專利名稱：線控?fù)Q擋裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及線控?fù)Q擋裝置(shift by wire apparatus)，該線控?fù)Q擋裝置安裝在車輛上，基于換擋操作驅(qū)動手動軸來使動作對象動作。
背景技術(shù)：
以往提出有如下的線控?fù)Q擋裝置，其具有對用于切換擋位的閥柱(spool)的位置進行檢測的閥柱位置傳感器，并且控制馬達，使得在通過選擇開關(guān)(換擋開關(guān))選擇了 P(駐車)擋、R(倒車)擋、N(空)擋、D(驅(qū)動)擋中的任意一擋時，基于來自閥柱位置傳感器的信號，使閥柱位于與所選擇的擋位對應(yīng)的位置(例如，參照專利文獻1)。在該裝置中， 使擋位切換的兩端分別對應(yīng)于D擋和P擋，并且設(shè)置用于在擋位切換的兩端限制馬達的旋轉(zhuǎn)的限制部(擋塊)，在位置傳感器出現(xiàn)異常時，如果選擇開關(guān)選擇了 D擋，則向D擋方向驅(qū)動馬達直到移動被限制為止，如果選擇開關(guān)沒有選擇D擋，則向P擋方向(與向D擋方向時的旋轉(zhuǎn)方向相反的方向)驅(qū)動馬達直到移動被限制為止，由此應(yīng)對閥柱位置傳感器的異
堂
巾ο專利文獻1 JP特開2007-139102號公報。

發(fā)明內(nèi)容
在上述的線控?fù)Q擋裝置中，雖然記載了在閥柱位置傳感器出現(xiàn)異常時的應(yīng)對方法，但是沒有提及在馬達角度傳感器出現(xiàn)異常時的應(yīng)對方法，該馬達角度傳感器是在對用于驅(qū)動閥柱的無刷式馬達的控制中所使用的傳感器。在馬達角度傳感器出現(xiàn)異常時，也可以停止驅(qū)動馬達，但是若考慮到線控?fù)Q擋裝置安裝在車輛上的情況，則即使馬達角度傳感器出現(xiàn)異常，也優(yōu)選恰當(dāng)?shù)剡M行應(yīng)對如回避該異常進行行駛的回避行使等。本發(fā)明的線控?fù)Q擋裝置的主要目的在于，更恰當(dāng)應(yīng)對在對使動作對象動作的電動機的控制中使用的旋轉(zhuǎn)角度傳感器的異常。本發(fā)明的線控?fù)Q擋裝置為了達到上述的主要目的而采用以下的手段。本發(fā)明的線控?fù)Q擋裝置，安裝在車輛上，基于換擋操作來驅(qū)動手動軸，從而使動作對象動作，其特征在于，具有電動機，具有旋轉(zhuǎn)軸，通過驅(qū)動該旋轉(zhuǎn)軸進行旋轉(zhuǎn)，來驅(qū)動所述手動軸進行旋轉(zhuǎn)；旋轉(zhuǎn)角度傳感器，為了控制所述電動機而檢測所述旋轉(zhuǎn)軸的旋轉(zhuǎn)角度； 軸位置傳感器，檢測所述手動軸的旋轉(zhuǎn)位置；控制裝置，在所述旋轉(zhuǎn)角度傳感器能夠正常發(fā)揮功能的通常情況下，進行通常情況控制，在該通常情況控制中，基于來自該旋轉(zhuǎn)角度傳感器的旋轉(zhuǎn)軸的旋轉(zhuǎn)角度來控制所述電動機，使得所述擋位傳感器檢測到的軸的旋轉(zhuǎn)位置在規(guī)定的范圍內(nèi)與目標(biāo)旋轉(zhuǎn)位置一致，在所述旋轉(zhuǎn)角度傳感器不能夠正常發(fā)揮功能的非通常情況下，進行非通常情況控制，在非通常情況控制中，開始進行一邊基于所述擋位傳感器檢測到的軸的旋轉(zhuǎn)位置來推測所述電動機的旋轉(zhuǎn)軸的旋轉(zhuǎn)方向一邊控制所述電動機的無傳感器控制，在來自所述擋位傳感器的旋轉(zhuǎn)位置在規(guī)定的范圍內(nèi)與目標(biāo)旋轉(zhuǎn)位置一致時，停止所述無傳感器控制。
在該本發(fā)明的線控?fù)Q擋裝置中，在對驅(qū)動手動軸使其旋轉(zhuǎn)的電動機的旋轉(zhuǎn)軸的旋轉(zhuǎn)角度進行檢測的旋轉(zhuǎn)角度傳感器正常發(fā)揮功能的通常情況下，進行如下的通常情況控制，即，基于來自旋轉(zhuǎn)角度傳感器的旋轉(zhuǎn)軸的旋轉(zhuǎn)角度控制電動機，使得來自對手動軸的旋轉(zhuǎn)位置進行檢測的擋位傳感器的軸的旋轉(zhuǎn)位置在規(guī)定的范圍內(nèi)與目標(biāo)旋轉(zhuǎn)位置一致，在旋轉(zhuǎn)角度傳感器不能夠正常發(fā)揮功能的非通常情況下，進行如下的非通常情況控制，即，開始進行一邊基于來自擋位傳感器的軸的旋轉(zhuǎn)位置推測電動機的旋轉(zhuǎn)軸的旋轉(zhuǎn)方向一邊控制電動機的無傳感器控制，在來自擋位傳感器的旋轉(zhuǎn)位置在規(guī)定的范圍內(nèi)與目標(biāo)旋轉(zhuǎn)位置一致時，停止無傳感器控制。由此，即使在旋轉(zhuǎn)角度傳感器不能夠正常發(fā)揮功能的非通常情況下，也能夠使手動軸的旋轉(zhuǎn)位置在規(guī)定的范圍內(nèi)與目標(biāo)旋轉(zhuǎn)位置一致，來使動作對象動作。 結(jié)果，能夠適當(dāng)?shù)貞?yīng)對旋轉(zhuǎn)角度傳感器的異常。在這樣的本發(fā)明的線控?fù)Q擋裝置中，所述電動機為3相同步電動機，所述旋轉(zhuǎn)角度傳感器具有與各相對應(yīng)的3個元件，以便檢測所述電動機的轉(zhuǎn)子的旋轉(zhuǎn)角度，所述控制裝置，在所述旋轉(zhuǎn)角度傳感器出現(xiàn)異常時，若所述3個元件中的任意一個元件出現(xiàn)上述異常，則判斷為所述通常情況，基于所述軸位置傳感器檢測到的軸的旋轉(zhuǎn)位置，推測所述電動機的旋轉(zhuǎn)方向，并基于所推測的所述旋轉(zhuǎn)方向和正常的其他的兩個元件輸出的信號，進行所述通常情況控制，若所述3個元件中的2個以上的元件出現(xiàn)所述異常，則判斷為所述非通常情況，并進行所述非通常情況控制。這樣，即使旋轉(zhuǎn)角度傳感器所具有的3個元件中的1 個元件出現(xiàn)異常，也能夠與通常情況相同地進行控制。另外，在本發(fā)明的線控?fù)Q擋裝置中，所述控制裝置在所述非通常情況下以如下方式控制所述電動機以比所述通常情況低的轉(zhuǎn)速使所述軸的旋轉(zhuǎn)位置向所述目標(biāo)旋轉(zhuǎn)位置移動。這樣，在非通常情況下能夠更可靠地使軸的旋轉(zhuǎn)位置移動至目標(biāo)旋轉(zhuǎn)位置。另外，在本發(fā)明的線控?fù)Q擋裝置中，所述車輛安裝有自動變速器，所述自動變速器具有將來自原動機的動力傳遞至車軸的離合器，在從開始進行所述非通常情況控制起經(jīng)過了規(guī)定時間時，所述控制裝置停止控制所述電動機，并且控制所述離合器以使原動機與車軸分離。這樣，即使沒有正常進行非通常情況控制時，也能夠抑制預(yù)想不到的動力輸出至車軸O而且，在本發(fā)明的線控?fù)Q擋裝置中，所述車輛安裝有自動變速器，所述自動變速器具有的離合器借助經(jīng)由與手動軸連動的手動閥供給的流體壓來進行動作，所述動作對象為所述手動閥，另外，所述動作對象也能夠為伴隨所述手動軸的驅(qū)動而進行動作的駐車鎖止機。


圖1是表示安裝作為本發(fā)明的一個實施例的線控?fù)Q擋裝置的汽車10的概略結(jié)構(gòu)的結(jié)構(gòu)圖。圖2是表示自動變速器20的動作表的說明圖。圖3是表示液壓回路50的概略結(jié)構(gòu)的結(jié)構(gòu)圖。圖4是表示手動閥56的驅(qū)動系統(tǒng)的概略結(jié)構(gòu)的結(jié)構(gòu)圖。圖5是表示SBflfE⑶80的概略結(jié)構(gòu)的結(jié)構(gòu)圖。圖6是表示通過SBffE⑶80執(zhí)行的控制模式設(shè)定處理過程的一個例子的流程圖。
圖7是表示通常情況控制過程的一個例子的流程圖。圖8是表示軸位置P0S、閥位置VP、馬達旋轉(zhuǎn)次數(shù)之間的關(guān)系的說明圖。圖9是表示故障時控制過程的一個例子的流程圖。圖10是表示馬達轉(zhuǎn)速、驅(qū)動時間之間的關(guān)系的說明圖。圖11是駐車鎖止機構(gòu)180的驅(qū)動系統(tǒng)的概略結(jié)構(gòu)的結(jié)構(gòu)圖。
具體實施例方式接著，利用實施例說明用于實施本發(fā)明的最佳方式。圖1是表示安裝作為本發(fā)明的一個實施例的線控?fù)Q擋裝置的汽車10的概略結(jié)構(gòu)的結(jié)構(gòu)圖，圖2表示自動變速器20的動作表，圖3是表示液壓回路50的概略結(jié)構(gòu)的結(jié)構(gòu)圖， 圖4是表示手動閥56的驅(qū)動系統(tǒng)的概略結(jié)構(gòu)的結(jié)構(gòu)圖。如圖1所示，實施例的汽車10具有作為內(nèi)燃機的發(fā)動機12，通過燃燒汽油或輕油等烴類燃料輸出動力；發(fā)動機用電子控制單元(以下，稱為發(fā)動機ECU) 16，控制發(fā)動機12使其進行運轉(zhuǎn)；帶鎖止離合器的液力變矩器對，安裝在發(fā)動機12的曲軸14上；有級的自動變速器20，輸入軸21與該液力變矩器 24的輸出側(cè)連接，輸出軸22經(jīng)由齒輪機構(gòu)沈以及差速齒輪28與驅(qū)動輪18a、18b連接，將輸入輸入軸21的動力變速，然后傳遞至輸出軸22 ；自動變速器用電子控制單元(以下，稱為ATE⑶) 及線控?fù)Q擋系統(tǒng)用電子控制單元(以下，稱為SBffE⑶)80，控制自動變速器20 ； 主電子控制單元(以下，稱為主E⑶)90，控制整個車輛。如圖1所示，自動變速器20為6級變速的有級變速器，具有單小齒輪式的行星齒輪機構(gòu)30、拉威挪式的行星齒輪機構(gòu)40、3個離合器C1、C2、C3、2個制動器B1、B2、單向離合器F1。單小齒輪式的行星齒輪機構(gòu)30具有作為外齒齒輪的太陽齒輪31、配置為與該太陽齒輪31同心的作為內(nèi)齒齒輪的齒圈32、與太陽齒輪31嚙合并且與齒圈32嚙合的多個小齒輪33、將多個小齒輪33保持為能夠自由自轉(zhuǎn)且公轉(zhuǎn)的行星架34，太陽齒輪31固定在箱體上，齒圈32與輸入軸21連接。拉威挪式的行星齒輪機構(gòu)40具有作為外齒齒輪的2個太陽齒輪41a、41b、作為內(nèi)齒齒輪的齒圈42、與太陽齒輪41a嚙合的多個短小齒輪43a、與太陽齒輪41b及多個短小齒輪43a嚙合并且與齒圈42嚙合的多個長小齒輪43b、與多個短小齒輪 43a以及多個長小齒輪4 連接并且將它們保持為能夠自由自轉(zhuǎn)且公轉(zhuǎn)的行星架44，太陽齒輪41a經(jīng)由離合器Cl與單小齒輪式的行星齒輪機構(gòu)30的行星架34連接，太陽齒輪41b 經(jīng)由離合器C3與行星架34連接，并且經(jīng)由制動器Bl與箱體連接，齒圈42與輸出軸22連接，行星架44經(jīng)由離合器C2與輸入軸21連接。另外，通過制動器B2的接合分離，行星架 44能夠自由旋轉(zhuǎn)或被固定，并且通過單向離合器F1，能夠?qū)⑿行羌?4的旋轉(zhuǎn)限制為朝向一個方向。在這樣構(gòu)成的自動變速器20中，如圖2的動作表所示，通過離合器Cl C3的接合分離和制動器B1、B2的接合分離的組合，能夠在前進1擋 6擋、后退擋和空擋之間進行切換。如圖2所示，前進1擋的狀態(tài)能夠通過使離合器Cl接合并且使離合器C2、C3和制動器B1、B2分離(發(fā)動機制動時，使制動器B2接合)來形成，前進2擋的狀態(tài)能夠通過使離合器Cl和制動器Bl接合并且使離合器C2、C3和制動器B2分離來形成，前進3擋的狀態(tài)能夠通過使離合器Cl、C3接合并且使離合器C2和制動器Bi、B2分離來形成，前進4擋的狀態(tài)能夠通過使離合器Cl、C2接合并且使離合器C3和制動器Bi、B2分離來形成，前進5擋的狀態(tài)能夠通過使離合器C2、C3接合并且使離合器Cl和制動器B1、B2分離來形成，前進6 擋的狀態(tài)能夠通過使離合器C2和制動器Bl接合并且使離合器Cl、C3和制動器B2分離來形成。另外，后退擋的狀態(tài)能夠通過使離合器C3和制動器B2接合并且使離合器Cl、C2和制動器Bl分離來形成?？論醯臓顟B(tài)能夠通過使所有的離合器Cl C3和制動器Bi、B2分離來形成。自動變速器20的離合器Cl C3、制動器B1、B2通過液壓回路50被驅(qū)動。如圖3 所示，該液壓回路50包括機械式液壓泵52，利用來自發(fā)動機12的動力從過濾網(wǎng)51吸引并壓送工作油；調(diào)節(jié)器閥M，對通過機械式液壓泵52壓送來的工作油的壓力(主壓PL)進行調(diào)節(jié)；線性電磁閥SLT，利用從主壓PL經(jīng)由未圖示的調(diào)節(jié)閥而輸入的調(diào)節(jié)壓PMOD來驅(qū)動調(diào)節(jié)器閥討；手動閥56，具有用于輸入主壓PL的輸入口 56a、D擋用輸出口 56b、R擋用輸出口 56c ；線性電磁閥SLCl，輸入來自手動閥56的D擋用輸出口 56b的驅(qū)動壓PD，并且，對驅(qū)動壓PD進行調(diào)壓然后輸出至離合器Cl。此外，在實施例中，省略了離合器Cl以外的離合器 〇2丄3、制動器附、82的液壓系統(tǒng)，但是這些液壓系統(tǒng)能夠利用公知的線性電磁閥等構(gòu)成。如圖4所示，手動閥56具有手動板62，安裝在手動軸60上；閥柱64，在前端形成有L字狀的鉤64a，該鉤6 掛接于長孔6 上，該長孔6 形成于該手動板62中的相對于手動軸60的旋轉(zhuǎn)軸偏心的位置(端部)上；臺肩57，其形成在閥柱64上，電動馬達66 的旋轉(zhuǎn)軸66a經(jīng)由減速齒輪68與手動軸60連接，通過驅(qū)動電動馬達66，使手動軸60的旋轉(zhuǎn)運動轉(zhuǎn)變?yōu)殚y柱64的直線運動，對應(yīng)于閥柱64的沖程量，能夠在切斷輸入口 56a與兩輸出口 5乩、56(之間的連通的狀態(tài)、將輸入口 56a與D擋用輸出口 5 連通并且切斷輸入口 56a與R擋用輸出口 56c之間的連通的狀態(tài)、切斷輸入口 56a與D擋用輸出口 56b之間的連通并且將輸入口 56a與R擋用輸出口 56c連通的狀態(tài)之間切換。在手動板62上設(shè)置有止動機構(gòu)70，該止動機構(gòu)70具有板狀的止動彈簧74，其基端通過螺栓固定在自動變速器 20的箱體上；輥76，能夠自由旋轉(zhuǎn)地安裝在止動彈簧74的前端，并壓接在凸輪面72上，該凸輪面72是通過在手動板62的端部交替地形成山部及谷部而成的。詳細(xì)內(nèi)容未圖示，ATEOT^構(gòu)成為以CPU為中心的微處理器，除了 CPU以外，還具有用于存儲處理程序的ROM、用于暫時存儲數(shù)據(jù)的RAM、輸入口、輸出口、通信口。經(jīng)由輸入口將基于安裝在輸入軸21上的轉(zhuǎn)速傳感器得到的輸入軸轉(zhuǎn)速Mn、基于安裝在輸出軸22上的轉(zhuǎn)速傳感器得到的輸出軸旋轉(zhuǎn)速Nout等輸入ATEOT^，從ATEOT^經(jīng)由輸出口向線性電磁閥SLT、SLCl等電磁閥輸出驅(qū)動信號等。ATEOT^與主E⑶90進行通信，根據(jù)來自主E⑶90 的控制信號控制自動變速器20 (液壓回路50)，或者根據(jù)需要將與自動變速器20的狀態(tài)相關(guān)的數(shù)據(jù)輸出至主E⑶90。如圖5所示，SBflfE⑶80以作為中央運算處理電路的CPU82為中心，除了 CPU82之外還具有5V電源電路81，用于向各部分供電；CAN(ControIler Area Network 控制器局域網(wǎng))電路84，用于與主E⑶90進行CAN通信；作為3相無刷式馬達的電動馬達66，伴隨驅(qū)動旋轉(zhuǎn)軸66a旋轉(zhuǎn)而驅(qū)動手動軸60 ；驅(qū)動電路85，用于驅(qū)動電動馬達66 ；軸位置傳感器86， 檢測手動閥56的手動軸60的旋轉(zhuǎn)角；無刷式馬達控制用的馬達角度傳感器88，檢測電動馬達66的旋轉(zhuǎn)角。馬達角度傳感器88由與電動馬達66的各相(U相、V相、W相)相對應(yīng)的3個霍爾集成電路(霍爾IC)構(gòu)成，通過檢測以電角60°為單位進行切換的各霍爾集成電路的輸出電壓，來檢測轉(zhuǎn)子的磁極位置。
詳細(xì)內(nèi)容省略圖示，主E⑶90構(gòu)成為以CPU為中心的微處理器，除了 CPU之外還具有用于存儲處理程序的ROM、用于暫時存儲數(shù)據(jù)的RAM、輸入口、輸出口、通信口。經(jīng)由輸入口將基于檢測換擋手柄91的操作位置的擋位傳感器92得到的擋位SP、基于檢測油門踏板 93的踏入量的油門踏板位置傳感器94得到的油門開度Acc、基于檢測是否踏下制動踏板95 的制動開關(guān)96得到的制動開關(guān)信號BSW、基于車速傳感器98得到的車速V等輸入主ECU90， 從主E⑶90經(jīng)由輸出口向警告燈99輸出點亮信號等。如上所述，主E⑶90經(jīng)由通信口與發(fā)動機ECU16、ATECU29、SBWECU80連接，與發(fā)動機ECU16、ATECU29、SBWECU80交換各種控制信號和數(shù)據(jù)。這樣構(gòu)成的實施例的汽車10，在通常情況下，主E⑶90將與換擋手柄91的位置對應(yīng)的換擋指令信號發(fā)送至SBffE⑶80和ATEOT^，接收了換擋指令信號(擋位SP)的 SBTO⑶80基于來自軸位置傳感器86的軸位置POS，通過驅(qū)動電路85控制驅(qū)動電動馬達66， 以使手動閥56移動至與擋位SP對應(yīng)的閥位置，接收了換擋指令信號的ATECU^基于擋位 SP控制各線性電磁閥，以使對應(yīng)的離合器Cl C3、制動器Bi、B2接合分離。此外，在換擋手柄91被換擋操作至驅(qū)動⑶擋時，將來自油門踏板位置傳感器94的油門開度Acc和來自車速傳感器98的車速V發(fā)送至ATEOT^，接收了油門開度Acc和車速V的ATEOT^基于油門開度Acc和車速V，并利用變速圖譜(shift map)來設(shè)定前進1擋 前進6擋中的任意一個擋，并且在離合器Cl C3和制動器B1、B2中，為了與所設(shè)定的變速擋相對應(yīng)而需要的離合器、制動器處于接合狀態(tài)，控制驅(qū)動對應(yīng)的線性電磁閥。接著，說明這樣構(gòu)成的汽車10的動作、尤其說明馬達角度傳感器88出現(xiàn)故障時的 SBffE⑶80的動作。圖6是表示通過SBffE⑶80執(zhí)行的控制模式設(shè)定處理過程的一個例子的流程圖。該過程每隔規(guī)定時間(例如，每隔數(shù)十msec)反復(fù)進行。在執(zhí)行控制模式設(shè)定處理過程時，SBffE⑶80的CPU82首先執(zhí)行如下處理，即輸入來自軸位置傳感器86的軸位置P0S、來自馬達角度傳感器88的3個霍爾集成電路的霍爾集成電路信號HU、HV、HW等數(shù)據(jù)(步驟S100)。
接著，進行霍爾集成電路的故障判斷(步驟S110)。在此，例如，基于軸位置傳感器 86所檢測出的軸位置POS的隨時間變化量，判斷手動軸60的旋轉(zhuǎn)方向是正轉(zhuǎn)還是反轉(zhuǎn)，由此判斷電動馬達66的旋轉(zhuǎn)方向，并且，根據(jù)電動馬達66的旋轉(zhuǎn)方向、馬達角度傳感器88上一次檢測出的各霍爾集成電路信號、圖5所示的信號圖案，推測馬達角度傳感器88下一次將要檢測出的信號，將所推測的信號與實際上通過馬達角度傳感器88本次檢測出的各霍爾集成電路信號HU、HV、HW進行比較，來判斷霍爾集成電路是否出現(xiàn)故障。該比較是對各信號HU、HV、HW分別進行的，并對各霍爾集成電路單獨地進行故障的判斷。在判斷為3個霍爾集成電路全部正常時(步驟S120)，設(shè)定為利用來自馬達角度傳感器88的霍爾集成電路信號HU、HV、HW來控制電動馬達66的通常情況控制模式(步驟 S130)，在判斷為3個霍爾集成電路中的某些霍爾集成電路出現(xiàn)故障時，判斷是否為1個霍爾集成電路出現(xiàn)該故障(步驟S140)，在1個霍爾集成電路出現(xiàn)故障時，設(shè)定為利用正常的 2個信號來控制電動馬達66的上述的通常情況控制模式(步驟S130)，在2個以上的霍爾集成電路出現(xiàn)故障時，設(shè)定為故障時控制模式(步驟S150)，然后結(jié)束本過程，在上述故障時控制模式中，不利用來自馬達角度傳感器88的霍爾集成電路信號HU、HV、HW，而以未利用傳感器的方式控制電動馬達66。接著，說明通常情況控制模式下的動作。圖7是表示通常情況控制過程的一個例子的流程圖。在該過程中，輸入由擋位傳感器92檢測出且通過通信從主E⑶90發(fā)送來的擋位SP、來自軸位置傳感器86的軸位置POS等數(shù)據(jù)(步驟S200)，基于所輸入的擋位SP，設(shè)定手動閥56的目標(biāo)位置即目標(biāo)閥位置VP*，并且基于所輸入的軸位置P0S，設(shè)定當(dāng)前的手動閥 56的位置即閥位置VP(步驟S210)，將目標(biāo)閥位置VP*與當(dāng)前的閥位置VP進行比較(步驟 S220)。在此，對于閥位置VP，預(yù)先求出軸位置POS與閥位置VP之間的關(guān)系，并作為圖表存儲在ROM中，在給予了軸位置POS時，根據(jù)圖表導(dǎo)出對應(yīng)的閥位置VP。該圖表的一個例子示出在圖8中。在目標(biāo)閥位置VP*與當(dāng)前的閥位置VP—致時，不需要移動手動閥56，而直接結(jié)束本過程，在目標(biāo)閥位置VP*與當(dāng)前的閥位置VP不一致時，再輸入來自馬達角度傳感器88的各霍爾集成電路信號HU、HV、HW(步驟S230)，在通過控制模式設(shè)定處理過程判定為馬達角度傳感器88的3個霍爾集成電路都正常時，基于所輸入的各霍爾集成電路信號HU、 HV、冊設(shè)定馬達旋轉(zhuǎn)角θ m(步驟S250)，基于目標(biāo)閥位置VP*、當(dāng)前的閥位置VP、馬達旋轉(zhuǎn)角 θ m,生成用于驅(qū)動電動馬達66的PWM(脈寬調(diào)制)信號(步驟S280)，通過將所生成的PWM 信號輸出至驅(qū)動電路85來控制驅(qū)動電動馬達66 (步驟S^O)。然后，輸入軸位置POS (步驟 S300)，并且基于所輸入的軸位置POS設(shè)定當(dāng)前的閥位置VP (步驟S310)，在目標(biāo)閥位置VP* 與當(dāng)前的閥位置VP不一致時(步驟S320)，返回步驟S230，反復(fù)進行步驟S230 S320的處理，在目標(biāo)閥位置VP*與當(dāng)前的閥位置VP —致時，結(jié)束本過程。在步驟S240判斷出馬達角度傳感器88的3個霍爾集成電路中的任意一個發(fā)生故障時，將用于使警告燈99點亮的控制信號發(fā)送至主E⑶90 (步驟S260)，基于3個霍爾集成電路中的2個信號和來自軸位置傳感器86的軸位置POS設(shè)定馬達旋轉(zhuǎn)角θ m (步驟S270)， 進行步驟S280以后的處理。3個霍爾集成電路信號HU、HV、冊的相位彼此錯開60°的電角，因而，通過基于軸位置POS的時間變化量確定電動馬達66的旋轉(zhuǎn)方向，由此能夠通過電動馬達66的旋轉(zhuǎn)方向、2個霍爾集成電路信號、霍爾集成電路信號的周期推測剩余的1個信號。因此，即使馬達角度傳感器88的3個霍爾集成電路中的任意一個出現(xiàn)故障，也能夠設(shè)定馬達旋轉(zhuǎn)角θ m，能夠基于該馬達旋轉(zhuǎn)角θ m控制電動馬達66。接著，說明故障時控制模式時的動作。圖9是表示故障時控制過程的一個例子的流程圖。在該過程中，輸入擋位SP、軸位置POS等數(shù)據(jù)(步驟S400)，基于所輸入的擋位SP， 設(shè)定目標(biāo)閥位置VP*，并且基于所輸入的軸位置P0S，設(shè)定當(dāng)前的閥位置VP (步驟S410)，將目標(biāo)閥位置VP*與當(dāng)前的閥位置VP進行比較(步驟S420)。在目標(biāo)閥位置VP*與當(dāng)前的閥位置VP —致時，不需要移動手動閥56，因而直接結(jié)束本過程，在目標(biāo)閥位置VP*與當(dāng)前的閥位置VP不一致時，使計時器T開始計時(步驟S430)，進行強制換向(與電動馬達66的轉(zhuǎn)子位置無關(guān)地?fù)Q向)來為利用傳感器的情況下強制驅(qū)動電動馬達66 (步驟S440)。圖10表示馬達轉(zhuǎn)速與驅(qū)動時間之間的關(guān)系。如圖所示，在通常情況控制過程中，以高電流且高頻率驅(qū)動電動馬達66，從而使轉(zhuǎn)速增高，使手動閥56快速地移動至目的位置，在故障時控制過程中，為了使手動閥56可靠地移動至目的位置，以比通常情況低的低電流且低頻率驅(qū)動電動馬達66，從而降低電動馬達66的轉(zhuǎn)速。而且，判斷從計時器T開始計時起是否經(jīng)過了規(guī)定時間(規(guī)定時間是否已到)(步驟S450)，在判斷為規(guī)定時間還沒有到時，如上所述，基于軸位置傳感器86所檢測出的軸位置POS的隨時間變化量，判斷手動軸60的旋轉(zhuǎn)方向(步驟S460)，并判斷所判斷的手動軸60的旋轉(zhuǎn)方向是否與手動閥56向目標(biāo)閥位置VP*接近的方向一致(步驟S470)，在一致時，輸入軸位置POS (步驟S480)，基于所輸入的軸位置POS 設(shè)定當(dāng)前的閥位置VP (步驟S490)，在目標(biāo)閥位置VP*與當(dāng)前的閥位置VP不一致時(步驟 S500)，返回步驟S440，反復(fù)進行步驟S440 S500的處理，在目標(biāo)閥位置VP*與當(dāng)前的閥位置VP —致時，結(jié)束本過程。在步驟S470中，手動軸60的旋轉(zhuǎn)方向不與手動閥56向目標(biāo)閥位置VP*接近的方向一致時，停止電動馬達66的驅(qū)動(步驟S510)，再次返回步驟S440，通過強制換向強制驅(qū)動電動馬達66。在這樣的電動馬達66的驅(qū)動控制在規(guī)定時間內(nèi)沒有結(jié)束而規(guī)定時間已到時(步驟S450)，向ATEOT^發(fā)送使離合器Cl C3和制動器B1、B2分離的控制指令，以使發(fā)動機12的曲軸14與車軸分離(步驟S520)，然后結(jié)束本過程。根據(jù)以上說明的實施例的線控?fù)Q擋裝置，判斷對使手動閥56動作的電動馬達66 的旋轉(zhuǎn)軸66a(轉(zhuǎn)子)的旋轉(zhuǎn)角度進行檢測的馬達角度傳感器88是否出現(xiàn)故障，在沒有出現(xiàn)故障時，基于來自馬達角度傳感器88的馬達旋轉(zhuǎn)角θ m控制電動馬達66，以使手動閥 56移動至與來自換擋手柄91的擋位SP相對應(yīng)的閥位置(通常情況控制模式)，在馬達角度傳感器88出現(xiàn)故障時，一邊基于來自軸位置傳感器86的軸位置POS的隨時間變化量來確認(rèn)手動軸60的旋轉(zhuǎn)方向(電動馬達66的旋轉(zhuǎn)方向)，一邊通過強制換向強制驅(qū)動電動馬達66 (故障時控制模式)，以使手動閥56移動至與來自換擋手柄91的擋位SP相對應(yīng)的閥位置，因而，即使在馬達角度傳感器88出現(xiàn)故障，也能夠通過上述方法適當(dāng)?shù)剡M行應(yīng)對。 而且，在故障時控制模式時，與通常情況控制模式時相比，以低電流且低頻率驅(qū)動電動馬達 66，抑制其轉(zhuǎn)速，由此，能夠使手動閥56更可靠地移動至與擋位SP相對應(yīng)的位置。另外，根據(jù)實施例的線控?fù)Q擋裝置，在馬達角度傳感器88的3個霍爾集成電路中的僅一個霍爾集成電路出現(xiàn)故障時，基于剩余的2個霍爾集成電路、手動軸60的旋轉(zhuǎn)方向 (電動馬達66的旋轉(zhuǎn)方向)、霍爾集成電路信號的周期，推測馬達旋轉(zhuǎn)角θ m,并且基于所推測的馬達旋轉(zhuǎn)角θ m來控制電動馬達66，因此能夠通過與通常情況相同的控制來使手動閥 56動作。對于實施例的線控?fù)Q擋裝置，以適用于使手動閥56動作的電動馬達66的馬達角度傳感器88出現(xiàn)故障時的處理的情況進行了說明，但是不限于此，如圖11所示，也可以適用于使駐車鎖止機構(gòu)180動作的電動馬達166的馬達角度傳感器出現(xiàn)故障時的處理。駐車鎖止機構(gòu)180具有駐車齒輪182，安裝在自動變速器20的齒輪機構(gòu)沈上；駐車桿184，在與駐車齒輪182嚙合使其旋轉(zhuǎn)停止的狀態(tài)下進行鎖止；駐車棒186 ；駐車凸輪188，設(shè)置在駐車棒186的前端，通過使駐車棒186滑動，將駐車桿184向駐車齒輪182側(cè)按壓，或解除該按壓。駐車棒186的基端形成有L字狀的鉤186a，該鉤186a掛接在形成在手動板162的相對于手動軸160的旋轉(zhuǎn)軸偏心的位置上的孔中。因此，通過電動馬達166使手動軸160 正轉(zhuǎn)，由此鎖止駐車齒輪182(參照圖11中的(a))，并且通過使手動軸160反轉(zhuǎn)解除對駐車齒輪182的鎖止(參照圖11中的(b))。此外，與實施例相同，在手動板162上設(shè)置有止動機構(gòu)170，該止動機構(gòu)170具有止動彈簧174、壓接在形成于手動板162的端部上的凸輪面 72上的輥176?，F(xiàn)在，如果考慮安裝有發(fā)動機、第一馬達、具有與發(fā)動機的曲軸、馬達MGl的旋轉(zhuǎn)軸、與車軸連接的驅(qū)動軸分別連接的3個旋轉(zhuǎn)構(gòu)件的行星齒輪機構(gòu)、與驅(qū)動軸連接的第二馬達的混合動力汽車，則能夠在不具備液壓回路的情況下，使來自發(fā)動機的動力自由變速然后輸出至驅(qū)動軸來進行行駛，因此，如上所述，考慮如下的線控?fù)Q擋系統(tǒng)，即，在換擋手柄被操作至P(駐車)擋時，使駐車鎖止機構(gòu)180動作，在被操作至P擋以外的擋位(例如， D(驅(qū)動)擋或空(N)擋)時，解除駐車鎖止機構(gòu)180的動作。在該線控?fù)Q擋系統(tǒng)中，因為手動板162的位置僅在2個位置之間進行切換即可，所以如果在止動機構(gòu)170的凸輪面172 的移動端設(shè)置壁，驅(qū)動電動馬達166使輥176按壓在壁上，則不需要在手動軸160上安裝軸位置傳感器，但是由于進行位置變更會出現(xiàn)機械沖擊，所以如果考慮耐久性，則為了提高強度需要使手動板162變厚，從而大型化，這樣就不利于安裝在嚴(yán)格地控制空間的車輛上。另外，在SBflfE⑶100的CPU102出現(xiàn)故障時，由于手動軸160的位置變得不明確，所以ATEOTffl 不得不使所有的離合器分離形成空(N)擋，從而不能夠回避該異常進行回避行駛。在變形例中，為了避免這樣的缺陷，在手動軸160上安裝軸位置傳感器108。因此，即使在變形例中，也能夠適用與實施例相同的處理。在實施例的線控?fù)Q擋裝置中，在馬達角度傳感器88中的3個霍爾集成電路中僅一個霍爾集成電路出現(xiàn)故障時，通過正常的剩余的2個霍爾集成電路推測馬達旋轉(zhuǎn)角θ m，從而在通常情況控制模式下，控制驅(qū)動電動馬達66，但是，也可以在故障時控制模式下，在未利用傳感器的情況下控制驅(qū)動電動馬達66。實施例的線控?fù)Q擋裝置適用于6級變速的有級變速器，但是不限于此，能夠適用于2 5級變速的有級變速器，而且能夠適用于7級以上的有級變速器。在實施例的線控?fù)Q擋裝置中，由兩個電子控制單元構(gòu)成主E⑶90和ATEOT^，也可以由三個以上的電子控制單元構(gòu)成，也可以由一個電子控制單元構(gòu)成。實施例的線控?fù)Q擋裝置適用于安裝有作為內(nèi)燃機的發(fā)動機12的汽車10，但是可以適用于具有內(nèi)燃機和電動機的混合動力車。另外，可以適用于僅安裝有行駛用的電動機的電動汽車。在此，說明實施例的主要的構(gòu)件與發(fā)明內(nèi)容中記載的發(fā)明的主要的構(gòu)件之間的對應(yīng)關(guān)系。在實施例中，作為無刷式馬達的電動馬達66相當(dāng)于“電動機”，用于檢測電動馬達 66的旋轉(zhuǎn)軸66a的旋轉(zhuǎn)角的馬達旋轉(zhuǎn)角傳感器114相當(dāng)于“旋轉(zhuǎn)角度傳感器”，軸位置傳感器86相當(dāng)于“軸位置傳感器”，SBffE⑶80相當(dāng)于“控制裝置”。在此，“電動機”不限于無刷式馬達，只要是檢測旋轉(zhuǎn)軸的旋轉(zhuǎn)位置并且利用檢測出的旋轉(zhuǎn)位置進行控制的類型的電動機即可，例如DC無刷式馬達、SR馬達(開關(guān)磁阻馬達)等同步電動機等。此外，實施例的主要的構(gòu)件與發(fā)明內(nèi)容中記載的發(fā)明的主要的構(gòu)件之間的對應(yīng)關(guān)系為，實施例是具體說明用于實施發(fā)明內(nèi)容中記載的發(fā)明的最佳方式的一個例子，因此，不對發(fā)明內(nèi)容中記載的發(fā)明的構(gòu)件進行限定。即，對發(fā)明內(nèi)容中記載的發(fā)明的解釋基于其記載來進行，實施例僅是發(fā)明內(nèi)容中記載的發(fā)明的具體的一個例子。以上，利用實施例說明用于實施本發(fā)明的最佳方式，本發(fā)明不被這些實施例限定， 在不脫離本發(fā)明的宗旨的范圍內(nèi)，能夠以各種方式進行實施。本申請以2009年3月M日申請的日本國專利申請第2009-072065號主張優(yōu)先權(quán)， 通過引用，在本說明書中包括其所有的內(nèi)容。產(chǎn)業(yè)上的可利用性本發(fā)明能夠用于汽車產(chǎn)業(yè)。
權(quán)利要求
1.一種線控?fù)Q擋裝置，安裝在車輛上，基于換擋操作來驅(qū)動手動軸，從而使動作對象動作，其特征在于，具有電動機，具有旋轉(zhuǎn)軸，通過驅(qū)動該旋轉(zhuǎn)軸進行旋轉(zhuǎn)，來驅(qū)動所述手動軸進行旋轉(zhuǎn)；旋轉(zhuǎn)角度傳感器，為了控制所述電動機而檢測所述旋轉(zhuǎn)軸的旋轉(zhuǎn)角度；軸位置傳感器，檢測所述手動軸的旋轉(zhuǎn)位置；控制裝置，在所述旋轉(zhuǎn)角度傳感器能夠正常發(fā)揮功能的通常情況下，進行通常情況控制，在該通常情況控制中，基于來自該旋轉(zhuǎn)角度傳感器的旋轉(zhuǎn)軸的旋轉(zhuǎn)角度來控制所述電動機，使得所述擋位傳感器檢測到的軸的旋轉(zhuǎn)位置在規(guī)定的范圍內(nèi)與目標(biāo)旋轉(zhuǎn)位置一致; 在所述旋轉(zhuǎn)角度傳感器不能夠正常發(fā)揮功能的非通常情況下，進行非通常情況控制，在非通常情況控制中，開始進行一邊基于所述擋位傳感器檢測到的軸的旋轉(zhuǎn)位置來推測所述電動機的旋轉(zhuǎn)軸的旋轉(zhuǎn)方向一邊控制所述電動機的無傳感器控制，而在來自所述擋位傳感器的旋轉(zhuǎn)位置在規(guī)定的范圍內(nèi)與目標(biāo)旋轉(zhuǎn)位置一致時，停止所述無傳感器控制。
2.如權(quán)利要求1所述的線控?fù)Q擋裝置，其特征在于，所述電動機為3相同步電動機，所述旋轉(zhuǎn)角度傳感器具有與對應(yīng)于各相的3個元件，以便檢測所述電動機的轉(zhuǎn)子的旋轉(zhuǎn)角度，所述控制裝置，在所述旋轉(zhuǎn)角度傳感器出現(xiàn)異常時，若所述3個元件中的任意一個元件出現(xiàn)上述異常，則判斷為所述通常情況，基于所述軸位置傳感器檢測到的軸的旋轉(zhuǎn)位置， 推測所述電動機的旋轉(zhuǎn)方向，并基于所推測的所述旋轉(zhuǎn)方向和正常的其他兩個元件輸出的信號，進行所述通常情況控制，若所述3個元件中的2個以上的元件出現(xiàn)所述異常，則判斷為所述非通常情況，并進行所述非通常情況控制。
3.如權(quán)利要求1或2所述的線控?fù)Q擋裝置，其特征在于，所述控制裝置在所述非通常情況下以如下方式控制所述電動機以比所述通常情況低的轉(zhuǎn)速使所述軸的旋轉(zhuǎn)位置向所述目標(biāo)旋轉(zhuǎn)位置移動。
4.如權(quán)利要求1至3中任一項所述的線控?fù)Q擋裝置，其特征在于，所述車輛安裝有自動變速器，所述自動變速器具有將來自原動機的動力傳遞至車軸的宦A典閑Π研？在從開始進行所述非通常情況控制起經(jīng)過了規(guī)定時間的時候，所述控制裝置停止控制所述電動機，并且控制所述離合器以使原動機與車軸分離。
5.如權(quán)利要求1至4中任一項所述的線控?fù)Q擋裝置，其特征在于，所述車輛安裝有自動變速器，所述自動變速器具有的離合器借助經(jīng)由與手動軸連動的手動閥供給的流體壓來進行動作，所述動作對象為所述手動閥。
6.如權(quán)利要求1至4中任一項所述的線控?fù)Q擋裝置，其特征在于，所述動作對象為伴隨所述手動軸的驅(qū)動而進行動作的駐車鎖止機構(gòu)。
全文摘要
判斷使手動閥(56)動作的電動馬達(66)的馬達角度傳感器是否出現(xiàn)故障，在沒有出現(xiàn)故障時，基于來自馬達角度傳感器的馬達旋轉(zhuǎn)角(θm)控制電動馬達(66)，使得手動閥(56)移動至與基于換擋手柄得到的擋位(SP)對應(yīng)的位置，在馬達角度傳感器出現(xiàn)故障時，一邊基于來自軸位置傳感器的軸位置(POS)的隨時間變化量確認(rèn)手動軸(60)的旋轉(zhuǎn)方向一邊通過強制換向強制驅(qū)動電動馬達(66)，使得手動閥(56)移動至與基于換擋手柄得到的擋位(SP)對應(yīng)的位置。
文檔編號F16H61/28GK102265061SQ20108000379
公開日2011年11月30日 申請日期2010年2月4日 優(yōu)先權(quán)日2009年3月24日
發(fā)明者伊藤悅申, 有竹智廣 申請人:愛信艾達株式會社