换挡挡位控制装置的制作方法

文档序号:24543528发布日期:2021-04-02 10:28阅读:135来源:国知局
换挡挡位控制装置的制作方法

关联申请的相互参照

本申请基于2018年9月3日提出的日本专利申请第2018-164215号,这里引用其记载内容。

本发明涉及换挡挡位控制装置。



背景技术:

以往,已知通过对马达的驱动进行控制来切换换挡挡位的换挡挡位控制装置。例如在专利文献1中,通过两个微型计算机中的1个对马达的驱动进行控制,在马达的驱动控制中使用的微型计算机发生了异常的情况下,将用于马达的驱动控制的微型计算机切换为其他微型计算机。

现有技术文献

专利文献

专利文献1:日本特开2018-40462号公报



技术实现要素:

此外,在不进行多个控制部之间的通信的完全独立的情况下,或者在控制部间的通信中发生了异常的情况下,有可能无法适当地选择用于换挡挡位的切换控制的控制部。本发明的目的在于提供能够适当地切换换挡挡位的换挡挡位控制装置。

本发明的换挡挡位控制装置,在具备马达和输出轴的换挡挡位切换系统中通过对马达的驱动进行控制来切换换挡挡位,具备按每个马达绕组而设置的多个控制部。马达具有多组马达绕组,通过向马达绕组的通电而马达轴旋转。马达轴的旋转被传递给输出轴。

各个控制部具有马达旋转角信号取得部、输出轴信号取得部、驱动控制部和异常判定部。马达旋转角信号取得部从检测马达的旋转位置的马达旋转角传感器取得马达旋转角信号。输出轴信号取得部从检测输出轴的旋转位置的输出轴传感器取得输出轴信号。驱动控制部控制向马达绕组的通电。异常判定部判定马达旋转角传感器的异常。将马达绕组与对应的控制部的组合设为系统。驱动控制部在马达旋转角传感器正常的情况下,使用马达旋转角信号,控制本系统的马达绕组的通电。

驱动控制部在马达旋转角传感器发生了异常的情况下,在判定为在待机时间经过之前输出轴旋转了的情况下,不进行本系统的向马达绕组的通电。此外,驱动控制部在马达旋转角传感器发生了异常的情况下,在判定为即使待机时间经过、输出轴也没有旋转的情况下,不使用马达旋转角信号,进行本系统的向马达绕组的通电。由此,在马达旋转角传感器发生了异常的情况下也能够适当地切换换挡挡位。

附图说明

关于本发明的上述目的及其他目的、特征及优点,参照附图并通过下述详细的记述会更加明确。

图1是表示第1实施方式的线控换挡系统的立体图。

图2是表示第1实施方式的线控换挡系统的概略结构图。

图3是表示第1实施方式的马达及马达驱动器的电路图。

图4是表示第1实施方式的换挡挡位控制装置的框图。

图5是说明第1实施方式的切换控制选择处理的流程图。

图6是说明第1实施方式的反馈控制下的挡位切换的流程图。

图7是说明第1实施方式的开环(open)控制下的挡位切换的流程图。

图8是说明第1实施方式的游隙的示意图。

图9是说明在第1实施方式中两个系统都正常的情况下的马达驱动控制的时间图。

图10是说明在第1实施方式中在一方的系统中发生了编码器异常的情况下的马达驱动控制的时间图。

图11是说明在第1实施方式中发生了两系统的编码器异常的情况下的马达驱动控制的时间图。

图12是说明在第2实施方式中编码器异常时的第1系统的马达驱动控制的时间图。

图13是说明在第2实施方式中编码器异常时的第2系统的马达驱动控制的时间图。

图14是表示第3实施方式的换挡挡位控制装置的框图。

具体实施方式

基于附图说明换挡挡位控制装置。以下,在多个实施方式中,对实质上相同的结构赋予相同的标号而省略说明。

(第1实施方式)

在图1~图11中表示第1实施方式。如图1及图2所示,作为换挡挡位切换系统的线控换挡系统1具备马达10、换挡挡位切换机构20、驻车锁定机构30及换挡挡位控制装置40等。

马达10通过被从搭载在未图示的车辆中的电池45供给电力而旋转,作为换挡挡位切换机构20的驱动源发挥功能。本实施方式的马达10是永磁铁式的dc无刷马达。

如图3所示,马达10具有被卷绕于未图示的定子的两组马达绕组11、12。第1马达绕组11具有u1线圈111、v1线圈112及w1线圈113。第2马达绕组12具有u2线圈121、v2线圈122及w2线圈123。

如图2所示,作为马达旋转角传感器的编码器131、132检测未图示的转子的旋转位置。编码器131、132例如是磁式旋转编码器,由与转子一体地旋转的磁铁和磁检测用的霍尔ic等构成。编码器131、132是与转子的旋转同步而按每规定角度输出作为a相、b相及c相的脉冲信号的编码器信号的3相编码器。

减速机14设在马达10的马达轴与输出轴15之间,将马达10的旋转减速而向输出轴15输出。由此,马达10的旋转被传递给换挡挡位切换机构20。在输出轴15,设有对输出轴15的角度进行检测的输出轴传感器161、162。本实施方式的输出轴传感器161、162例如是电位差计。

如图1所示,换挡挡位切换机构20具有止动板21及止动弹簧25等,将从减速机14输出的旋转驱动力向手动阀28及驻车锁定机构30传递。

止动板21固定于输出轴15,被马达10驱动。在本实施方式中,将止动板21从止动弹簧25的基部远离的方向设为正旋转方向,将向基部靠近的方向设为逆旋转方向。

在止动板21,设有与输出轴15平行地突出的销24。销24与手动阀28连接。通过用马达10将止动板21驱动,手动阀28在轴向上往复移动。即,换挡挡位切换机构20将马达10的旋转运动转换为直线运动而向手动阀28传递。手动阀28设于阀身29。通过手动阀28在轴向上的往复移动,向未图示的液压离合器的液压供给路被切换,液压离合器的卡合状态切换从而换挡挡位被变更。

在止动板21的止动弹簧25侧,设有两个凹部22、23。在本实施方式中,将距止动弹簧25的基部较近侧设为凹部22,将较远侧设为凹部23。在本实施方式中,凹部22与p挡位以外的非p(notp)挡位对应,凹部23与p挡位对应。

止动弹簧25是能够弹性变形的板状部件,在前端设有止动辊26。止动弹簧25将止动辊26向止动板21的转动中心侧施力。若对止动板21施加规定以上的旋转力,则止动弹簧25弹性变形,止动辊26在凹部22、23间移动。止动辊26嵌入到凹部22、23的某个中,从而止动板21的摆动被限制,手动阀28的轴向位置及驻车锁定机构30的状态被决定,自动变速机5的换挡挡位被固定。止动辊26在换挡挡位为notp挡位时嵌入到凹部22中,在p挡位时嵌入到凹部23中。

驻车锁定机构30具有驻车杆31、圆锥体32、驻车锁定柱33、轴部34及驻车齿轮35。驻车杆31形成为大致l字形状,一端311侧固定于止动板21。在驻车杆31的另一端312侧设有圆锥体32。圆锥体32形成为,越朝向另一端312侧越缩径。若止动板21向逆旋转方向摆动,则圆锥体32向p方向移动。

驻车锁定柱33与圆锥体32的圆锥面抵接,在被设置为能够以轴部34为中心摆动的驻车锁定柱33的驻车齿轮35侧,设有能够与驻车齿轮35啮合的凸部331。若止动板21向逆旋转方向旋转,圆锥体32向p方向移动,则驻车锁定柱33被推起,凸部331与驻车齿轮35啮合。另一方面,若止动板21向正旋转方向旋转,圆锥体32向notp方向移动,则凸部331与驻车齿轮35的啮合被解除。

驻车齿轮35设于未图示的车轴,能够与驻车锁定柱33的凸部331啮合。若驻车齿轮35与凸部331啮合,则车轴的旋转被限制。当换挡挡位为notp挡位时,驻车齿轮35不被驻车锁定柱33锁定,车轴的旋转不被驻车锁定机构30妨碍。此外,当换挡挡位为p挡位时,驻车齿轮35被驻车锁定柱33锁定,车轴的旋转被限制。

如图2~图4所示,换挡挡位控制装置40具备马达驱动器41、42及作为控制部的微型计算机51、52等。如图3所示,第1马达驱动器41是将第1马达绕组11的通电进行切换的3相逆变器,开关元件411~416被桥接。在成对的u相的开关元件411、414的连接点,连接u1线圈111的一端。在成对的v相的开关元件412、415的连接点,连接v1线圈112的一端。在成对的w相的开关元件413、416的连接点,连接w1线圈113的一端。线圈111~113的另一端被用接线部115接线。

第2马达驱动器42是将第2马达绕组12的通电进行切换的3相逆变器,开关元件421~426被桥接。在成对的u相的开关元件421、424的连接点,连接u2线圈121的一端。在成对的v相的开关元件422、425的连接点,连接v2线圈122的一端。在成对的w相的开关元件423、426的连接点,连接w2线圈123的一端。线圈121~123的另一端被用接线部125接线。本实施方式的开关元件411~416、421~426是mosfet,但也可以使用igbt等其他元件。

如图2及图3所示,在马达驱动器41与电池45之间设有马达继电器46。在马达驱动器42与电池45之间设有马达继电器47。马达继电器46、47当作为点火开关等的启动开关接通时接通,向马达10侧供给电力。此外,马达继电器46、47当启动开关断开时断开,向马达10侧的电力的供给被切断。在电池45的高电位侧,设有对电池电压v进行检测的电压传感器48。

ecu50对开关元件411~416、421~426的通断动作进行控制,对马达10的驱动进行控制,从而对换挡挡位的切换进行控制。此外,ecu50基于车速、加速器开度及驾驶员要求换挡挡位等,对变速用液压控制螺线管6的驱动进行控制。通过对变速用液压控制螺线管6进行控制,变速级被控制。变速用液压控制螺线管6设有与变速级数等对应的个数。在本实施方式中,1个ecu50对马达10及螺线管6的驱动进行控制,但也可以分为对马达10进行控制的马达控制用的马达ecu和螺线管控制用的at-ecu。以下,以马达10的驱动控制为中心进行说明。

ecu50具有微型计算机51、52等,在内部具备均未图示的cpu、rom、ram、i/o及将这些结构连接的总线等。ecu50中的各处理既可以是通过由cpu执行预先存储在rom等实体性存储器装置(即,可读出非暂时性有形记录介质)中的程序而实现的软件处理,也可以是由专用的电子电路实现的硬件处理。

如图4所示,第1微型计算机51从第1编码器131取得第1编码器信号sgn_e1,从第1输出轴传感器161取得第1输出轴信号sgn_s1。第1微型计算机51生成对第1马达驱动器41的开关元件411~416的通断动作进行控制的控制信号,向第1马达驱动器41输出。通过基于控制信号对开关元件411~416的通断动作进行控制,控制第1马达绕组11的通电。

第2微型计算机52从第2编码器132取得第2编码器信号sgn_e2,从第2输出轴传感器162取得第2输出轴信号sgn_s2。第2微型计算机52生成对第2马达驱动器42的开关元件421~426的通断动作进行控制的控制信号,向第2马达驱动器42输出。通过基于控制信号对开关元件421~426的通断动作进行控制,对第2马达绕组12的通电进行控制。以下,将第1马达绕组11及与第1马达绕组11的通电控制有关的第1微型计算机51等的组合设为第1系统。此外,将第2马达绕组12及与第2马达绕组12的通电控制有关的第2微型计算机52等的组合设为第2系统。以下适当对第1系统的值赋予字符“1”,对第2系统的值赋予字符“2”。

第1微型计算机51具有角度运算部511、信号取得部512、驱动控制部513及异常判定部516等。角度运算部511将从编码器131输出的编码器信号sgn_e1的各相的脉冲边沿进行计数,运算编码器计数值θen1。信号取得部512从输出轴传感器161取得输出轴信号sgn_s1。

驱动控制部513对马达10的驱动进行控制,以使止动辊26与对应于目标换挡挡位的凹部22、23嵌合。驱动控制部513在编码器131正常的情况下,通过反馈控制对马达10的驱动进行控制,以使编码器计数值θen1成为与目标换挡挡位对应而设定的目标计数值θcmd1。此外,驱动控制部513在编码器131异常的情况下,不使用编码器计数值θen1,而是通过按每规定时间对通电相进行切换的开环控制,从而能够将马达10驱动。异常判定部516对编码器131的异常进行判定。

第2微型计算机52具有角度运算部521、信号取得部522、驱动控制部523及异常判定部526等。角度运算部521将从编码器132输出的编码器信号sgn_e2的各相的脉冲边沿进行计数,运算编码器计数值θen2。信号取得部522从输出轴传感器162取得输出轴信号sgn_s2。

驱动控制部523对马达10的驱动进行控制,以使止动辊26与对应于目标换挡挡位的凹部22、23嵌合。驱动控制部523在编码器132正常的情况下,通过反馈控制对马达10的驱动进行控制,以使编码器计数值θen2成为与目标换挡挡位对应而设定的目标计数值θcmd2。此外,驱动控制部523在编码器132异常的情况下,不使用编码器计数值θen2,而是通过按每规定时间将通电相切换的开环控制,从而能够将马达10驱动。异常判定部526判定编码器132的异常。

编码器计数值θen1、θen2是与马达10的旋转位置对应的值。在本实施方式的反馈控制中,对马达10的驱动进行控制,以使作为马达角度的编码器计数值θen1、θen2成为作为目标旋转位置的目标计数值θcmd1、θcmd2。由于第1微型计算机51及第2微型计算机52的控制结构大致相同,所以以下以第1微型计算机51为中心说明控制的详细情况。另外,将在第2微型计算机52的运算中使用的值适当改称作第2系统的值。

这里,即使在一方的系统中发生了编码器异常,只要另一方的系统的编码器正常,就能够通过正常系统下的反馈控制将马达10驱动。例如在第2系统中发生编码器异常而第1系统中没有发生编码器异常的情况下,能够由第1系统继续反馈控制。因此,在第2系统中,不需要进行开环控制。此外,若在由第1系统进行反馈控制的状态下由第2系统进行开环控制,则有可能阻碍第1系统的反馈控制,无法进行正常的挡位切换。因此,在微型计算机51、52中,需要在掌握其他系统的异常状态的基础上转移至开环控制。但是,在微型计算机51、52完全独立而没有微型计算机间的信息交换的情况下,或者在由于通信异常等而无法共享异常信息的情况下,微型计算机51、52无法取得其他系统的异常信息。

因此,在本实施方式中,在发生了编码器异常的情况下,对开环控制开始设置延迟,判定作为控制对象的输出轴15是否正通过其他系统而动作,若输出轴15没有运动,则视为在其他系统中也发生了编码器异常,开始开环控制。

基于图5的流程图说明本实施方式的切换控制选择处理。该处理由微型计算机51、52分别按规定的周期(例如1[ms])执行。以下,将步骤s100的“步骤”省略,简单记作标记“s”。其他步骤也是同样的。这里,设为第1微型计算机51中的处理进行说明。

在s100中,异常判定部516判断是否发生了本系统的编码器异常。这里的编码器异常并不限于编码器131本身的异常,也包括配线的断线等,意味着无法取得正常的第1编码器信号sgn_e1的状态。在判断为没有发生编码器异常的情况下(s100:否),向s200转移,设为反馈控制下的挡位切换。在判断为发生了编码器异常的情况下(s100:是)向s300转移,设为开环控制下的挡位切换。在图中,将反馈记作“f/b”。

基于图6的流程图说明反馈控制下的挡位切换。在s201中,驱动控制部513判断是否有换挡挡位切换要求。在判断为没有换挡挡位切换要求的情况下(s201:否),不进行s202的处理,结束本例程。在判断为有换挡挡位切换要求的情况下(s201:是),向s202转移,通过反馈控制,开始马达10的驱动。

基于图7的流程图说明开环控制下的挡位切换。在s301中,与s201同样,驱动控制部513判断是否有换挡挡位切换要求。在判断为没有换挡挡位切换要求的情况下(s301:否),不进行s302以后的处理,结束本例程。在判断为有换挡挡位切换要求的情况下(s301:是),向s302转移。

在s302中,旋转判定部517基于从输出轴传感器161取得的输出轴信号sgn_s1,判断输出轴角度θs1是否变化了。在判断为输出轴角度θs1变化了的情况下(s302:是),向s303转移。在s303中,由于通过第2系统将马达10进行了驱动,所以驱动控制部513不转移到开环控制,将本系统下的挡位切换取消。在判断为输出轴角度θs1没有变化的情况下(s302:是),向s304转移。

在s304中,驱动控制部513判断是否经过了待机时间tw。在判断为没有经过待机时间tw的情况下(s304:否),不进行s305的处理,结束本例程。在判断为没有经过待机时间tw的情况下(s304:是),向s305转移,通过开环控制而开始马达10的驱动。

这里,基于图8说明待机时间tw。在图8中,示意地表示“游隙”的概念,记载了输出轴15和减速机14为一体并且马达轴105能够在减速机14的游隙的范围中移动的情况。另外,也可以构成为,马达轴105和减速机14为一体,在减速机14与输出轴15之间存在“游隙”。这里,马达轴105与输出轴15之间的“游隙”以存在于减速机14的齿轮与马达轴105之间的游隙为中心进行说明,但“游隙”能够理解为存在于马达轴105与输出轴15之间的游隙及间隙等的合计。以下,将马达轴105与输出轴15之间的游隙及间隙的合计设为“间隙g”。

这里,说明将换挡挡位从p挡位切换为notp挡位的例子。在图8中,示意性地表示了通过马达10的旋转而止动辊26从凹部23向凹部22移动的状况。在图8中,将马达10及输出轴15的旋转方向设为纸面左右方向进行说明。实际上,止动板21与输出轴15一体地旋转,从而止动辊26在凹部22、23间移动,但在图8中,为了说明而设为止动辊26与输出轴15一起移动的情况来图示。

如图8所示,在马达轴105与输出轴15之间设有减速机14,存在包括马达轴105与输出轴15之间的齿隙的游隙。例如在马达10是dc无刷马达的情况下,当向马达10的通电停止时,由于齿槽转矩的影响,有马达轴105在游隙的范围内旋转、马达轴105与减速机14分离的情况。

此外,如用箭头yg表示那样,在马达轴105与减速机14分离的状态下马达10旋转的情况下,在马达轴105与减速机14抵接为止的期间,马达10为空转状态,输出轴15不旋转。因此,即使马达10被驱动,在马达轴105在间隙g中空转的期间,输出轴15也不旋转,输出轴传感器161、162的检测值不变化。因此,在本实施方式中,为了防止其他系统侧的状态的误判定,将待机时间tw设定为马达轴105从间隙g的一端侧向另一端侧空转所需要的时间即间隙空转时间tg以上。以下,将在进行方向侧马达轴105与减速机14抵接的位置设为“间隙填满位置”。

基于图9~图11的时间图说明本实施方式的马达驱动控制。在图9~图11中,将共通时间轴设为横轴,从上段起,表示控制模式、换挡挡位的切换要求、以及角度。角度将编码器计数值θen1用实线表示,将目标计数值θcmd1用单点划线表示,将输出轴角度θs1用虚线表示。编码器计数值θen1及目标计数值θcmd1设为进行齿轮比换算后的值,以与输出轴角度θs1匹配。此外,将与p挡位对应的编码器计数值记作(p),将与notp挡位对应的角度记作(notp)。后述的图12及图13也是同样的。

在图9中表示两个系统都正常的情况。在时刻t10,若要求换挡挡位从p挡位切换为notp挡位,则切换要求成为开启(on)。在微型计算机51、52中,马达10的控制模式从待机模式切换为反馈模式,目标计数值θcmd1被设定。

即使马达10在时刻t10被驱动,在到成为间隙填满位置的时刻t11之前,输出轴15也不旋转,所以输出轴角度θs1不变化。此外,由于马达10的驱动开始,所以到达间隙填满位置为止所需要的时间比待机时间tw短。

若在时刻t11马达10被驱动直到间隙填满位置,则之后马达轴105和输出轴15成为一体而旋转。在止动辊26到达止动板21的凹部22、23间的顶点215(参照图8)的时刻t12之前,马达轴105先行,若超过顶点215,则在止动弹簧25的弹簧力下,输出轴15先行。在编码器计数值θen1到达包含目标计数值θcmd1的规定范围内的时刻t13,将控制模式切换为停止模式,进行用来使马达10停止的停止控制。在停止控制完成的时刻t14,将控制模式切换为待机模式。

在图10中,表示在一方的系统中发生了编码器异常而另一方的系统正常的情况。这里,假设第1系统正常并且在第2系统中发生了编码器异常而进行说明。

若在时刻t20要求换挡挡位切换,则与时刻t10同样,切换要求成为开启。在第1微型计算机51中,马达10的控制模式从待机模式切换为反馈模式,目标计数值θcmd1被设定。时刻t20~时刻t24的控制等与时刻t10~时刻t14是同样的,由于与双系统的反馈控制时相比转矩下降,所以需要比双系统驱动时长的时间。

即使在时刻t20开始马达10的驱动,也由于在成为间隙填满位置的时刻t21之间输出轴15不旋转,所以输出轴角度θs1不变化。在该例中,通过单系统的反馈控制将马达10驱动,到达间隙填满位置为止所需要的时间与双系统驱动时相比变长,但比待机时间tw短。即,若设双系统反馈控制时的间隙空转时间为tg_f2,设单系统反馈控制时的间隙空转时间为tg_f1,则与待机时间tw的关系成为式(1)。

tg_f2<tg_f1≦tw…(1)

这里,由于在第2系统中发生了编码器异常,所以在第2微型计算机52中,从待机模式切换为开环模式,但到待机时间tw经过为止的期间,不进行基于开环控制的向第2马达绕组12的通电。此外,由于开始了基于第1系统的反馈控制,所以在作为待机时间tw经过之前的定时的时刻t21输出轴15开始运动,所以在第2微型计算机52中,不进行开环控制,将切换取消。由此,第1系统下的反馈控制不被阻碍,能够将马达10适当地驱动。

图11表示在两个系统中发生了编码器异常的情况。若在时刻t30要求换挡挡位切换,则切换要求成为开启。在微型计算机51中,马达10的控制模式从待机模式切换为开环模式,但到待机时间tw经过为止的期间,不进行基于开环控制的向第1马达绕组11的通电。

在该例中,由于在第2系统中也发生了编码器异常,所以即使经过待机时间tw,输出轴15也不被驱动。因此,在经过了待机时间tw的时刻t32,开始开环控制,按每规定时间将通电相切换,直到与目标换挡挡位对应的设计值为止使马达10驱动。直到在时刻t33超过止动板21的顶点215为止,马达轴105先行,若超过顶点215则输出轴15先行。在时刻t34直到设计值为止使马达10旋转之后,在停止模式下进行停止控制,在停止控制完成的时刻t35,将控制模式切换为待机模式。

在开环控制时,由于与反馈控制时相比使马达10平缓地旋转,所以与反馈控制时相比,挡位切换需要较长的时间。另外,在图11中,为了进行说明而记载了编码器计数值θen1及目标计数值θcmd1,但在发生了编码器异常的情况下,实际上不检测编码器计数值θen1。后述的图12及图13的编码器计数值θen2及目标计数值θcmd2s也是同样的。

如以上说明,本实施方式的换挡挡位控制装置40,在具备马达10和输出轴15的线控换挡系统1中,通过对马达10的驱动进行控制来切换换挡挡位。马达10具有多组马达绕组11、12,通过向马达绕组11、12的通电而马达轴105旋转。马达轴105的旋转被传递给输出轴15。换挡挡位控制装置40具备按每个马达绕组11、12设置的多个微型计算机51、52。由于微型计算机51、52具备同样的结构,所以以下提及第1微型计算机51。

微型计算机51具备角度运算部511、信号取得部512、驱动控制部513和异常判定部516。角度运算部511从检测马达的旋转位置的编码器131取得编码器信号sgn_e1。信号取得部512从检测输出轴15的旋转位置的输出轴传感器161取得输出轴信号sgn_s1。驱动控制部513控制向马达绕组11的通电。异常判定部516判定编码器131的异常。

这里,将马达绕组11、12与对应的微型计算机51、52的组合作为系统。具体而言,第1马达绕组11与对应的第1微型计算机51的组合是第1系统,第2马达绕组12与对应的第2微型计算机52的组合是第2系统。

驱动控制部513在编码器131正常的情况下,使用编码器信号sgn_e1控制本系统的马达绕组11的通电。在编码器131发生了异常并且判定为在待机时间tw经过之前输出轴15旋转了的情况下(图7中的s302:是),驱动控制部513不进行向本系统的马达绕组11的通电。即,在待机时间tw经过之前输出轴15旋转了的情况下,判定为进行了其他系统下的反馈控制,将本系统下的开环控制取消。

此外,在编码器131发生了异常并且判定为即使待机时间tw经过输出轴15也没有旋转的情况下(s302:否,并且s304:是),不使用编码器信号sgn_e1地控制本系统的马达绕组11的通电。

在本实施方式中,在发生了编码器异常的情况下,在待机时间tw经过之后,通过不使用编码器计数值θen1、θen2的控制即开环控制来开始马达10的驱动,从而即使在编码器131、132发生了异常的情况下,也能够将马达10驱动而切换换挡挡位。此外,通过设置待机时间tw,即使在微型计算机51、52间无法共享有关编码器异常的信息的情况下,只要在待机时间tw经过之前作为控制对象的输出轴15旋转,也视为由其他系统进行了反馈控制,能够将向开环控制的转移适当地取消。换言之,在能够由其他系统进行反馈控制的状态下,能够防止由于转移到开环控制而阻碍其他系统的反馈控制。

在马达轴105与输出轴15之间形成有游隙。待机时间tw被设定为从马达10的驱动开始到输出轴15的驱动开始所需要的时间即间隙空转时间tg以上。能够防止将间隙空转状态误判定为编码器异常。

在本实施方式中,线控换挡系统1对应于“换挡挡位切换系统”,微型计算机51、52对应于“控制部”,角度运算部511、521对应于“马达旋转角信号取得部”,信号取得部512、522对应于“输出轴信号取得部”,编码器131、132对应于“马达旋转角传感器”。此外,编码器信号sgn_e1、sgn_e2对应于“马达旋转角信号”,间隙空转时间对应于“空转时间”。

(第2实施方式)

在图12及图13中表示第2实施方式。如在第1实施方式中说明那样,在两个系统都发生了编码器异常的情况下,在待机时间tw经过后向开环控制转移。这里,例如在对挡位切换要求进行识别的定时在第1微型计算机51和第2微型计算机52间偏差的情况下,有可能在系统间开始开环控制的定时偏差。

因此,在本实施方式中,设第1微型计算机51中的第1待机时间为tw1,设第2微型计算机52中的第2待机时间为tw2,在第1微型计算机51和第2微型计算机52中,使到开始开环控制为止的待机时间不同。即,在第1微型计算机51中,在s304的判定中使用第1待机时间tw1,在第2微型计算机52中,在s304的判定中使用第2待机时间tw2。在本实施方式中,这里设tw1<tw2而进行说明。

第1待机时间tw1与第1实施方式的待机时间tw同样,被设定为基于单系统反馈控制的间隙空转时间tg_f1以上。第2待机时间tw2对应于第1待机时间tw1及基于单系统开环控制的间隙空转时间tg_o1而设定。将待机时间tw1、tw2表示在式(2)、(3)中。

tw1≧tg_f1…(2)

tw2≧tw1+tg_o1…(3)

如图12所示,在第2系统中发生了编码器异常的情况以及在两个系统中发生了编码器异常的情况下,在时刻t40,要求换挡挡位切换,马达10的控制模式切换为开环模式。在第1微型计算机51中,在到第1待机时间tw1经过为止的期间,不进行基于开环控制的向第1马达绕组11的通电。此外,由于即使第1待机时间tw1经过,输出轴15也不被驱动,所以在经过了第1待机时间tw1的时刻t42,通过基于第1系统的开环控制,开始马达10的驱动。这里,由于tw1<tw2,所以在第2微型计算机52中,将本系统的挡位切换取消(图7中的s303),不进行开环控制。

如图13所示,在两个系统中发生编码器异常并且无法进行第1系统的开环控制下的驱动的情况下,即使待机时间tw2经过,输出轴15也不被驱动,所以在经过了待机时间tw2的时刻t51,通过基于第2系统的开环控制,开始马达10的驱动。时刻t41以后及时刻t51以后的控制等都是单系统下的开环驱动,与图11中的时刻t31以后的控制等是同样的。

相对于以编码器计数值θen1、θen2为触发而切换通电相的反馈控制,在开环控制中,在系统间取得通电切换定时的同步是困难的。因此,例如,若对换挡挡位切换要求进行识别的定时按每个系统而发生偏差、开始开环控制的定时发生偏差,则无法将马达10适当地驱动,有可能换挡挡位的切换失败。

因此,在本实施方式中,在发生了编码器异常的情况下,优先使用一方的系统,如果能够进行优先的系统下的开环控制,则不进行另一方的系统下的开环控制,从而在开环控制时通过1个系统将马达10驱动。由此,能够防止由开环控制的开始定时的偏差导致的不一致,能够适当地切换换挡挡位。

在本实施方式中,待机时间tw1、tw2按微型计算机51、52的每个而被设定为不同的值。详细地讲,第2微型计算机52的待机时间tw2被设定为对第1微型计算机51的待机时间tw1加上间隙空转时间tg_o1后的时间以上。由此,在发生了编码器异常的情况下,成为单系统的开环控制,不发生由系统间的控制定时的偏差导致的不一致,所以在编码器异常时也能够适当地切换换挡挡位。此外,起到与上述实施方式同样的效果。

在本实施方式中,第1微型计算机51对应于“第1控制部”,第2微型计算机52对应于“第2控制部”。另外,在控制部为3个以上的情况下,例如在将未图示的第3微型计算机理解为“第2控制部”、将第2微型计算机52理解为相对于第3微型计算机的“第1控制部”、将第3微型计算机的待机时间设为对第2微型计算机52的待机时间tw2加上间隙空转时间tg_o1后的时间以上的情况下,待机时间优选设定为,按每个控制部,分别增长间隙空转时间tg_o1。

(第3实施方式)

将第3实施方式表示在图14中。如图14所示,在本实施方式中,设有1个编码器133,来自编码器133的编码器信号sgn_e被向第1微型计算机51及第2微型计算机52共通地输入。该情况下,在编码器133中发生了异常的情况下,在第1系统及第2系统中同时成为编码器故障状态,所以不需要等待其他系统的反馈驱动。因此,在本实施方式中,将第1待机时间tw1设定为0。此外,第2待机时间tw2在式(3)中设定。

在本实施方式中,编码器133由多个微型计算机51、52共用,将作为1个控制部的第1微型计算机51的待机时间tw1设为0。由此,在编码器异常时,能够缩短到挡位切换开始为止的时间。此外,起到与上述实施方式同样的效果。

(其他实施方式)

在上述实施方式中,马达是dc无刷马达。在其他实施方式中,马达也可以是dc无刷马达以外的马达。在上述实施方式中,作为驱动电路的马达驱动器是3相逆变器。在其他实施方式中,也可以将驱动电路做成能够切换马达绕组的通电等那样的电路结构。在上述实施方式中,马达驱动控制系统设有两个系统。在其他实施方式中,也可以将马达驱动控制系统设置3个系统以上。

在上述实施方式中,马达旋转角传感器是3相编码器。在其他实施方式中,马达旋转角传感器也可以是2相编码器,并不限于编码器,也可以是旋转变压器等,使用怎样的结构都可以。在上述实施方式中,作为输出轴传感器而例示了电位差计。在其他实施方式中,输出轴传感器只要能够检测输出轴的旋转,是怎样的都可以。

在上述实施方式中,在止动板设置两个凹部。在其他实施方式中,凹部的数量并不限于两个,例如也可以按每个挡位设置凹部。此外,换挡挡位切换机构及驻车锁定机构等也可以与上述实施方式不同。

在上述实施方式中,在马达轴与输出轴之间设置减速机。关于减速机的详细情况,在上述实施方式中没有言及,例如可以是使用摆线齿轮、行星齿轮、从与马达轴大致同轴的减速机构向驱动轴传递转矩的正齿轮的结构、或将它们组合而使用的结构等,是怎样的结构都可以。此外,在其他实施方式中,也可以将马达轴与输出轴之间的减速机省略,也可以设置减速机以外的机构。以上,本发明完全不被上述实施方式限定,在不脱离其主旨的范围中能够以各种形态实施。

本发明中记载的控制部及其方法可以由通过构成被编程为执行由计算机程序具体化的一至多个功能的处理器及存储器而提供的专用计算机实现。或者,本发明中记载的控制部及其方法也可以由通过用一个以上的专用硬件逻辑电路构成处理器而提供的专用计算机实现。或者,本发明中记载的控制部及其方法也可以由通过由被编程为执行一至多个功能的处理器及存储器与由一个以上的硬件逻辑电路构成的处理器的组合构成的一个以上的专用计算机实现。此外,计算机程序也可以作为由计算机执行的指令而存储到计算机可读取的非移动有形记录介质中。

将本发明依据实施方式进行了记述。但是,本发明并不限定于该实施方式及构造。本发明也包含各种各样的变形例及等价的范围内的变形。此外,各种各样的组合及形态,进而在它们中仅包含一要素、其以上或其以下的其他的组合及形态,也落入在本发明的范畴及思想范围中。

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