CN102265061A - 线控换挡装置 - Google Patents
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Abstract
判断使手动阀(56)动作的电动马达(66)的马达角度传感器是否出现故障,在没有出现故障时,基于来自马达角度传感器的马达旋转角(θm)控制电动马达(66),使得手动阀(56)移动至与基于换挡手柄得到的挡位(SP)对应的位置,在马达角度传感器出现故障时,一边基于来自轴位置传感器的轴位置(POS)的随时间变化量确认手动轴(60)的旋转方向一边通过强制换向强制驱动电动马达(66),使得手动阀(56)移动至与基于换挡手柄得到的挡位(SP)对应的位置。
Description
技术领域
本发明涉及线控换挡装置(shift by wire apparatus),该线控换挡装置安装在车辆上,基于换挡操作驱动手动轴来使动作对象动作。
背景技术
以往提出有如下的线控换挡装置,其具有对用于切换挡位的阀柱(spool)的位置进行检测的阀柱位置传感器,并且控制马达,使得在通过选择开关(换挡开关)选择了P(驻车)挡、R(倒车)挡、N(空)挡、D(驱动)挡中的任意一挡时,基于来自阀柱位置传感器的信号,使阀柱位于与所选择的挡位对应的位置(例如,参照专利文献1)。在该装置中,使挡位切换的两端分别对应于D挡和P挡,并且设置用于在挡位切换的两端限制马达的旋转的限制部(挡块),在位置传感器出现异常时,如果选择开关选择了D挡,则向D挡方向驱动马达直到移动被限制为止,如果选择开关没有选择D挡,则向P挡方向(与向D挡方向时的旋转方向相反的方向)驱动马达直到移动被限制为止,由此应对阀柱位置传感器的异常。
专利文献1:JP特开2007-139102号公报。
发明内容
在上述的线控换挡装置中,虽然记载了在阀柱位置传感器出现异常时的应对方法,但是没有提及在马达角度传感器出现异常时的应对方法,该马达角度传感器是在对用于驱动阀柱的无刷式马达的控制中所使用的传感器。在马达角度传感器出现异常时,也可以停止驱动马达,但是若考虑到线控换挡装置安装在车辆上的情况,则即使马达角度传感器出现异常,也优选恰当地进行应对如回避该异常进行行驶的回避行使等。
本发明的线控换挡装置的主要目的在于,更恰当应对在对使动作对象动作的电动机的控制中使用的旋转角度传感器的异常。
本发明的线控换挡装置为了达到上述的主要目的而采用以下的手段。
本发明的线控换挡装置,安装在车辆上,基于换挡操作来驱动手动轴,从而使动作对象动作,其特征在于,具有:电动机,具有旋转轴,通过驱动该旋转轴进行旋转,来驱动所述手动轴进行旋转;旋转角度传感器,为了控制所述电动机而检测所述旋转轴的旋转角度;轴位置传感器,检测所述手动轴的旋转位置;控制装置,在所述旋转角度传感器能够正常发挥功能的通常情况下,进行通常情况控制,在该通常情况控制中,基于来自该旋转角度传感器的旋转轴的旋转角度来控制所述电动机,使得所述挡位传感器检测到的轴的旋转位置在规定的范围内与目标旋转位置一致,在所述旋转角度传感器不能够正常发挥功能的非通常情况下,进行非通常情况控制,在非通常情况控制中,开始进行一边基于所述挡位传感器检测到的轴的旋转位置来推测所述电动机的旋转轴的旋转方向一边控制所述电动机的无传感器控制,在来自所述挡位传感器的旋转位置在规定的范围内与目标旋转位置一致时,停止所述无传感器控制。
在该本发明的线控换挡装置中,在对驱动手动轴使其旋转的电动机的旋转轴的旋转角度进行检测的旋转角度传感器正常发挥功能的通常情况下,进行如下的通常情况控制,即,基于来自旋转角度传感器的旋转轴的旋转角度控制电动机,使得来自对手动轴的旋转位置进行检测的挡位传感器的轴的旋转位置在规定的范围内与目标旋转位置一致,在旋转角度传感器不能够正常发挥功能的非通常情况下,进行如下的非通常情况控制,即,开始进行一边基于来自挡位传感器的轴的旋转位置推测电动机的旋转轴的旋转方向一边控制电动机的无传感器控制,在来自挡位传感器的旋转位置在规定的范围内与目标旋转位置一致时,停止无传感器控制。由此,即使在旋转角度传感器不能够正常发挥功能的非通常情况下,也能够使手动轴的旋转位置在规定的范围内与目标旋转位置一致,来使动作对象动作。结果,能够适当地应对旋转角度传感器的异常。
在这样的本发明的线控换挡装置中,所述电动机为3相同步电动机,所述旋转角度传感器具有与各相对应的3个元件,以便检测所述电动机的转子的旋转角度,所述控制装置,在所述旋转角度传感器出现异常时,若所述3个元件中的任意一个元件出现上述异常,则判断为所述通常情况,基于所述轴位置传感器检测到的轴的旋转位置,推测所述电动机的旋转方向,并基于所推测的所述旋转方向和正常的其他的两个元件输出的信号,进行所述通常情况控制,若所述3个元件中的2个以上的元件出现所述异常,则判断为所述非通常情况,并进行所述非通常情况控制。这样,即使旋转角度传感器所具有的3个元件中的1个元件出现异常,也能够与通常情况相同地进行控制。
另外,在本发明的线控换挡装置中,所述控制装置在所述非通常情况下以如下方式控制所述电动机:以比所述通常情况低的转速使所述轴的旋转位置向所述目标旋转位置移动。这样,在非通常情况下能够更可靠地使轴的旋转位置移动至目标旋转位置。
另外,在本发明的线控换挡装置中,所述车辆安装有自动变速器,所述自动变速器具有将来自原动机的动力传递至车轴的离合器,在从开始进行所述非通常情况控制起经过了规定时间时,所述控制装置停止控制所述电动机,并且控制所述离合器以使原动机与车轴分离。这样,即使没有正常进行非通常情况控制时,也能够抑制预想不到的动力输出至车轴。
而且,在本发明的线控换挡装置中,所述车辆安装有自动变速器,所述自动变速器具有的离合器借助经由与手动轴连动的手动阀供给的流体压来进行动作,所述动作对象为所述手动阀,另外,所述动作对象也能够为伴随所述手动轴的驱动而进行动作的驻车锁止机。
附图说明
图1是表示安装作为本发明的一个实施例的线控换挡装置的汽车10的概略结构的结构图。
图2是表示自动变速器20的动作表的说明图。
图3是表示液压回路50的概略结构的结构图。
图4是表示手动阀56的驱动***的概略结构的结构图。
图5是表示SBWECU80的概略结构的结构图。
图6是表示通过SBWECU80执行的控制模式设定处理过程的一个例子的流程图。
图7是表示通常情况控制过程的一个例子的流程图。
图8是表示轴位置POS、阀位置VP、马达旋转次数之间的关系的说明图。
图9是表示故障时控制过程的一个例子的流程图。
图10是表示马达转速、驱动时间之间的关系的说明图。
图11是驻车锁止机构180的驱动***的概略结构的结构图。
具体实施方式
接着,利用实施例说明用于实施本发明的最佳方式。
图1是表示安装作为本发明的一个实施例的线控换挡装置的汽车10的概略结构的结构图,图2表示自动变速器20的动作表,图3是表示液压回路50的概略结构的结构图,图4是表示手动阀56的驱动***的概略结构的结构图。如图1所示,实施例的汽车10具有:作为内燃机的发动机12,通过燃烧汽油或轻油等烃类燃料输出动力;发动机用电子控制单元(以下,称为发动机ECU)16,控制发动机12使其进行运转;带锁止离合器的液力变矩器24,安装在发动机12的曲轴14上;有级的自动变速器20,输入轴21与该液力变矩器24的输出侧连接,输出轴22经由齿轮机构26以及差速齿轮28与驱动轮18a、18b连接,将输入输入轴21的动力变速,然后传递至输出轴22;自动变速器用电子控制单元(以下,称为ATECU)29及线控换挡***用电子控制单元(以下,称为SBWECU)80,控制自动变速器20;主电子控制单元(以下,称为主ECU)90,控制整个车辆。
如图1所示,自动变速器20为6级变速的有级变速器,具有单小齿轮式的行星齿轮机构30、拉威挪式的行星齿轮机构40、3个离合器C1、C2、C3、2个制动器B1、B2、单向离合器F1。单小齿轮式的行星齿轮机构30具有作为外齿齿轮的太阳齿轮31、配置为与该太阳齿轮31同心的作为内齿齿轮的齿圈32、与太阳齿轮31啮合并且与齿圈32啮合的多个小齿轮33、将多个小齿轮33保持为能够自由自转且公转的行星架34,太阳齿轮31固定在箱体上,齿圈32与输入轴21连接。拉威挪式的行星齿轮机构40具有作为外齿齿轮的2个太阳齿轮41a、41b、作为内齿齿轮的齿圈42、与太阳齿轮41a啮合的多个短小齿轮43a、与太阳齿轮41b及多个短小齿轮43a啮合并且与齿圈42啮合的多个长小齿轮43b、与多个短小齿轮43a以及多个长小齿轮43b连接并且将它们保持为能够自由自转且公转的行星架44,太阳齿轮41a经由离合器C1与单小齿轮式的行星齿轮机构30的行星架34连接,太阳齿轮41b经由离合器C3与行星架34连接,并且经由制动器B1与箱体连接,齿圈42与输出轴22连接,行星架44经由离合器C2与输入轴21连接。另外,通过制动器B2的接合分离,行星架44能够自由旋转或被固定,并且通过单向离合器F1,能够将行星架44的旋转限制为朝向一个方向。
在这样构成的自动变速器20中,如图2的动作表所示,通过离合器C1~C3的接合分离和制动器B1、B2的接合分离的组合,能够在前进1挡~6挡、后退挡和空挡之间进行切换。如图2所示,前进1挡的状态能够通过使离合器C1接合并且使离合器C2、C3和制动器B1、B2分离(发动机制动时,使制动器B2接合)来形成,前进2挡的状态能够通过使离合器C1和制动器B1接合并且使离合器C2、C3和制动器B2分离来形成,前进3挡的状态能够通过使离合器C1、C3接合并且使离合器C2和制动器B1、B2分离来形成,前进4挡的状态能够通过使离合器C1、C2接合并且使离合器C3和制动器B1、B2分离来形成,前进5挡的状态能够通过使离合器C2、C3接合并且使离合器C1和制动器B1、B2分离来形成,前进6挡的状态能够通过使离合器C2和制动器B1接合并且使离合器C1、C3和制动器B2分离来形成。另外,后退挡的状态能够通过使离合器C3和制动器B2接合并且使离合器C1、C2和制动器B1分离来形成。空挡的状态能够通过使所有的离合器C1~C3和制动器B1、B2分离来形成。
自动变速器20的离合器C1~C3、制动器B1、B2通过液压回路50被驱动。如图3所示,该液压回路50包括:机械式液压泵52,利用来自发动机12的动力从过滤网51吸引并压送工作油;调节器阀54,对通过机械式液压泵52压送来的工作油的压力(主压PL)进行调节;线性电磁阀SLT,利用从主压PL经由未图示的调节阀而输入的调节压PMOD来驱动调节器阀54;手动阀56,具有用于输入主压PL的输入口56a、D挡用输出口56b、R挡用输出口56c;线性电磁阀SLC1,输入来自手动阀56的D挡用输出口56b的驱动压PD,并且,对驱动压PD进行调压然后输出至离合器C1。此外,在实施例中,省略了离合器C1以外的离合器C2、C3、制动器B1、B2的液压***,但是这些液压***能够利用公知的线性电磁阀等构成。
如图4所示,手动阀56具有:手动板62,安装在手动轴60上;阀柱64,在前端形成有L字状的钩64a,该钩64a挂接于长孔62a上,该长孔62a形成于该手动板62中的相对于手动轴60的旋转轴偏心的位置(端部)上;台肩57,其形成在阀柱64上,电动马达66的旋转轴66a经由减速齿轮68与手动轴60连接,通过驱动电动马达66,使手动轴60的旋转运动转变为阀柱64的直线运动,对应于阀柱64的冲程量,能够在切断输入口56a与两输出口56b、56c之间的连通的状态、将输入口56a与D挡用输出口56b连通并且切断输入口56a与R挡用输出口56c之间的连通的状态、切断输入口56a与D挡用输出口56b之间的连通并且将输入口56a与R挡用输出口56c连通的状态之间切换。在手动板62上设置有止动机构70,该止动机构70具有:板状的止动弹簧74,其基端通过螺栓固定在自动变速器20的箱体上;辊76,能够自由旋转地安装在止动弹簧74的前端,并压接在凸轮面72上,该凸轮面72是通过在手动板62的端部交替地形成山部及谷部而成的。
详细内容未图示,ATECU29构成为以CPU为中心的微处理器,除了CPU以外,还具有用于存储处理程序的ROM、用于暂时存储数据的RAM、输入口、输出口、通信口。经由输入口将基于安装在输入轴21上的转速传感器得到的输入轴转速Nin、基于安装在输出轴22上的转速传感器得到的输出轴旋转速Nout等输入ATECU29,从ATECU29经由输出口向线性电磁阀SLT、SLC1等电磁阀输出驱动信号等。ATECU29与主ECU90进行通信,根据来自主ECU90的控制信号控制自动变速器20(液压回路50),或者根据需要将与自动变速器20的状态相关的数据输出至主ECU90。
如图5所示,SBWECU80以作为中央运算处理电路的CPU82为中心,除了CPU82之外还具有:5V电源电路81,用于向各部分供电;CAN(ControllerArea Network:控制器局域网)电路84,用于与主ECU90进行CAN通信;作为3相无刷式马达的电动马达66,伴随驱动旋转轴66a旋转而驱动手动轴60;驱动电路85,用于驱动电动马达66;轴位置传感器86,检测手动阀56的手动轴60的旋转角;无刷式马达控制用的马达角度传感器88,检测电动马达66的旋转角。马达角度传感器88由与电动马达66的各相(U相、V相、W相)相对应的3个霍尔集成电路(霍尔IC)构成,通过检测以电角60°为单位进行切换的各霍尔集成电路的输出电压,来检测转子的磁极位置。
详细内容省略图示,主ECU90构成为以CPU为中心的微处理器,除了CPU之外还具有用于存储处理程序的ROM、用于暂时存储数据的RAM、输入口、输出口、通信口。经由输入口将基于检测换挡手柄91的操作位置的挡位传感器92得到的挡位SP、基于检测油门踏板93的踏入量的油门踏板位置传感器94得到的油门开度Acc、基于检测是否踏下制动踏板95的制动开关96得到的制动开关信号BSW、基于车速传感器98得到的车速V等输入主ECU90,从主ECU90经由输出口向警告灯99输出点亮信号等。如上所述,主ECU90经由通信口与发动机ECU16、ATECU29、SBWECU80连接,与发动机ECU16、ATECU29、SBWECU80交换各种控制信号和数据。
这样构成的实施例的汽车10,在通常情况下,主ECU90将与换挡手柄91的位置对应的换挡指令信号发送至SBWECU80和ATECU29,接收了换挡指令信号(挡位SP)的SBWECU80基于来自轴位置传感器86的轴位置POS,通过驱动电路85控制驱动电动马达66,以使手动阀56移动至与挡位SP对应的阀位置,接收了换挡指令信号的ATECU29基于挡位SP控制各线性电磁阀,以使对应的离合器C1~C3、制动器B1、B2接合分离。此外,在换挡手柄91被换挡操作至驱动(D)挡时,将来自油门踏板位置传感器94的油门开度Acc和来自车速传感器98的车速V发送至ATECU29,接收了油门开度Acc和车速V的ATECU29基于油门开度Acc和车速V,并利用变速图谱(shift map)来设定前进1挡~前进6挡中的任意一个挡,并且在离合器C1~C3和制动器B1、B2中,为了与所设定的变速挡相对应而需要的离合器、制动器处于接合状态,控制驱动对应的线性电磁阀。
接着,说明这样构成的汽车10的动作、尤其说明马达角度传感器88出现故障时的SBWECU80的动作。图6是表示通过SBWECU80执行的控制模式设定处理过程的一个例子的流程图。该过程每隔规定时间(例如,每隔数十msec)反复进行。
在执行控制模式设定处理过程时,SBWECU80的CPU82首先执行如下处理,即输入来自轴位置传感器86的轴位置POS、来自马达角度传感器88的3个霍尔集成电路的霍尔集成电路信号HU、HV、HW等数据(步骤S100)。
[0025]
接着,进行霍尔集成电路的故障判断(步骤S110)。在此,例如,基于轴位置传感器86所检测出的轴位置POS的随时间变化量,判断手动轴60的旋转方向是正转还是反转,由此判断电动马达66的旋转方向,并且,根据电动马达66的旋转方向、马达角度传感器88上一次检测出的各霍尔集成电路信号、图5所示的信号图案,推测马达角度传感器88下一次将要检测出的信号,将所推测的信号与实际上通过马达角度传感器88本次检测出的各霍尔集成电路信号HU、HV、HW进行比较,来判断霍尔集成电路是否出现故障。该比较是对各信号HU、HV、HW分别进行的,并对各霍尔集成电路单独地进行故障的判断。
在判断为3个霍尔集成电路全部正常时(步骤S120),设定为利用来自马达角度传感器88的霍尔集成电路信号HU、HV、HW来控制电动马达66的通常情况控制模式(步骤S130),在判断为3个霍尔集成电路中的某些霍尔集成电路出现故障时,判断是否为1个霍尔集成电路出现该故障(步骤S140),在1个霍尔集成电路出现故障时,设定为利用正常的2个信号来控制电动马达66的上述的通常情况控制模式(步骤S130),在2个以上的霍尔集成电路出现故障时,设定为故障时控制模式(步骤S150),然后结束本过程,在上述故障时控制模式中,不利用来自马达角度传感器88的霍尔集成电路信号HU、HV、HW,而以未利用传感器的方式控制电动马达66。
接着,说明通常情况控制模式下的动作。图7是表示通常情况控制过程的一个例子的流程图。在该过程中,输入由挡位传感器92检测出且通过通信从主ECU90发送来的挡位SP、来自轴位置传感器86的轴位置POS等数据(步骤S200),基于所输入的挡位SP,设定手动阀56的目标位置即目标阀位置VP*,并且基于所输入的轴位置POS,设定当前的手动阀56的位置即阀位置VP(步骤S210),将目标阀位置VP*与当前的阀位置VP进行比较(步骤S220)。在此,对于阀位置VP,预先求出轴位置POS与阀位置VP之间的关系,并作为图表存储在ROM中,在给予了轴位置POS时,根据图表导出对应的阀位置VP。该图表的一个例子示出在图8中。在目标阀位置VP*与当前的阀位置VP一致时,不需要移动手动阀56,而直接结束本过程,在目标阀位置VP*与当前的阀位置VP不一致时,再输入来自马达角度传感器88的各霍尔集成电路信号HU、HV、HW(步骤S230),在通过控制模式设定处理过程判定为马达角度传感器88的3个霍尔集成电路都正常时,基于所输入的各霍尔集成电路信号HU、HV、HW设定马达旋转角θm(步骤S250),基于目标阀位置VP*、当前的阀位置VP、马达旋转角θm,生成用于驱动电动马达66的PWM(脉宽调制)信号(步骤S280),通过将所生成的PWM信号输出至驱动电路85来控制驱动电动马达66(步骤S290)。然后,输入轴位置POS(步骤S300),并且基于所输入的轴位置POS设定当前的阀位置VP(步骤S310),在目标阀位置VP*与当前的阀位置VP不一致时(步骤S320),返回步骤S230,反复进行步骤S230~S320的处理,在目标阀位置VP*与当前的阀位置VP一致时,结束本过程。
在步骤S240判断出马达角度传感器88的3个霍尔集成电路中的任意一个发生故障时,将用于使警告灯99点亮的控制信号发送至主ECU90(步骤S260),基于3个霍尔集成电路中的2个信号和来自轴位置传感器86的轴位置POS设定马达旋转角θm(步骤S270),进行步骤S280以后的处理。3个霍尔集成电路信号HU、HV、HW的相位彼此错开60°的电角,因而,通过基于轴位置POS的时间变化量确定电动马达66的旋转方向,由此能够通过电动马达66的旋转方向、2个霍尔集成电路信号、霍尔集成电路信号的周期推测剩余的1个信号。因此,即使马达角度传感器88的3个霍尔集成电路中的任意一个出现故障,也能够设定马达旋转角θm,能够基于该马达旋转角θm控制电动马达66。
接着,说明故障时控制模式时的动作。图9是表示故障时控制过程的一个例子的流程图。在该过程中,输入挡位SP、轴位置POS等数据(步骤S400),基于所输入的挡位SP,设定目标阀位置VP*,并且基于所输入的轴位置POS,设定当前的阀位置VP(步骤S410),将目标阀位置VP*与当前的阀位置VP进行比较(步骤S420)。在目标阀位置VP*与当前的阀位置VP一致时,不需要移动手动阀56,因而直接结束本过程,在目标阀位置VP*与当前的阀位置VP不一致时,使计时器T开始计时(步骤S430),进行强制换向(与电动马达66的转子位置无关地换向)来为利用传感器的情况下强制驱动电动马达66(步骤S440)。图10表示马达转速与驱动时间之间的关系。如图所示,在通常情况控制过程中,以高电流且高频率驱动电动马达66,从而使转速增高,使手动阀56快速地移动至目的位置,在故障时控制过程中,为了使手动阀56可靠地移动至目的位置,以比通常情况低的低电流且低频率驱动电动马达66,从而降低电动马达66的转速。而且,判断从计时器T开始计时起是否经过了规定时间(规定时间是否已到)(步骤S450),在判断为规定时间还没有到时,如上所述,基于轴位置传感器86所检测出的轴位置POS的随时间变化量,判断手动轴60的旋转方向(步骤S460),并判断所判断的手动轴60的旋转方向是否与手动阀56向目标阀位置VP*接近的方向一致(步骤S470),在一致时,输入轴位置POS(步骤S480),基于所输入的轴位置POS设定当前的阀位置VP(步骤S490),在目标阀位置VP*与当前的阀位置VP不一致时(步骤S500),返回步骤S440,反复进行步骤S440~S500的处理,在目标阀位置VP*与当前的阀位置VP一致时,结束本过程。
在步骤S470中,手动轴60的旋转方向不与手动阀56向目标阀位置VP*接近的方向一致时,停止电动马达66的驱动(步骤S510),再次返回步骤S440,通过强制换向强制驱动电动马达66。在这样的电动马达66的驱动控制在规定时间内没有结束而规定时间已到时(步骤S450),向ATECU29发送使离合器C1~C3和制动器B1、B2分离的控制指令,以使发动机12的曲轴14与车轴分离(步骤S520),然后结束本过程。
根据以上说明的实施例的线控换挡装置,判断对使手动阀56动作的电动马达66的旋转轴66a(转子)的旋转角度进行检测的马达角度传感器88是否出现故障,在没有出现故障时,基于来自马达角度传感器88的马达旋转角θm控制电动马达66,以使手动阀56移动至与来自换挡手柄91的挡位SP相对应的阀位置(通常情况控制模式),在马达角度传感器88出现故障时,一边基于来自轴位置传感器86的轴位置POS的随时间变化量来确认手动轴60的旋转方向(电动马达66的旋转方向),一边通过强制换向强制驱动电动马达66(故障时控制模式),以使手动阀56移动至与来自换挡手柄91的挡位SP相对应的阀位置,因而,即使在马达角度传感器88出现故障,也能够通过上述方法适当地进行应对。而且,在故障时控制模式时,与通常情况控制模式时相比,以低电流且低频率驱动电动马达66,抑制其转速,由此,能够使手动阀56更可靠地移动至与挡位SP相对应的位置。
另外,根据实施例的线控换挡装置,在马达角度传感器88的3个霍尔集成电路中的仅一个霍尔集成电路出现故障时,基于剩余的2个霍尔集成电路、手动轴60的旋转方向(电动马达66的旋转方向)、霍尔集成电路信号的周期,推测马达旋转角θm,并且基于所推测的马达旋转角θm来控制电动马达66,因此能够通过与通常情况相同的控制来使手动阀56动作。
对于实施例的线控换挡装置,以适用于使手动阀56动作的电动马达66的马达角度传感器88出现故障时的处理的情况进行了说明,但是不限于此,如图11所示,也可以适用于使驻车锁止机构180动作的电动马达166的马达角度传感器出现故障时的处理。驻车锁止机构180具有:驻车齿轮182,安装在自动变速器20的齿轮机构26上;驻车杆184,在与驻车齿轮182啮合使其旋转停止的状态下进行锁止;驻车棒186;驻车凸轮188,设置在驻车棒186的前端,通过使驻车棒186滑动,将驻车杆184向驻车齿轮182侧按压,或解除该按压。驻车棒186的基端形成有L字状的钩186a,该钩186a挂接在形成在手动板162的相对于手动轴160的旋转轴偏心的位置上的孔中。因此,通过电动马达166使手动轴160正转,由此锁止驻车齿轮182(参照图11中的(a)),并且通过使手动轴160反转解除对驻车齿轮182的锁止(参照图11中的(b))。此外,与实施例相同,在手动板162上设置有止动机构170,该止动机构170具有止动弹簧174、压接在形成于手动板162的端部上的凸轮面72上的辊176。
现在,如果考虑安装有发动机、第一马达、具有与发动机的曲轴、马达MG1的旋转轴、与车轴连接的驱动轴分别连接的3个旋转构件的行星齿轮机构、与驱动轴连接的第二马达的混合动力汽车,则能够在不具备液压回路的情况下,使来自发动机的动力自由变速然后输出至驱动轴来进行行驶,因此,如上所述,考虑如下的线控换挡***,即,在换挡手柄***作至P(驻车)挡时,使驻车锁止机构180动作,在***作至P挡以外的挡位(例如,D(驱动)挡或空(N)挡)时,解除驻车锁止机构180的动作。在该线控换挡***中,因为手动板162的位置仅在2个位置之间进行切换即可,所以如果在止动机构170的凸轮面172的移动端设置壁,驱动电动马达166使辊176按压在壁上,则不需要在手动轴160上安装轴位置传感器,但是由于进行位置变更会出现机械冲击,所以如果考虑耐久性,则为了提高强度需要使手动板162变厚,从而大型化,这样就不利于安装在严格地控制空间的车辆上。另外,在SBWECU100的CPU102出现故障时,由于手动轴160的位置变得不明确,所以ATECU29不得不使所有的离合器分离形成空(N)挡,从而不能够回避该异常进行回避行驶。在变形例中,为了避免这样的缺陷,在手动轴160上安装轴位置传感器108。因此,即使在变形例中,也能够适用与实施例相同的处理。
在实施例的线控换挡装置中,在马达角度传感器88中的3个霍尔集成电路中仅一个霍尔集成电路出现故障时,通过正常的剩余的2个霍尔集成电路推测马达旋转角θm,从而在通常情况控制模式下,控制驱动电动马达66,但是,也可以在故障时控制模式下,在未利用传感器的情况下控制驱动电动马达66。
实施例的线控换挡装置适用于6级变速的有级变速器,但是不限于此,能够适用于2~5级变速的有级变速器,而且能够适用于7级以上的有级变速器。
在实施例的线控换挡装置中,由两个电子控制单元构成主ECU90和ATECU29,也可以由三个以上的电子控制单元构成,也可以由一个电子控制单元构成。
实施例的线控换挡装置适用于安装有作为内燃机的发动机12的汽车10,但是可以适用于具有内燃机和电动机的混合动力车。另外,可以适用于仅安装有行驶用的电动机的电动汽车。
在此,说明实施例的主要的构件与发明内容中记载的发明的主要的构件之间的对应关系。在实施例中,作为无刷式马达的电动马达66相当于“电动机”,用于检测电动马达66的旋转轴66a的旋转角的马达旋转角传感器114相当于“旋转角度传感器”,轴位置传感器86相当于“轴位置传感器”,SBWECU80相当于“控制装置”。在此,“电动机”不限于无刷式马达,只要是检测旋转轴的旋转位置并且利用检测出的旋转位置进行控制的类型的电动机即可,例如DC无刷式马达、SR马达(开关磁阻马达)等同步电动机等。此外,实施例的主要的构件与发明内容中记载的发明的主要的构件之间的对应关系为,实施例是具体说明用于实施发明内容中记载的发明的最佳方式的一个例子,因此,不对发明内容中记载的发明的构件进行限定。即,对发明内容中记载的发明的解释基于其记载来进行,实施例仅是发明内容中记载的发明的具体的一个例子。
以上,利用实施例说明用于实施本发明的最佳方式,本发明不被这些实施例限定,在不脱离本发明的宗旨的范围内,能够以各种方式进行实施。
本申请以2009年3月24日申请的日本国专利申请第2009-072065号主张优先权,通过引用,在本说明书中包括其所有的内容。
产业上的可利用性
本发明能够用于汽车产业。
Claims (6)
1.一种线控换挡装置,安装在车辆上,基于换挡操作来驱动手动轴,从而使动作对象动作,其特征在于,具有:
电动机,具有旋转轴,通过驱动该旋转轴进行旋转,来驱动所述手动轴进行旋转;
旋转角度传感器,为了控制所述电动机而检测所述旋转轴的旋转角度;
轴位置传感器,检测所述手动轴的旋转位置;
控制装置,在所述旋转角度传感器能够正常发挥功能的通常情况下,进行通常情况控制,在该通常情况控制中,基于来自该旋转角度传感器的旋转轴的旋转角度来控制所述电动机,使得所述挡位传感器检测到的轴的旋转位置在规定的范围内与目标旋转位置一致;在所述旋转角度传感器不能够正常发挥功能的非通常情况下,进行非通常情况控制,在非通常情况控制中,开始进行一边基于所述挡位传感器检测到的轴的旋转位置来推测所述电动机的旋转轴的旋转方向一边控制所述电动机的无传感器控制,而在来自所述挡位传感器的旋转位置在规定的范围内与目标旋转位置一致时,停止所述无传感器控制。
2.如权利要求1所述的线控换挡装置,其特征在于,
所述电动机为3相同步电动机,
所述旋转角度传感器具有与对应于各相的3个元件,以便检测所述电动机的转子的旋转角度,
所述控制装置,在所述旋转角度传感器出现异常时,若所述3个元件中的任意一个元件出现上述异常,则判断为所述通常情况,基于所述轴位置传感器检测到的轴的旋转位置,推测所述电动机的旋转方向,并基于所推测的所述旋转方向和正常的其他两个元件输出的信号,进行所述通常情况控制,若所述3个元件中的2个以上的元件出现所述异常,则判断为所述非通常情况,并进行所述非通常情况控制。
3.如权利要求1或2所述的线控换挡装置,其特征在于,所述控制装置在所述非通常情况下以如下方式控制所述电动机:以比所述通常情况低的转速使所述轴的旋转位置向所述目标旋转位置移动。
4.如权利要求1至3中任一项所述的线控换挡装置,其特征在于,
所述车辆安装有自动变速器,所述自动变速器具有将来自原动机的动力传递至车轴的离合器,
在从开始进行所述非通常情况控制起经过了规定时间的时候,所述控制装置停止控制所述电动机,并且控制所述离合器以使原动机与车轴分离。
5.如权利要求1至4中任一项所述的线控换挡装置,其特征在于,
所述车辆安装有自动变速器,所述自动变速器具有的离合器借助经由与手动轴连动的手动阀供给的流体压来进行动作,
所述动作对象为所述手动阀。
6.如权利要求1至4中任一项所述的线控换挡装置,其特征在于,所述动作对象为伴随所述手动轴的驱动而进行动作的驻车锁止机构。
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Legal Events
Date | Code | Title | Description |
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C06 | Publication | ||
PB01 | Publication | ||
C10 | Entry into substantive examination | ||
SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
C02 | Deemed withdrawal of patent application after publication (patent law 2001) | ||
WD01 | Invention patent application deemed withdrawn after publication |
Application publication date: 20111130 |