旋转范围的预定位置用作基准，来使所述信号和所述检测出的旋转量转换为所述数值。
6、 如权利要求4所述的控制装置，其中当所述数值之间的差值变 得小于预定值时，所述控制单元(408)停止对所述执行器(42)的所 述控制。
7、 一种用于档位切换机构的控制方法，所述档位切换机构利用基 于对应于操作部件的状态的信号的执行器(42)的旋转力，来切换安 装在车辆内的自动变速器的档位，所述控制方法包括基于所述执行器(42)的旋转停止位置，产生使所述执行器(42) 朝对应于所述档位的旋转停止位置范围运动的旋转力；检测所述执行器(42)的旋转量，所述旋转量是所述执行器(42) 被所述执行器(42)的所述旋转力以及使所述执行器(42)朝对应于 所述档位的所述旋转停止位置范围运动的所述旋转力所旋转的量；基于所述信号和所述检测出的旋转量来控制所述执行器(42);及基于自对所述执行器(42)的控制停止之后、所述执行器(42) 已经转过的量，来获知对应于所述档位的所述旋转停止位置范围 (S112、 S116)。
8、 如权利要求7所述的控制方法，其中所述执行器(42)是旋转电机，并且当其被供给电力时产生所述 执行器(42)的所述旋转力，及的所述控制。
9、 如权利要求7或8所述的控制方法，进一步包括 限制所述执行器(42)的旋转范围；及将所述执行器(42)的限制旋转范围的预定位置用作基准，来获 知对应于所述档位的所述旋转停止位置范围。
10、 如权利要求7或8所述的控制方法，进一步包括 将所述信号和所述检测出的旋转量转换为数值，及 利用所述数值来控制所述执行器(42)。
11、 如权利要求9所述的控制方法，进一步包括 将所述执行器(42)的所述限制旋转范围的所述预定位置用作基准，来使所述信号和所述检测出的旋转量转换为数值； 利用所述数值来控制所述执行器(42);及利用所述执行器(42)的所述限制旋转范围的预定位置，来使所 述信号和所述检测出的旋转量转换为所述数值。
12、 如权利要求IO所述的控制方法，其中当所述数值之间的差值 变得小于预定值时，停止对所述执行器(42)的所述控制。
全文摘要
本发明公开了一种用于档位切换机构的控制装置和方法。当发出切换档位的命令时(S100中“是”)，执行程序。该程序包括设定目标位置计数值(S102)；将电力供给到执行器(42)(S104)；如果计数信号表示的计数值基本等于目标位置计数值(S106中“是”)，停止对执行器(42)的电力供给(S108)；如果计数信号表示的计数值大于目标位置计数值(S110中“是”)，将计数信号表示的计数值作为对应于凹口底部位置的计数值获知(S112)；以及如果计数信号表示的计数值小于目标位置计数值(S114中“是”)，将通过从计数信号表示的计数值中减去对应于间隙量的计数值而得到的值作为对应于凹口底部位置的计数值获知(S116)。
文档编号F16H61/28GK101169184SQ20071016512
公开日2008年4月30日 申请日期2007年10月29日 优先权日2006年10月27日
发明者洼谷英树, 甲斐川正人 申请人:丰田自动车株式会社