DE102005000210A1 - Positionserfassungsgerät mit elektrischem Motor und Verfahren zur Positionserfassung - Google Patents

Positionserfassungsgerät mit elektrischem Motor und Verfahren zur Positionserfassung Download PDF

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Kiyoshi Kariya Kimura
Taku Kariya Itoh
Shigeru Kariya Yoshiyama
Masashi Nishio Hori
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Denso Corp
Nippon Soken Inc
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Abstract

Ein Referenzpositionserfassungsgerät weist einen elektrischen Motor (5) und eine Motorsteuerungseinheit (7) auf. Der elektrische Motor (5) weist eine Vielzahl erster Spulen (U1, V1, W1) und eine Vielzahl zweiter Spulen (U2, V2, W2) auf. Der elektrische Motor (5) weist weiterhin einen Rotor (11) auf, der rotiert, wenn zumindest entweder die Vielzahl der ersten Spulen (U1, V1, W1) oder die Vielzahl der zweiten Spulen (U2, V2, W2) mit Elektrizität versorgt wird. Die Motorsteuerungseinheit (7) steuert die entweder der Vielzahl der ersten Spulen (U1, V1, W1) oder der Vielzahl der zweiten Spulen (U2, V2, W2) zugeführte Elektrizität, um den Rotor (11) zu einer Grenzposition in einem beweglichen Bereich eines Objekts (3) zu rotieren.

Description

  • Die vorliegende Erfindung betrifft ein Positionserfassungsgerät mit einem elektrischen Motor. Insbesondere betrifft die vorliegende Erfindung ein Gerät zur Erfassung einer Referenzposition eines angetriebenen Objekts, um eine Anfangsposition des angetriebenen Objekts in einer Startbedingung eines Fahrzeugs zu definieren. Insbesondere betrifft die vorliegende Erfindung eine Technik zur Definition einer Anfangsposition eines Rotors oder einer Schaltbereichsschaltvorrichtung, die einen elektrischen Motor verwendet, beispielsweise in einem Automatikgetriebegerät für ein Fahrzeug. Zusätzlich betrifft die vorliegende Erfindung ein Verfahren zur Erfassung einer Position in einem Objekt.
  • Gemäß der JP-A-2004-12299 ( US 6 911 798 B2 ) betreibt ein elektrischer Motor eine Schaltbereichsschaltvorrichtung für ein Automatikgetriebe eines Fahrzeugs. In diesem Aufbau wird einem elektrischen Motor Elektrizität zur Durchführung einer Antippsteuerung (tapping control) zugeführt, wenn eine Referenzposition eines Rotors oder eine Schaltposition in einer Startbedingung des Fahrzeugs unbekannt ist. Während der Antippsteuerung wird der Rotor zu einer Grenzposition an einer Seite in einem Bewegungsbereich (beweglichen Bereich) der Schaltbereichsschaltvorrichtung beispielsweise derart gedreht, dass der Rotor gedreht wird, bis der Rotor die Grenzposition erreicht. Die Grenzposition ist beispielsweise an der Seite der Parkposition (Feststellposition). Die Position, an der der Rotor stoppt, ist während der Antippsteuerung als die Referenzposition in der Rotationssteuerung des Rotors oder als eine Referenzposition der Gangschaltungssteuerung (shift switching control) definiert.
  • Wenn die Antippsteuerung durchgeführt wird, können die nachstehend beschriebenen Probleme auftreten. Erstens wird, wenn ein bewegliches Teil gegen ein festes Teil während der Antippsteuerung anstößt, eine mechanische Last sowohl dem beweglichen Teil als auch dem festen Teil beaufschlagt. Wenn alternativ dazu das bewegliche Teil gestoppt wird, während einem elektrischen Motor Elektrizität zugeführt wird, wird ein Lastdrehmoment Komponenten sowohl in einem Getriebesystem zum Drehen des bewegliches Teils als auch in einem Einhängungsabschnitt, in dem das bewegliche Teil an das befestigte Teil eingehängt ist, aufgrund des durch den elektrischen Motor beaufschlagten Drehmoments beaufschlagt. Dementsprechend kann mit Ansteigen der Häufigkeit der Antippsteuerung eine mechanische Beschädigung in den Komponenten des Getriebesystems und in dem Einhängungsabschnitt auftreten, in dem das bewegliche Teil an dem befestigten Teil eingehängt ist. Folglich können die Komponenten des Getriebesystems und des Einhängungsabschnitts allmählich verformt werden und zerbrochen werden.
  • Zweitens kann eine Ausgangsspannung und eine Kapazität einer Leistungsquelle wie einer Batterie in Abhängigkeit von der Umgebung wie Atmosphärentemperatur und einer Betriebsbedingung variieren. In diesem Fall kann die dem elektrischen Motor aus der Leistungsquelle zugeführte Elektrizität variieren, weshalb das Ausgangsdrehmoment des elektrischen Motors sich ändern kann. Insbesondere kann das Ausgangsdrehmoment des Motors in Abhängigkeit von der Umgebung und der Betriebsbedingung ansteigen. In dieser Situation kann eine mechanische Last ansteigen, wenn das bewegliche Teil gegen das feste Teil anstößt. Alternativ dazu kann ein großes mechanisches Drehmoment den Komponenten in dem Getriebesystem und dem Einhängungsabschnitt aufgrund der Zufuhr der Elektrizität zu dem elektrischen Motor beaufschlagt werden, selbst wenn das bewegliche Teil stoppt. Dementsprechend steigt mit Erhöhung der Häufigkeit der Antippsteuerung die Häufigkeit der Beaufschlagung eines großen Lastdrehmoments an, weshalb eine mechanische Beschädigung an den Komponenten des Getriebesystems und des Einhängungsabschnitts auftreten kann.
  • Zusätzlich sind die Komponenten nicht notwendigerweise ideale starre Körper. Das heißt, dass die Komponenten makroskopische Fehlerelemente sind, weshalb die Komponenten bei Beaufschlagung mit Kraft eine Biegung verursachen. Wenn das Ausgangsdrehmoment des Motors variiert, variiert das Ausmaß der Biegung, die in den Komponenten auftritt. Als Ergebnis kann die Referenzposition, die während der Antippsteuerung des beweglichen Teils gelernt wird, nicht stabil sein. Somit kann eine Positionssteuerung des beweglichen Teils nicht stetig durchgeführt werden.
  • Drittens verringert sich mit Ansteigen der Drehzahl des elektrischen Motors das Ausgangsdrehmoment des elektrischen Motors. Im Gegensatz dazu steigt mit Verringerung der Drehzahl des elektrischen Motors das Ausgangsdrehmoment des elektrischen Motors an. Wenn das bewegliche Teil stoppt, während dem elektrischen Motor Elektrizität zugeführt wird, erzeugt dementsprechend der elektrische Motor das maximale Drehmoment. Folglich wird ein großes mechanisches Drehmoment den Komponenten des Getriebesystems und des Einhängungsabschnitts zwischen dem beweglichen Teil und dem festen Teil beaufschlagt. Dementsprechend steigt mit Erhöhung der Häufigkeit der Antippsteuerung die Häufigkeit der Beaufschlagung eines großen Lastdrehmoments an.
  • Folglich kann eine mechanische Beschädigung in den Komponenten des Getriebesystems und des Einhängungsabschnitts auftreten.
    •
  • Im Hinblick auf das vorstehend Beschriebene und andere Probleme liegt der vorliegenden Erfindung die Aufgabe zugrunde, ein Positionserfassungsgerät anzugeben, wobei dieses Gerät in der Lage ist, eine während eines Erfassungsvorgangs der Position auftretende Beschädigung zu verringern. Weiterhin liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren zur Erfassung der Position eines Objekts anzugeben.
  • Gemäß einer Ausgestaltung der vorliegenden Erfindung weist ein Referenzpositionserfassungsgerät einen elektrischen Motor, ein angetriebenes Objekt, eine Antippsteuerungseinheit und eine Referenzpositionserkennungseinheit auf. Der elektrische Motor weist eine Spulenvorrichtung und einen Rotor auf. Der Rotor rotiert, wenn der Spulenvorrichtung Elektrizität zugeführt wird. Das angetriebene Objekt wird durch den rotierenden Rotor angetrieben. Die Antippsteuerungseinheit führt eine Antippsteuerung durch, bei der der Rotor zu einer Grenzposition an einer Seite in einem Bewegungsbereich des angetriebenen Objekts rotiert. Die Referenzpositionserkennungseinheit definiert während der Antippsteuerung einen Punkt, an dem der Rotation des Rotors stoppt, als eine Referenzposition des Rotors oder des angetriebenen Objekts.
  • Die Spulenvorrichtung kann eine erste Spulengruppe und eine zweite Spulengruppe aufweisen. Die erste Spulengruppe weist eine Vielzahl von ersten Spulen auf, die elektrisch miteinander verbunden sind. Die zweite Spulengruppe weist eine Vielzahl zweiter Spulen auf, die elektrisch miteinander verbunden sind. Die erste Spulengruppe mit der Vielzahl der ersten Spulen ist elektrisch von der zweiten Spule mit der Vielzahl der zweiten Spulen getrennt. Die Antippsteuerungseinheit kann Elektrizität steuern, die entweder der ersten Spulengruppe oder der zweiten Spulengruppe zugeführt wird, um den Rotor während der Antippsteuerung zu rotieren.
  • Die Antippsteuerungseinheit kann eine Tastverhältnissteuerung in Bezug auf die entweder der ersten Spulengruppe oder der zweiten Spulengruppe zugeführten Elektrizität derart durchführen, dass eine Größe der durch entweder die erste Spulengruppe oder die zweite Spulengruppe fließende Elektrizität während der Antippsteuerung im Wesentlichen konstant wird.
  • Die Antippsteuerungseinheit kann eine Tastverhältnissteuerung in Bezug auf die entweder der ersten Spulengruppe oder der zweiten Spulengruppe zugeführten Elektrizität in Übereinstimmung mit der Drehzahl des Rotors derart durchführen, dass während der Antippsteuerung ein Ausgangsdrehmoment des Rotors im Wesentlichen konstant wird.
  • Ein Verfahren zur Erfassung einer Position in einem Objekt weist den nachstehenden Schritt auf. Elektrizität, die entweder einer Vielzahl erster Spulen oder einer Vielzahl zweiter Spulen in einem elektrischen Motor zugeführt wird, wird derart gesteuert, dass ein Rotor zu einer Grenzposition in einem Bewegungsbereich des Objekts gedreht wird.
  • Eine Tastverhältnissteuerung kann in Bezug auf die Elektrizität, die entweder der Vielzahl der ersten Spulen oder der Vielzahl der zweiten Spulen zugeführt wird, derart durchgeführt werden, dass eine Größe der durch entweder die Vielzahl der ersten Spulen oder die Vielzahl der zweiten Spulen fließende Elektrizität im Wesentlichen konstant wird.
  • Eine Tastverhältnissteuerung kann in Bezug auf die entweder der Vielzahl der ersten Spulen oder der Vielzahl der zweiten Spulen zugeführten Elektrizität in Übereinstimmung mit der Drehzahl des Rotors derart durchgeführt werden, dass ein Ausgangsdrehmoment des Rotors im Wesentlichen konstant wird.
  • In dem vorstehend beschriebenen Aufbau kann eine durch einen Zusammenstoß (Aufprall) von Komponenten bewirkte Last verringert werden. Daher kann eine mechanische Beschädigung in den Komponenten verringert werden.
    •
  • Die vorstehend beschriebenen und anderen Aufgaben, Merkmale und Vorteile der vorliegenden Erfindung werden anhand der nachstehenden ausführlichen Beschreibung unter Bezugnahme auf die beiliegende Zeichnung deutlicher. Es zeigen:
  • 1A eine schematische Darstellung eines elektrischen Motors, und 1B einen Graphen, der ein Verhältnis zwischen einem Rotorwinkel und einer Speisungsbedingung einer Spule darstellt, gemäß einem ersten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung,
  • 2 eine Teilschnittansicht einer Schaltbereichsschaltvorrichtung gemäß dem ersten Ausführungsbeispiel,
  • 3 eine schematische Darstellung eines Systems der Gangschaltungsschaltvorrichtung gemäß dem ersten Ausführungsbeispiel,
  • 4 eine perspektivische Darstellung der Schaltbereichsschaltvorrichtung gemäß dem ersten Ausführungsbeispiel,
  • 5 eine schematische Darstellung eines elektrischen Motors gemäß dem ersten Ausführungsbeispiel,
  • 6 eine schematische Darstellung einer elektrischen Verbindung des elektrischen Motors gemäß dem ersten Ausführungsbeispiel,
  • 7 eine perspektivische Vorderansicht eines Reduktionsgetriebes gemäß dem ersten Ausführungsbeispiel,
  • 8 eine perspektivische Rückansicht des Reduktionsgetriebes gemäß dem ersten Ausführungsbeispiel,
  • 9 eine auseinandergezogene perspektivische Darstellung des Reduktionsgetriebes gemäß dem ersten Ausführungsbeispiel,
  • 10A eine Vorderansicht einer magnetisierten Struktur eines Magneten, und 10B eine Querschnittsseitenansicht des Magneten gemäß dem ersten Ausführungsbeispiel,
  • 11 eine Teilquerschnittsseitenansicht eines Rotors mit dem Magneten gemäß dem ersten Ausführungsbeispiel,
  • 12 eine auseinandergezogene perspektivische Darstellung des Rotors und des Magneten gemäß dem ersten Ausführungsbeispiel,
  • 13 eine schematische Vorderansicht von Hall-ICs, die für den elektrischen Motor vorgesehen sind, gemäß dem ersten Ausführungsbeispiel,
  • 14A und 14B Signalverlaufsdiagramme, die Ausgangssignale der A-Phase, B-Phase und Z-Phase des elektrischen Motors darstellen, wenn der Rotor rotiert, gemäß dem ersten Ausführungsbeispiel,
  • 15 einen Graphen, der ein Verhältnis zwischen dem Rotorwinkel und einer Speisungsbedingung der Spule in einem normalen Betrieb gemäß dem ersten Ausführungsbeispiel darstellt,
  • 16 einen Graphen, der ein Verhältnis zwischen dem Rotorwinkel und einer Speisungsbedingung der Spule gemäß einem zweiten und einem dritten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung darstellt, und
  • 17 einen Graphen, der ein Verhältnis zwischen dem Rotorwinkel und einer Speisungsbedingung der Spule gemäß einem Beispiel für ein Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung darstellt.
  • Erstes Ausführungsbeispiel
  • Wie es in 1A bis 3 gezeigt ist, weist ein Schaltbereichsschaltgerät ein Rotationsbetätigungsglied 1 (2) auf, das eine Schaltbereichsschaltvorrichtung 3 schaltet, die eine Parkschaltvorrichtung 4 (4) aufweist. Die Schaltbereichsschaltvorrichtung 3 ist ein Beispiel für ein angetriebenes Objekt. Die Schaltbereichsschaltvorrichtung 3 ist für ein Automatikgetriebe 2 eines Fahrzeugs vorgesehen. Das Rotationsbetätigungsglied 1 ist eine Servovorrichtung, die die Schaltbereichsschaltvorrichtung 3 betreibt. Das Rotationsbetätigungsglied 1 weist einen elektrischen Synchronmotor 5 und ein Reduktionsgetriebe (eine Reduktionseinheit) 6 auf. Das Reduktionsgetriebe 6 reduziert die Drehzahl des elektrischen Motors 5. Der elektrische Motor 5 wird unter Verwendung einer ECU (elektronische Steuerungseinheit) 7 gesteuert. Die ECU 7 dient als Motorsteuerungseinheit.
  • Insbesondere steuert die ECU 7 die Rotationsrichtung des elektrischen Motors 5, die Drehzahl (Rotationszahl) des elektrischen Motors 5 und den Rotationswinkel des elektrischen Motors 5 in dem Schaltbereichsschaltgerät, wodurch die Gangschaltungsschaltvorrichtung 3 über das Reduktionsgetriebe 6 betrieben wird.
  • In der nachstehenden Beschreibung ist die rechte Seite in der Darstellung gemäß 2 als Vorderseite definiert, und ist die linke Seite in der Darstellung gemäß 2 als Rückseite definiert.
  • Nachstehend ist der elektrische Motor 5 unter Bezugnahme auf 2 und 5 beschrieben. Der elektrische Motor 5 ist ein bürstenloser (kommutatorloser) geschalteter Reduktanzmotor (SR-Motor), bei dem kein Permanentmagnet verwendet wird. Der elektrische Motor 5 weist einen Rotor 11 und einen Stator 12 auf. Der Rotor 11 ist drehbar. Der Stator 12 ist koaxial in Bezug auf das Rotationszentrum des Rotors 11 angeordnet.
  • Der Rotor 11 ist aus einer Rotorwelle 13 und einem Rotorkern 14 aufgebaut. Die Rotorwelle 13 ist drehbar unter Verwendung eines vorderen Kugellagers 15 und eines hinteren Kugellagers 16 gestützt. Das vordere Kugellager 15 ist an einem vorderen Ende der Rotorwelle 13 vorgesehen, und das hintere Kugellager 16 ist an einem hinteren Ende der Rotorwelle 13 vorgesehen.
  • Das vordere Kugellager 15 steht mit dem inneren umlaufenden Umfang einer Ausgangswelle 17 des Reduktionsgetriebes 6 in Eingriff. Die Ausgangswelle 17 des Reduktionsgetriebes 6 ist drehbar über ein Metalllager 19 gestützt, das an dem inneren umlaufenden Umfang des Vordergehäuses 18 angeordnet ist. Das heißt, dass das vordere Ende der Rotorwelle 13 drehbar über das Metalllager 19, die Ausgangswelle 17 und das vordere Kugellager 16 gestützt ist, die in dem Vordergehäuse 18 vorgesehen sind.
  • Das Metalllager 19 stützt das vordere Ende der Rotorwelle 13 in einem Stützbereich, der axial einen Stützbereich des vorderen Kugellagers 15 überlappt. In diesem Aufbau kann eine Neigung der Rotorwelle 13 aufgrund der Reaktionskraft des Reduktionsgetriebes 6 begrenzt werden. Insbesondere wird die Reaktionskraft durch eine auf den Getriebeabschnitt zwischen einem Sonnenrad 26 und einem Ringzahnrad 27 beaufschlagte Last bewirkt. Das hintere Kugellager 16 ist presseingepasst in den äußeren umlaufenden Umfang des hinteren Endes der Rotorwelle 13, wodurch es durch ein hinteres Gehäuse 20 gestützt wird. Das hintere Gehäuse 20 dient als Statorgehäuse.
  • Der Stator 12 ist aus einem festen Statorkern 21 und einer Magnetisierungsspule (Spulenvorrichtung) 22 aufgebaut. Die Spulenvorrichtung 22 erzeugt eine magnetische Kraft, indem sie gespeist wird. Die Spulenvorrichtung 22 ist mehrphasig. Insbesondere weist, wie es in 5 und 6 gezeigt ist, die Spulenvorrichtung 22 eine erste Spulengruppe 22A und eine zweite Spulengruppe 22B auf. Die erste Spulengruppe 22A weist Spulen U1, V1 und W1 auf. Die zweite Spulengruppe 22B weist Spulen U2, V2 und W2 auf. Die Spulen U1, V1 und W1 der ersten Spulengruppe 22A und die Spulen U2, V2 und W2 der zweiten Spulengruppe 22B bilden eine Mehrphasenstruktur der Spulenvorrichtung 22.
  • Der Statorkern 21 ist aus gestapelten dünnen Blechen aufgebaut. Der Statorkern 21 ist an dem hinteren Gehäuse 20 (2) befestigt. Wie es in 5 gezeigt ist, weist der Statorkern 21 Statorzähne 23 (nach innen gerichtete ausgeprägte Pole), die zu dem Rotorkern 14 nach innen vorspringen. Die Statorzähne 23 sind zu im Wesentlichen regelmäßigen umlaufenden Intervallen angeordnet, die im Wesentlichen 30° betragen. Jede der Spulen U1, V1 und W1 der ersten Spulengruppe 22A ist jeweils um die Statorzähne 23 zur Erzeugung einer Magnetkraft in jeden der Statorzähne 23 gewickelt. Jede der Spulen U2, V2 und W2 der zweiten Spulengruppe 22B ist jeweils um die Statorzähne 23 zur Erzeugung einer Magnetkraft in jeden der Statorzähne 23 gewickelt. Die Spulen U1 und U2 sind in der U-Phase, die Spulen V1 und V2 sind in der V-Phase, und die Spulen W1 und W2 sind in der W-Phase.
  • Nachstehend ist die Spulenvorrichtung 22 unter Bezugnahme auf 5 und 6 beschrieben. Wie es in 6 gezeigt ist, sind die Spulen U1, V1 und W1 der ersten Spulengruppe 22A getrennt von den Spulen U2, V2 und W2 der zweiten Spulengruppe 22B in der Spulenvorrichtung 22 gewickelt. Die Spulen U1, V1 und W1 der ersten Spulengruppe 22A sowie die Spulen U2, V2 und W2 der zweiten Spulengruppe 22B sind jeweils in Stern geschaltet. Der Rotor 11 kann durch Zufuhr von Elektrizität lediglich zu den Spulen U1, V1 und W1 der ersten Spulengruppe 22A gedreht werden. Alternativ dazu kann der Rotor 11 durch Zufuhr von Elektrizität lediglich zu den Spulen U2, V2 und W2 der zweiten Spulengruppe 22B gedreht werden.
  • Die Spulen U1, V1 und W1 der ersten Spulengruppe 22A und die Spulen U2, V2 und W2 der zweiten Spulengruppe 22B sind in eine Vielzahl von Wicklungen unterteilt. Gemäß diesem Ausführungsbeispiel beträgt die Anzahl der Wicklungen 2. Insbesondere sind die Spulen U1, V1 und W1 der ersten Spulengruppe 22A aus einer ersten Gruppe der Spulen U1-1, V1-1 und W1-1 und einer zweiten Gruppe der Spulen U1-2, V1-2 und W1-2 aufgebaut. Die erste Gruppe der Spulen U1-1, V1-1 und W1-1 sind jeweils für die Statorzähne 23 vorgesehen, die entlang der Rotationsrichtung in Reihe angeordnet sind. Die zweite Gruppe der Spulen U1-2, V1-2 und W1-2 sind jeweils für die Statorzähne 23 vorgesehen, die entlang der Rotationsrichtung in Reihe angeordnet sind. Die zweite Gruppe der Spulen U1-2, V1-2 und W1-2 sind von der ersten Gruppe der Spulen U1-1, V1-1 und W1-1 entlang der Rotationsrichtung fortgesetzt.
  • Die Spulen U2, V2 und W2 der zweiten Spulengruppe 22B sind aus einer ersten Gruppe der Spulen U2-1, V2-1 und W2-1 und einer zweiten Gruppe der Spulen U2-2, V2-2 und W2-2 aufgebaut. Die erste Gruppe der Spulen U2-1, V2-1 und W2-1 sind jeweils für die Statorzähne 23 vorgesehen, die entlang der Rotationsrichtung in Reihe angeordnet sind. Die zweite Gruppe der Spulen U2-2, V2-2 und W2-2 sind jeweils für die Statorzähne 23 vorgesehen, die entlang der Rotationsrichtung in Reihe angeordnet sind. Die zweite Gruppe der Spulen U2-2, V2-2 und W2-2 setzt sich von der ersten Gruppe der Spulen U2-1, V2-1 und W2-1 entlang der Rotationsrichtung fort.
  • Wenn die Spulenvorrichtung 22 gespeist wird, erzeugen die Gruppen der Spulen jeweils einen Magnetismus, der Magnetpole angibt (induziert), die in Rotationsrichtung zueinander entgegengesetzt sind. Insbesondere werden beispielsweise, wenn die Spulenvorrichtung 22 gespeist wird, und wenn die inneren Enden der ersten Gruppe der Spulen U1-1, V1-1 und W1-1 zu dem Nordpol magnetisiert sind, die benachbarten inneren Enden der zweiten Gruppe der Spulen U1-2, V1-2 und W1-2 zu dem Südpol magnetisiert, werden die benachbarten inneren Enden der ersten Gruppe der Spulen U2-1, V2-1 und W2-1 zu dem Nordpol magnetisiert, und werden die benachbarten inneren Enden der zweiten Gruppe der Spulen U2-2, V2-2 und W2-2 zu dem Südpol magnetisiert.
  • In dieser Situation wird beispielsweise, wenn zwei Spulen U1-1, U1-2 gespeist werden, der radiale innere Abschnitt des Statorzahns 23, um den die Spule U1-1 gewickelt ist, zu dem Nordpol magnetisiert, und wird der radial innere Abschnitt des Statorzahns 23, um den die Spule U1-2 gewickelt ist, zu dem Südpol magnetisiert. Der Statorzahn 23, um den die Spule U1-1 gewickelt ist, ist im Wesentlichen 90° von dem Statorzahn 23, um den die Spule U1-2 gewickelt ist, in Bezug auf die Rotationsrichtung des Statorkerns 21 beabstandet.
  • Gleichermaßen erzeugt in den Spulen V1, W1, U2, V2, W2 einer von zwei Statorzähnen 23, der von dem anderen der zwei Statorzähne 23 im Wesentlichen um 90° in Rotationsrichtung beabstandet ist, entweder einen Südpol- oder Nordpolmagnetismus. In diesem Fall erzeugt der andere der zwei Statorzähne 23 den entsprechend anderen des Südpols und des Nordpols.
  • Wie es in 2 gezeigt ist, ist der Rotorkern 14 durch Stapeln von dünnen Blechen aufgebaut. Der Rotorkern 14 ist in die Rotorwelle 13 eingepasst und darin befestigt. Der Rotorkern 14 weist Rotorzähne 24 (nach außen ausgeprägte Pole, 5) auf, die zu dem Statorkern 21 an dessen radial äußerer Seite nach außen vorspringen. Die Rotorzähne 24 sind zu im Wesentlichen regelmäßigen umlaufenden Intervallen angeordnet, die im Wesentlichen 45° betragen.
  • Die Speisungsposition und die Speisungsrichtung der Spulenvorrichtung 22 der U-Phase, V-Phase und W-Phase werden aufeinanderfolgend geschaltet, so dass die Statorzähne 23, die die Rotorzähne 24 magnetisch anziehen, geschaltet (umgeschaltet) werden. Somit wird der Rotor 11 sowohl in normaler Richtung als auch Rückwärtsrichtung gedreht.
  • Nachstehend ist das Reduktionsgetriebe 6 unter Bezugnahme auf 7 bis 9 beschrieben.
  • Bei dem Reduktionsgetriebe 6 handelt es sich beispielsweise um Zahnräder mit Zykloidenverzahnung. Bei dem Reduktionsgetriebe 6 handelt es sich um eine Bauart eines Planetengetriebes, das einen eingeschriebenen Planetengetriebereduziermechanismus bildet. Das Reduktionsgetriebe 6 weist ein Sonnenrad 26 (inneres Zahnrad, externes Zahnrad), einen Zahnkranz 27 (äußeres Zahnrad, internes Zahnrad) und eine Übertragungsvorrichtung 28 auf. Das Sonnenrad 26 kann sich exzentrisch in Bezug auf die Rotorwelle 23 über einen exzentrischen Abschnitt 25 drehen, der für die Rotorwelle 13 vorgesehen ist. Der Zahnkranz 27 steht intern mit dem Sonnenrad 26 in Eingriff. Die Übertragungsvorrichtung 23 überträgt die Rotation des Sonnenrads 26 auf die Ausgangswelle 17.
  • Der exzentrische Abschnitt 25 ist eine Achse, die exzentrisch in Bezug auf das Rotationszentrum der Rotorwelle 13 rotiert, wodurch das Sonnenrad 26 entlang einer Umlaufbahn rotiert wird. Der exzentrische Abschnitt 25 stützt drehbar das Sonnenrad 26 über ein Sonnenradlager 31, das für den umlaufenden äußeren Umfang des exzentrischen Abschnitts 25 vorgesehen ist.
  • Wie es vorstehend beschrieben worden ist, wird das Sonnenrad 26 drehbar über das Sonnenradlager 31 derart gestützt, dass das Sonnenrad 26 in Bezug auf den exzentrischen Abschnitt 25 der Rotorwelle 13 rotieren kann. Wenn der exzentrische Abschnitt 25 rotiert, wird das Sonnenrad 26 in einer Bedingung rotiert, in der das Sonnenrad 26 auf den Zahnkranz 27 gepresst wird. Der Zahnkranz 27 ist an dem vorderen Gehäuse 18 befestigt.
  • Die Ausgangswelle 17 rotiert einstückig mit einem Flansch 33. Der Flansch 33 ist an dem hinteren Ende der Ausgangswelle 17 angeordnet. Der Flansch 33 weist mehrere innere Stiftöffnungen 34 auf, die koaxial mit dem Flansch 33 geformt sind. Das Sonnenrad 26 weist eine vordere Oberfläche auf, aus der eine Vielzahl innerer Stifte 35 vorspringen. Die inneren Stifte 35 des Sonnenrads 26 stehen lose mit den inneren Stiftöffnungen 34 des Flansches 33 in Eingriff, so dass die Übertragungsvorrichtung 28 aufgebaut ist. Auf diese Weise wird die Rotation des Sonnenrades 26 auf die Ausgangswelle 17 übertragen.
  • In dieser Struktur rotiert die Rotorwelle 13, so dass das Sonnenrad 26 exzentrisch rotiert, und das Sonnenrad 26 die Drehzahl in Bezug auf die Rotation der Rotorwelle 13 reduziert. Die reduzierte Drehzahl des Sonnenrads 26 wird auf die Ausgangswelle 17 übertragen. Die Ausgangswelle 17 ist mit einer Steuerstange 45 (4) der Getriebestufenschaltvorrichtung 3 verbunden.
  • Als Alternative zu der vorstehend beschriebenen Struktur kann das Sonnenrad 26 die Vielzahl innerer Stiftöffnungen 24 aufweisen, und kann der Flansch 33 die Vielzahl innerer Stifte 35 aufweisen.
  • Nachstehend ist die Getriebestufenschaltvorrichtung 3 in Bezug auf 3 und 4 beschrieben.
  • Die Getriebestufenschaltvorrichtung 3 mit der Parkschaltvorrichtung 4 wird unter Verwendung der Ausgangswelle 17 des Reduktionsgetriebes 6 geschaltet. Ein manuelles Spulenventil 42, das für einen hydraulischen Ventilkörper 41 vorgesehen ist, wird zu einer vorbestimmten Position verschoben und versetzt, so dass Hydraulikdurchlässe geschaltet werden. Die Hydraulikdurchlässe sind mit einer (nicht gezeigten) Hydraulikkupplung des Automatikgetriebes 2 verbunden. Auf diese Weise wird die Eingriffsbedingung der Hydraulikkupplung gesteuert, so dass die Schaltbereiche wie P, R, N und D in dem Automatikgetriebe 2 geschaltet werden.
  • Die Parkschaltvorrichtung 4 wird durch Eingriff und Lösen zwischen einer Aussparung 43A eines Parkzahnrads 43 und eines Vorsprungs 44A eines Parkstabs 44 verriegelt und entriegelt. Das Parkzahnrad 43 ist mit einer (nicht gezeigten) Ausgangswelle des Automatikgetriebes 2 über eine (nicht gezeigte) Antriebswelle und einem (nicht gezeigten) Differentialzahnrad verbunden. Das Parkzahnrad 43 ist in dessen Rotation beschränkt, so dass das Antriebsrad des Fahrzeugs blockiert wird, weshalb das Fahrzeug in den Parkzustand übergeht.
  • Die Steuerstange 45 wird unter Verwendung des Reduktionsgetriebes 6 angetrieben. Eine Arretierungsplatte 46, die im Wesentlichen eine Kreisausschnittsform (Sektorform) aufweist, ist mit der Steuerstange 45 durch einen (nicht gezeigten) Federstift oder dergleichen verbunden. Die Arretierungsplatte 46 weist eine Vielzahl von Aussparungen 46A in dem radialen spitzen Ende davon auf. Das radiale spitze Ende der Arretierungsplatte 45 ist ein bogenförmiger Abschnitt in dem kreisausschnittförmigen (sektorförmigen) Abschnitt. Eine Arretierungsfeder 47 ist an dem Hydraulikventilkörper 41 befestigt. Die Arretierungsfeder 47 weist einen Einhängungsabschnitt 47A an deren spitzen Ende auf. Der Einhängungsabschnitt 47A ist an einem der Aussparungen 46A der Arretierungsplatte 46 eingehängt, so dass der Schaltbereich beibehalten wird.
  • Beide Enden der Aussparungen 46A der Arretierungsplatte 46 zwischen dem P-Bereich und dem D-Bereich weisen Beschränkungswände auf. Der Einhängungsabschnitt 47A der Arretierungsfeder 47 ist an den Beschränkungswände eingehängt, so dass die Beschränkungswände den elektrischen Motor 5 vom Rotieren abhalten. Insbesondere weist die Arretierungsplatte 46 keine festen (starre) Wände zum Abhalten des elektrischen Motors 5 vom Rotieren auf. Die Einschränkungswände sind eine imaginäre Wand. Der Einhängungsabschnitt 47A der Arretierungsfeder 47 ist in der Aussparung 46A der Arretierungsplatte 46 eingehängt, so dass die Beschränkungswände den elektrischen Motor 5 vom weiteren Rotieren abhalten.
  • Die Arretierungsfeder 46 weist einen Stift 48 auf, der das manuelle Spulenventil 42 betätigt. Der Stift 48 steht in Eingriff mit einer Nut 49, die in dem Ende des manuellen Spulenventils 42 geformt ist. Wenn die Arretierungsplatte 46 über die Steuerstange 45 gedreht wird, wird der Stift 48 entlang eines bogenförmigen Weges bewegt, so dass das manuelle Spulenventil 42, das sich in Eingriff mit dem Stift 48 befindet, linear sich in dem Hydraulikventilkörper 41 bewegt.
  • Wenn die Steuerstange 45 im Uhrzeigersinn in Bezug auf die Richtung bei Betrachtung von dem Pfeil A in 4 gedreht wird, schiebt der Stift 48 das manuelle Spulenventil 42 in den Hydraulikventilkörper 41 über die Arretierungsplatte 46. Somit werden die Hydraulikdurchlässe in dem Hydraulikventilkörper 41 in der Reihenfolge der D-, N-, R- und P-Bereiche geschaltet, so dass die Schaltbereiche des Automatikgetriebes 2 in der Reihenfolge der D-, N-, R- und P-Bereiche geschaltet werden. Wenn die Steuerstange 45 in Rückwärtsrichtung gedreht wird, zieht der Stift 48 das manuelle Spulenventil 42 aus dem Hydraulikventilkörper 41, so dass die Hydraulikdurchlässe in dem Hydraulikventilkörper 41 in der Reihenfolge von P-, R-, N- und D-Bereiche geschaltet werden. Somit werden die Schaltbereiche des Automatikgetriebes 2 in der Reihenfolge von P-, R-, N- und D-Bereiche geschaltet.
  • Die Arretierungsplatte 46 ist mit einer Parkstange (Feststellstange) 51 zur Betätigung des Parkstabs (Feststellstabs) 44 versehen. Die Parkstange 41 weist ein spitzes Ende auf, bei dem ein konischer Abschnitt 52 vorgesehen ist.
  • Der konische Abschnitt 52 ist zwischen einem Vorsprung 53 des Gehäuses des Automatikgetriebes 2 und dem Parkstab 44 angeordnet. Wenn die Steuerstange 45 von dem R-Bereich zu dem P-Bereich im Uhrzeigersinn in Bezug auf die Richtung bei Betrachtung von dem Pfeil A in 4 gedreht wird, wird die Parkstange 51 über die Arretierungsplatte 46 in die durch den Pfeil B gemäß 4 gezeigte Richtung versetzt. Somit hebt der konische Abschnitt 52 den Parkstab 44 an, so dass der Parkstab 44 um eine Welle 44B in die durch den Pfeil C in 4 gezeigte Richtung dreht. Somit gelangt der Vorsprung 44A des Parkstabs 44 in Eingriff mit einer Aussparung 43A des Parkzahnrads 43. In dieser Bedingung gelangt die Parkschaltvorrichtung 4 in eine Verriegelungsbedingung. Wenn die Steuerstange 45 von dem P-Bereich zu dem R-Bereich gegen den Uhrzeigersinn gedreht wird, wird der Parkstab 51 in der zu dem Pfeil B gemäß 4 entgegengesetzten Richtung gezogen, so dass der konische Abschnitt 52 das Anheben des Parkstabs 44 beendet. Der Parkstab 44 wird gleichmäßig unter Verwendung einer (nicht gezeigten) Spulenfeder in der zu dem Pfeil C in 4 entgegengesetzten Richtung vorgespannt, so dass der Vorsprung 44A des Parkstabs 44 von der Aussparung 43A des Parkzahnrads 43 entfernt wird. In dieser Bedingung wird das Parkzahnrad 43 von dem Parkstab 44 frei, so dass die Parkschaltvorrichtung 4 die entriegelte Bedingung annimmt.
  • Nachstehend ist ein Drehgeber (Encoder) 60 unter Bezugnahme auf 2, 10A bis 14B beschrieben. Das Rotationsbetätigungsglied 1 weist das Gehäuse auf, das aus dem vorderen Gehäuse 18 und dem hinteren Gehäuse 20 aufgebaut ist. In dem Gehäuse des Rotationsbetätigungsglieds 1 ist der Drehgeber (Rotationswinkelerfassungsvorrichtung) 60 untergebracht, der den Rotationswinkel des Rotors 11 erfasst. Der elektrische Motor 5 kann mit hoher Drehzahl bei Beibehaltung von Synchronismus gedreht werden, indem der Rotationswinkel des Rotors 11 unter Verwendung des Drehgebers 60 erfasst wird.
  • Der Drehgeber 60 ist ein Inkrementaldrehgeber, der einen Magneten 61 und ein Hall-IC 62 aufweist. Der Magnet 61 rotiert einstückig mit dem Rotor 11. Das Hall-IC 62 ist in dem hinteren Gehäuse 20 zur Erfassung von Magnetismus angeordnet. Wie es in 13 gezeigt ist, weist das Hall-IC 62 ein erstes Rotationswinkel-Hall-IC 62a, ein zweites Rotationswinkel-Hall-IC 62b und ein Index-Hall-IC 62z auf.
  • Das Hall-IC 62 wird durch ein Substrat 63 (2) gestützt, das in dem hinteren Gehäuse 20 angebracht ist.
  • Wie es in 10A bis 12 gezeigt ist, weist der Magnet 61 eine im Wesentlichen ringförmige Scheibenform auf, und ist koaxial in Bezug auf die Rotorwelle 13 angeordnet. Der Magnet 61 ist mit der axialen Endoberfläche in der hinteren Seite des Rotorkerns 14 verbunden. Wenn der Rotorkern 14 einen starken magnetischen Einfluss auf den Magneten 61 ausübt, kann der Magnet 61 mit dem Rotorkern 14 über eine (nicht gezeigte) nichtmagnetische Membran verbunden werden, um den Einfluss des Magnetismus zu verringern. Wenn der Rotorkern 14 einen kleinen magnetischen Einfluss auf den Magneten 61 ausübt, kann der Magnet 61 direkt mit dem Rotorkern 14 verbunden sein. In dieser Struktur kann die Anzahl der Komponenten verringert werden, so dass die Herstellungskosten verringert werden können.
  • Wie es in 12 gezeigt ist, weist die hintere Oberfläche des Rotorkerns 14 eine Vielzahl von Öffnungen 14a zur Ausrichtung des Magneten 61 auf. Der Magnet 61 weist eine Verbindungsoberfläche auf, auf der eine Vielzahl von Vorsprüngen 61a vorgesehen ist. Die Vorsprünge 61a des Magneten 61 werden in die entsprechenden Öffnungen 14a des Rotorkerns 14 eingesetzt, so dass der Magnet 61 mit dem Rotorkern 14 derart zusammengesetzt wird, dass der Magnet 61 im Wesentlichen koaxial in Bezug auf das Rotationszentrum des Rotorkerns 14 angeordnet ist.
  • Wie es in 11 gezeigt ist, weist der Magnet 61 eine hintere Endoberfläche auf, die dem Hall-IC 62 (2) gegenüberliegt. Die hintere Endoberfläche des Magneten 61 ist zur Erfassung des Rotationswinkels und eines Indexes für eine zu speisende Phase magnetisiert, wodurch ein Magnetismus in axialer Richtung des Magneten 61 erzeugt wird.
  • Nachstehend ist die magnetisierte Struktur der hinteren Oberfläche des Magneten 61 unter Bezugnahme auf 10A und 10B beschrieben.
  • Der Magnet 61 weist einen magnetisierten Rotationswinkelabschnitt α auf dessen hinterer Oberfläche auf dessen äußeren Umfangsseite auf. Der magnetisierte Rotationswinkelabschnitt α weist multipolare magnetisierte Abschnitte entlang dessen Rotationsrichtung zur Erzeugung von Rotationswinkelsignale und zur Beendigung der Rotationswinkelsignale auf. Magnetisierte Indexabschnitte β und nichtmagnetisierte Indexabschnitte β' sind derart angeordnet, dass sie benachbart zu dem inneren Umfang des magnetisierten Rotationswinkelabschnitts α entlang der Rotationsrichtung des Magneten 61 benachbart sind. Die magnetisierten Indexabschnitte β erzeugen Indexsignale und beendigen die Indexsignale. Die nichtmagnetisierten Indexabschnitte β' führen keinen Betrieb zur Erzeugung der Indexsignale durch.
  • Der magnetisierte Rotationswinkelabschnitt α weist multipolare magnetisierte Abschnitte entlang dessen Rotationsrichtung zur Erzeugung von Rotationswinkelsignalen auf, die A-Phasensignale und B-Phasensignale aufweisen. In der in 10A gezeigten Struktur des magnetisierten Rotationswinkelabschnitts α sind der Abschnitt (Nordpolabschnitt), der den Magnetismus (Nordpolmagnetismus) des Nordpols erzeugt, und der Abschnitt (Südpolabschnitt), der den Magnetismus (Südpolmagnetismus) des Südpols erzeugt, abwechselnd beispielsweise bei Intervallen von im Wesentlichen 7,5° angeordnet. Insbesondere weist beispielsweise der magnetisierte Rotationswinkelabschnitt α 48 Pole von A-Phasenerfassungsabschnitten und B-Phasenerfassungsabschnitten auf.
  • Die magnetisierten Indexabschnitte β erzeugen jeweils Indexsignale (Z-Phasensignale) beispielsweise bei Intervallen von 45°. Die Spulenvorrichtung 22 der U-Phase, V-Phase und W-Phase verlaufen umlaufend bei beispielsweise Intervallen von 45°. Jeder der magnetisierten Indexabschnitte β weist einen Abschnitt (Nordpolabschnitt) auf, der zur Erzeugung des Nordpolmagnetismus für einen Bereich von 7,5° magnetisiert ist. Abschnitte (Südpolabschnitt), die zur Erzeugung des Südpolmagnetismus magnetisiert sind, sind an beiden Seiten des Nordpolabschnitts entlang der Rotationsrichtung in jeden der magnetisierten Indexabschnitte β angeordnet.
  • Jeder der nichtmagnetisierten Indexabschnitte β' ist zwischen zwei magnetisierten Indexabschnitten β angeordnet, die benachbart zueinander entlang der Rotationsrichtung angeordnet sind. Jeder nichtmagnetisierte Indexabschnitt β' ist nicht magnetisiert, so dass der nichtmagnetisierte Indexabschnitt β' kein Indexsignal erzeugt.
  • Die ersten und zweiten Rotationswinkel-Hall-ICs 62a und 62b sind von dem Substrat 63 in einer Bedingung gestützt, in der die ersten und zweiten Rotationswinkel-Hall-ICs 62a und 62b jeweils dem magnetisierten Rotationswinkelabschnitt α in axialer Richtung gegenüberliegen. Das Index-Hall-IC 62z ist durch das Substrat 63 in einer Bedingung gestützt, in der das Index-Hall-IC 62z den magnetisierten Indexabschnitten β und den nichtmagnetisierten Indexabschnitten β' in axialer Richtung gegenüberliegt.
  • Die ersten und zweiten Rotationswinkel-Hall-ICs 62a und 62b sind beispielsweise relativ zueinander um im Wesentlichen 3,75° beabstandet (beispielsweise um im Wesentlichen 90° im elektrischen Winkel, wie es in 14 gezeigt ist).
  • Daher sind das A-Phasensignal und das B-Phasensignal relativ zueinander um im Wesentlichen beispielsweise 3,75° beabstandet (beispielsweise um im Wesentlichen 90° im elektrischen Winkel).
  • Ein Hall-Element und ein Ein-Aus-Signalerzeugungs-IC sind integriert, um die ersten und zweiten Rotationswinkel-Hall-ICs 62a und 62b sowie das Index-Hall-IC 62z zu bilden. Das Hall-Element erzeugt ein Signal entsprechend der Größe des durch das Hall-Element gelangenden magnetischen Flusses.
  • Wenn der dem Hall-Element beaufschlagte Magnetfluss auf Seiten des Nordpols größer als ein Schwellwert wird, schaltet das Ein-Aus-Signalerzeugungs-IC die Rotationswinkelsignale ein. Das heißt, dass das Ein-Aus-Signalerzeugungs-IC das A-Phasensignal, das B-Phasensignal und das Z-Phasensignal erzeugt. Wenn der dem Hall-Element beaufschlagte Magnetfluss auf Seiten des Südpols größer als ein Schwellwert wird, schaltet das Ein-Aus-Signalerzeugungs-IC die Rotationswinkelsignale aus. Das heißt, dass das Ein-Aus-Signalerzeugungs-IC die Erzeugung des A-Phasensignals, des B-Phasensignals und des Z-Phasensignals beendet.
  • Gemäß diesem Ausführungsbeispiel sind die Hall-ICs 62a, 62b und 62z, in denen die Hall-Elemente mit Ein-Aus-Signalerzeugungsschaltungen integriert sind, lediglich als Beispiel beschrieben. Vielmehr kann das Hall-Element individuell von der Ein-Aus-Signalerzeugungsschaltung vorgesehen werden. Insbesondere kann die Ein-Aus- Signalerzeugungsschaltung auf dem Substrat 63 getrennt von dem Hall-Element zusammengebaut werden. Die Ein-Aus-Signalerzeugungsschaltung kann in die ECU 7 eingebaut werden.
  • Nachstehend sind Ausgangssignalverläufe des A-Phasen-Signals, des B-Phasen-Signals und des Z-Phasen-Signals, die unter Verwendung des Drehgebers 60 erzeugt werden, unter Bezugnahme auf 14A und 14B beschrieben.
  • Das A-Phasen-Signal weist eine Phasendifferenz relativ in Bezug auf das B-Phasen-Signal von beispielsweise im Wesentlichen 3,75° (beispielsweise 90° im elektrischen Winkel) auf. Gemäß diesem Ausführungsbeispiel werden das A-Phasen-Signal und das B-Phasen-Signal jeweils für eine Periode bei jeder Rotation von beispielsweise im Wesentlichen 15° des Rotors 11 ausgegeben.
  • Das Z-Phasen-Signal ist das Indexsignal, das einmal bei jeder Rotation von beispielsweise im Wesentlichen 45° des Rotors 11 ausgegeben wird. Das Indexsignal wird zum Schalten der Speisung des Motors verwendet. Das Indexsignal ist gemäß diesem Ausführungsbeispiel beispielsweise ein Ein-Signal. Die Phase der Speisung des elektrischen Motors 5 und eine physikalische Beziehung der A-Phase in Bezug auf die B-Phase kann durch dieses Z-Phasen-Signal definiert werden.
  • Das Substrat 63 stützt die ersten und zweiten Rotationswinkel-Hall-ICs 62a und 62b, die axial dem magnetisierten Rotationswinkelabschnitt α gegenüberliegen. Das Substrat 63 stützt das Index-Hall-IC 62z, das axial sowohl den magnetisierten Indexabschnitten β als auch den nichtmagnetisierten Indexabschnitten β' gegenüberliegt. Das Substrat 63 ist in dem hinteren Gehäuse 20 untergebracht.
  • Das Substrat 63 ist an der seitlichen Oberfläche der Spulenvorrichtung 22 auf der hinteren Seite angebracht.
  • In der vorstehend beschriebenen Struktur ist der Drehgeber 60 in dem Rotationsbetätigungsglied 1 angebracht, so dass das Rotationsbetätigungsglied 1 verkleinert werden kann. Weiterhin sind der Magnet 61 und das Hall-IC 62 an der hinteren Seite des Rotorkerns 14 angeordnet, so dass eine Vergrößerung des Rotationsbetätigungsglieds 1 mit dem Drehgeber 60 in radialer Richtung des Rotationsbetätigungsglieds 1 beschränkt werden kann. Somit kann die Anbringbarkeit (Montagefähigkeit) des Rotationsbetätigungsglieds 1 verbessert werden.
  • Nachstehend ist die ECU 7 unter Bezugnahme auf 3 beschrieben.
  • Die ECU 7 steuert die dem elektrischen Motor 5 zugeführte Elektrizität. Die ECU 7 ist ein Mikrocomputer mit einer CPU, einem Speichermedium (Speicher) 71, einer Eingangsschaltung, einer Ausgangsschaltung, einer elektrischen Leistungsversorgung und dergleichen. Die CPU führt Steuerungsverarbeitungen und arithmetische Verarbeitungen durch. Das Speichermedium 61 ist beispielsweise ein ROM, ein Bereitschafts-RAM, ein EEPROM und ein RAM zum Speichern von Programmen und Daten.
  • Wie es in 3 gezeigt ist, ist die ECU 7 elektrisch mit Vorrichtungen wie einem Startschalter (Zündschalter), Hilfsschalter 72, einer fahrzeugeigenen Batterie 73, einer Anzeigevorrichtung (Anzeiger) 74, einer Spulenbetriebsvorrichtung (Treiberschaltung) 75, einem Fahrzeuggeschwindigkeitssensor 76 und einem Sensor 77 verbunden. Die Anzeigevorrichtung 74 zeigt Informationen wie einen Schaltbereich und eine Bedingung des Rotationsbetätigungsglieds 1 an. Die Anzeigevorrichtung 74 kann eine visuelle Anzeigevorrichtung in normalem Betrieb, ein Warnlicht und eine Vorrichtung zur Ausgabe eines akustischen Warnsignals sein. Die Spulenbetriebsvorrichtung 75 wird zum Antrieb des elektrischen Motors 5 verwendet. Der Sensor 77 umfasst einen Schaltbereichserfassungssensor, der den durch den Fahrer eingestellten Schaltbereich erfasst, einen Sensor zur Erfassung der Position eines Bremsschalters und Sensoren zur Erfassung anderer Fahrzeugbedingungen. Eine Steuerungsvorrichtung 78 steuert elektrische Fahrzeugtüren wie beispielsweise eine elektrische Schiebetür und einen elektrischen Kofferraumdeckelöffner.
  • Die Spulenbetriebsvorrichtung 75 ist individuell von der ECU 7 in der Struktur gemäß 3 vorgesehen. Jedoch kann die Spulenbetriebsvorrichtung 75 in einem Gehäuse der ECU 7 untergebracht werden.
  • Nachstehend ist die Spulenbetriebsvorrichtung 75 unter Bezugnahme auf 6 beschrieben.
  • Der elektrische Motor 5 weist die erste Spulengruppe 22A mit den Spulen U1, V1 und W1 und die zweite Spulengruppe 22B mit den Spulen U2, V2 und W2 auf. Die erste Spulengruppe 22A und die zweite Spulengruppe 22B sind elektrisch voneinander getrennt. Die Spulen U1, V1 und W1 der ersten Spulengruppe 22A und die Spulen U2, V2 und W2 der zweiten Spulengruppe 22B sind jeweils im Stern geschaltet.
  • Die Spulenbetriebsvorrichtung 75 weist ein erstes Schaltelement 79A und ein zweites Schaltelement 79B auf. Das erste Schaltelement 79A führt Elektrizität jeweils den Spulen U1, V1 und W1 der ersten Spulengruppe 22A zu. Das zweite Schaltelement 79B führt Elektrizität jeweils den Spulen U2, V2 und W2 der zweiten Spulengruppe 22B zu. Die ECU 7 schaltet die ersten und zweiten Schaltelemente 79A und 79B ein und aus, so dass die Speisungsbedingung der Spulen U1, V1, W1, U2, V2 und W2 geschaltet werden.
  • Wie es in 15 gezeigt ist, schaltet, wenn der Rotor 11 gedreht wird, die ECU 7 die ersten und zweiten Schaltelemente 79A und 79B ein und aus, so dass die Spulen der Spulenvorrichtung 22 zur Rotation des Rotors 11 entsprechend dem Rotationswinkel des Rotors 11 und Magnetisierungsverzögerungskorrekturbedingungen seriell gespeist werden. Der Rotationswinkel des Rotors 11 wird unter Verwendung des Drehgebers 60 erfasst. Alternativ dazu kann die ECU 7 die ersten und zweiten Schaltelemente 79A und 79B ein und aus in der Weise einer offenen Steuerung (open loop control) ein- und ausschalten, so dass die Spulenvorrichtung 22 zur Rotation des Rotors 11 seriell gespeist werden kann.
  • Die ECU 7 weist verschiedene Steuerungsprogramme wie eine Rotorerfassungseinheit 710, eine normale Steuerungseinheit 711, eine Antippsteuerungseinheit 700 und eine Referenzpositionserkennungseinheit 701 auf. Die Rotorerfassungseinheit 710 erfasst die Drehzahl des Rotors 11, die Häufigkeit der Rotation des Rotors 11, den Rotationswinkel des Rotors 11 entsprechend dem Ausgang des Drehgebers 60, insbesondere der ersten und zweiten Rotationswinkel-Hall-ICs 62a und 62b und des Index-Hall-ICs 62z. Die normale Steuerungseinheit 711 steuert den elektrischen Motor 5 derart, dass die Schaltbereichsposition einer (nicht gezeigten) Schaltbereichsbedienungseinheit, die durch den Fahrer bedient wird, der von der ECU 7 erfassten Schaltbereichsposition entspricht.
  • Die normale Steuerungseinheit 711 bestimmt Steuerungsbetriebe (Steuerungsvorgänge) des elektrischen Motors 5 wie die Rotationsrichtung des elektrischen Motors 5, die Drehzahl des elektrischen Motors 5 und den Rotationswinkel des elektrischen Motors 5. Die normale Steuerungseinheit 711 bestimmt diese Steuerungsbetriebe des elektrischen Motors 5 entsprechend der Schaltbereichsposition der von dem Fahrer bedienten (nicht gezeigten) Schaltbereichsbedienungseinheit.
  • Die normale Steuerungseinheit 711 steuert die der eine Mehrphasenstruktur aufweisenden Spulenvorrichtung 22 zugeführten Elektrizität entsprechend der Bestimmung der Steuerungsbetriebe des elektrischen Motors 5. Somit führt die normale Steuerungseinheit 711 eine normale Steuerung durch, in der die Rotationsrichtung, die Drehzahl und der Rotationswinkel des elektrischen Motors 5 gesteuert werden. Insbesondere führt, wenn die ECU 7 den elektrischen Motor 5 dreht, die normale Steuerungseinheit 711 einen synchronen Betrieb durch, in dem die Speisungsbedingung der Spulenvorrichtung 22 mit der Mehrphasenstruktur entsprechend einem unter Verwendung des Drehgebers 60 erfassten Erfassungssignals wie dem Rotationswinkel des Rotors 11 geschaltet wird. Somit steuert die normale Steuerungseinheit 711 die Rotationsrichtung, die Drehzahl und den Rotationswinkel des elektrischen Motors 5 derart, dass die ECU 7 die Schaltbereichsschaltvorrichtung 3 über das Reduktionsgetriebe 6 schaltet.
  • Die Antippsteuerungseinheit 700 führt eine Antippsteuerung zumindest einer der nachstehenden Bedingungen durch. Beispielsweise führt jedes Mal, wenn der Betrieb durch Einschalten des Startschalters 72 gestartet wird, wenn die Häufigkeit des Startens des Betriebs auf eine vorbestimmte Anzahl ansteigt, wenn die Schaltposition beim Starten des Betriebs unbekannt ist, und wenn eine vorbestimmte Lernbedingung erfüllt ist, die Antippsteuerungseinheit 700 die Antippsteuerung durch.
  • Die Antippsteuerungseinheit 700 beendet die Antippsteuerung in zumindest einer der nachstehend beschriebenen Bedingungen. Wenn beispielsweise die Antippsteuerungseinheit 700 die Antippsteuerung für eine vorbestimmte Zeitdauer ausführt, wenn eine Variation in dem unter Verwendung des Drehgebers 60 erfassten Rotationswinkel des Rotors 11 für eine vorbestimmte Zeitdauer sich nicht ändert, und wenn die Referenzpositionserkennungseinheit 701 die Referenzposition erkennt, beendet die Antippsteuerungseinheit 700 die Antippsteuerung.
  • Die Antippsteuerungseinheit 700 steuert die dem elektrischen Motor 5 zugeführte elektrische Energie, um das bewegliche Teil der Schaltbereichsschaltvorrichtung 3 in Kontakt mit einer Grenzposition auf der anderen Seite des beweglichen Bereichs zu bringen. Die Grenzposition des beweglichen Bereichs ist beispielsweise auf der Seite der Parkposition.
  • Gemäß diesem Ausführungsbeispiel führt die Antippsteuerungseinheit 700 eine einseitige Antippsteuerung (Antippsteuerung auf einer Seite) durch, bei der der Rotor 11 gedreht wird, bis der Rotor 11 die Grenzposition auf einer Seite wie beispielsweise die Seite der Parkposition berührt. Alternativ dazu kann die Antippsteuerungseinheit 700 die einseitige Antippsteuerung zur Erfassung der Referenzposition auf der einen Seite nachfolgend durchführen, kann der Rotor 11 gedreht werden, bis der Rotor 11 die Grenzposition auf der anderen Seite wie die Seite der Antriebsposition berührt, um die Referenzposition auf der anderen Seite zu erfassen. Die Antippsteuerungseinheit 700 kann die Steuerung nach Durchführung sowohl der Antippsteuerung auf der einen Seite als auch der Antippsteuerung auf der anderen Seite beenden.
  • Die Referenzpositionserkennungseinheit 701 führt die Antippsteuerung unter Verwendung der Antippsteuerungseinheit 700 durch, wodurch die Position, an der der Rotor 11 dessen Rotation stoppt, als die Referenzposition (Anfangsposition) des Rotors 11 oder die Referenzposition (Anfangsposition) des Schaltbereichs gelernt wird. Nachstehend ist ein Beispiel für eine unter Verwendung der ECU 7 durchgeführte Steuerung beschrieben. Die ECU 7 startet dieses Beispiel für die Steuerung bei Einschalten des Startschalters 72 und beendet dieses Beispiel für die Steuerung, wenn die Steuerungsbedingung beispielsweise zu einer normalen Steuerungsbedingung geändert wird. Beide Enden der Aussparungen 46a der Arretierungsplatte 46 zwischen dem P-Bereich und dem D-Bereich weisen die Beschränkungswände auf. Der Einhängungsabschnitt 47a der Arretierungsfeder 47 ist in die Aussparung 46a der Arretierungsplatte 46 eingehängt, so dass die Beschränkungswände eine Rotation des elektrischen Motors 5 über die Beschränkungswände hinaus einschränken.
  • Wenn der Fahrer den Startschalter 72 einschaltet, bewertet die ECU 7, ob das Speichermedium 71 Informationen bezüglich des Schaltbereichs speichert, wenn die Elektrizitätszufuhr zuvor beendet worden war. Diese Bewertung ist ein Beispiel für ein Schätzen, ob die ECU 7 die Antippsteuerung durchführt. Wenn die ECU 7 eine positive Bestimmung bei dieser Bewertung durchführt, stellt die ECU 7 den gegenwärtigen Schaltbereich auf einen Schaltbereich ein, bei dem die Energieversorgung zuvor beendet worden war.
  • Darauffolgend geht die Steuerung der ECU 7 zu der normalen Steuerung über, bei dem der elektrische Motor 5 derart gesteuert wird, dass der befohlene Schaltbereich dem gegenwärtigen Schaltbereich entspricht.
  • Wenn der gegenwärtige Schaltbereich unbekannt ist, d.h. wenn das Speichermedium 71 keine Informationen bezüglich des Schaltbereichs bei vorhergehendem Abschalten der Energieversorgung speichert, wird in der vorstehend beschriebenen Bewertung eine negative Bestimmung gemacht. In diesem Fall betätigt die ECU 7 die Antippsteuerungseinheit 700 zur Durchführung der Antippsteuerung. Insbesondere betätigt die ECU 7 zwangsweise den elektrischen Motor 5, bis der Rotor 11 die Grenzposition an einer Seite des P-Bereichs und des D-Bereichs berührt. Die ECU 7 speichert die Position, an der der elektrische Motor 5 dessen Rotation auf einer Seite des P-Bereichs und des D-Bereichs stoppt, als den gegenwärtigen Schaltbereich, wodurch die Referenzpositionserkennungseinheit 701 zum Speichern des gegenwärtigen Schaltbereichs in dem Speichermedium 71 betrieben wird. Darauffolgend geht die Routine zu der normalen Steuerung über.
  • Die ECU 7 führt die Antippsteuerung durch, bei der die ECU 7 den Rotor 11 dreht, bis der Rotor 11 die Grenzposition auf der einen Seite berührt. Dementsprechend tritt, wenn der Einhängungsabschnitt 47a der Arretierungsfeder 47 die Beschränkungswände auf beiden Seiten berührt, eine mechanische Last aufgrund des Aufpralls dazwischen auf.
  • Weiterhin drängt der Einhängungsabschnitt 47a der Arretierungsfeder 47 beide Einschränkungswände der Arretierungsplatte 46 aufgrund des Ausgangsdrehmoments des elektrischen Motors 5. Als Ergebnis wird ein mechanisches Lastdrehmoment auf die Komponenten wie das Übertragungssystem der Rotationsteile und den Einhängungsabschnitt zwischen dem beweglichen Teil und dem festen Teil, insbesondere den Einhängungsabschnitt 47a der Arretierungsfeder 47 aufgrund des Ausgangsdrehmoments des elektrischen Motors 5 beaufschlagt. Dementsprechend kann mit Ansteigen der Häufigkeit der Antippsteuerung, bei der das große Lastdrehmoment beaufschlagt wird, eine mechanische Beschädigung in den Komponenten des Übertragungssystems und des Einhängungsabschnitts auftreten. Als Ergebnis können die Komponenten des Übertragungssystems und des Einhängungsabschnitts allmählich verformt und zerbrochen werden.
  • Jedoch weist bei der vorstehend beschriebenen Struktur gemäß diesem Ausführungsbeispiel der elektrische Motor 5 die erste Spulengruppe 22A und die zweite Spulengruppe 22B auf, die elektrisch voneinander getrennt sind. Die erste Spulengruppe 22A weist die Spulen U1, V1 und W1 auf. Die zweite Spulengruppe 22B weist die Spulen U2, V2 und W2 auf. Der Rotor 11 kann durch Speisen lediglich der Spulen U1, V1 und W1 der ersten Spulengruppe 22A oder durch Speisen lediglich der Spulen U2, V2 und W2 der zweiten Spulengruppe 22B gedreht werden.
  • Wie es in 1B gezeigt ist, steuert die Antippsteuerungseinheit 700 die Zufuhr der Elektrizität beispielsweise lediglich zu den Spulen U1, V1 und W1 der ersten Spulengruppe 22A zur Rotation des Rotors 11. Als Ergebnis kann das Ausgangsdrehmoment aus dem elektrischen Motor 5 in der Antippsteuerung im Vergleich zu dem im normalen Betrieb des elektrischen Motors 5 ausgegebenen Drehmoments verringert werden.
  • Somit kann die mechanische Last, die bei Zusammenprall des Einhängungsabschnitts 47a der Arretierungsfeder 47 gegen eine Beschränkungswand der Arretierungsplatte 46 bei der Antippsteuerung auftritt, verringert werden.
  • Der Rotor 11 stoppt in einer Bedingung, in der der elektrische Motor 5 mit Energie versorgt wird, insbesondere wenn der Einhängungsabschnitt 47a der Arretierungsfeder 47 gegen eine Einschränkungswand der Arretierungsplatte 46 in der Antippsteuerung anstößt. In dieser Situation kann in der vorstehend beschriebenen Struktur das aus dem elektrischen Motor 5 abgegebene Drehmoment verringert werden. Daher kann das mechanische Lastdrehmoment, das in den Komponenten wie den Einhängungsabschnitt 47a der Arretierungsfeder 47 in dem Übertragungssystem und dem Einhängungsabschnitt zwischen dem beweglichen Teil und dem festen Teil auftritt, verringert werden.
  • In der vorstehend beschriebenen Struktur wird, wenn die ECU 7 die Antippsteuerung durchführt, der Rotor 11 lediglich beispielsweise durch Speisung der Spulen U1, V1 und W1 des ersten Systems 22A gedreht. Somit kann die Last aufgrund eines in der Antippsteuerung auftretenden Aufpralls verringert werden. Insbesondere kann das Lastdrehmoment, das in der Bedingung auftritt, in dem der Einhängungsabschnitt 47a der Arretierungsfeder 47 auf die eine Einschränkungswand der Einschränkungsplatte 46 aufprallt, verringert werden. Daher kann eine durch die Antippsteuerung verursachte mechanische Beschädigung verringert werden.
  • In diesem Betrieb kann eine Verformung und Beschädigung der Komponenten in dem Übertragungssystem wie des Einhängungsabschnitts 47a und des Einhängungsabschnitts zwischen dem beweglichen Teil und dem festen Teil stabil beschränkt werden, selbst wenn die Häufigkeit der Antippsteuerung ansteigt. Somit kann die Lebensdauer und Zuverlässigkeit der Schaltbereichsschaltvorrichtung verbessert werden.
  • Zweites Ausführungsbeispiel
  • Die Charakteristik der Batterie (Leistungsquelle), die dem elektrischen Motor 5 Elektrizität zuführt, in Abhängigkeit von der Umgebung der Batterie variieren. Insbesondere kann die Ausgangsspannung der Batterie und ein Leistungsvermögen zur Zufuhr von Elektrizität zu dem elektrischen Motor 5 in Abhängigkeit von der Umgebung wie der Jahreszeit variieren. Insbesondere tendiert die Variation in der Charakteristik der Batterie im Sommer und im Winter dazu, groß zu sein. In diesen Fällen kann das Ausgangsdrehmoment des elektrischen Motors 5 aufgrund der Variation in der Ausgangsspannung der Leistungsversorgung und der Variation in der Kapazität der Leistungsversorgung zur Zufuhr von Elektrizität variieren.
  • Weiterhin sind die Komponenten nicht vollständig starre Teile, weshalb diese durch Beaufschlagung von Kraft verformt werden können. Das heißt, dass die Komponenten makroskopische Federelemente sind. Dementsprechend kann, wenn das Ausgangsdrehmoment des elektrischen Motors 5 variiert, ein Ausmaß der Deformation variieren, die in den Komponenten bei der Antippsteuerung auftritt. Als Ergebnis kann es sein, dass die während der Antippsteuerung gelernte Referenzposition nicht konstant ist, weshalb folglich die Variation, die in der Antippsteuerung auftritt, eine negative Wirkung auf die Genauigkeit der Positionssteuerung ausüben kann.
  • Insbesondere kann beispielsweise, wenn die an den elektrischen Motor 5 angelegte Spannung und die Kapazität der Batterie zur Zufuhr von Elektrizität zu dem elektrischen Motor 5 ansteigt, das Ausgangsdrehmoment des elektrischen Motors 5 groß werden. In dieser Bedingung wird, wenn die Antippsteuerung durchgeführt wird, die mechanische Last in der Antippsteuerung groß, bei der der Einhängungsabschnitt 47a gegen die Beschränkungswand der Arretierungsplatte 46 anstößt.
  • Weiterhin wird ein Lastdrehmoment in der Bedingung groß, in der der Einhängungsabschnitt 47a der Arretierungsfeder 47 gegen die eine Beschränkungswand der Arretierungsplatte 46 anstößt. Als Ergebnis steigt mit Erhöhung der Häufigkeit der Antippsteuerung die Häufigkeit der Beaufschlagung des großen Lastdrehmomentes an. Folglich kann eine mechanische Beschädigung in den Komponenten des Übertragungssystems und in dem Einhängungsabschnitt auftreten. Als Ergebnis können die Komponenten des Übertragungssystems und der Einhängungsabschnitt allmählich verformt werden und zerbrochen werden.
  • Wenn im Gegensatz dazu die an den elektrischen Motor 5 angelegte Spannung und die Kapazität zur Zufuhr von Elektrizität zu dem elektrischen Motor 5 übermäßig sich verringert, verringert sich das Ausgangsdrehmoment des elektrischen Motors 5. Insbesondere kann sich das Ausgangsdrehmoment des elektrischen Motors 5 durch Verringerung des Ausgangsdrehmoments des elektrischen Motors 5 unter Verwendung einer Tastverhältnissteuerung während der Antippsteuerung verringern. In diesem Fall kann es sein, dass der Einhängungsabschnitt 47a der Arretierungsfeder 47 aufgrund einer zu geringen Ausgangsleistung des Rotationsbetätigungsglieds 1 nicht in der Lage ist, durch die Aussparung 46a der Arretierungsplatte 46 zu gelangen.
  • Weiterhin sind die Komponenten nicht vollständig starr (fest) und können makroskopische Fehlerelemente sein. Dementsprechend kann, wenn das Ausgangsdrehmoment des elektrischen Motors 5 variiert, ein Ausmaß der Verformung, die in den Komponenten auftritt, während der Antippsteuerung variieren. Als Ergebnis kann es sein, dass die während der Antippsteuerung gelernte Referenzposition nicht konstant ist, weshalb folglich die Variation während der Antippsteuerung eine negative Wirkung auf die Genauigkeit in der Positionssteuerung ausüben kann.
  • Gemäß diesem Ausführungsbeispiel ist ein (nicht gezeigter) Stromsensor für einen elektrischen Schaltkreis zur Überwachung des durch den elektrischen Motor 5 fließenden elektrischen Stroms vorgesehen. Wie es in 16 gezeigt ist, wird eine Tastverhältnissteuerung für die Elektrizität, die jeweils den Spulen U1, V1, W1, U2, V2 und W2 der Spulenvorrichtung 22 zugeführt wird, zumindest bei Durchführung der Antippsteuerung durchgeführt. In der Tastverhältnissteuerung wird der jeweils durch die Spulen U1, V1, W1, U2, V2 und W2 der Spulenvorrichtung 22 fließende elektrische Strom (elektrischer Strom pro Zeiteinheit) im Wesentlichen konstant.
  • Das heißt, dass die ECU 7 eine Zeitdauer, in der die ersten und zweiten Schaltelemente 79A und 79B eingeschaltet werden, in einer vorbestimmten Zeitdauer (Schaltzeitdauer bzw. Schaltperiode) in der Tastverhältnissteuerung entsprechend dem unter Verwendung des elektrischen Sensors erfassten elektrischen Stroms steuert. Auf diese Weise wird der jeweils durch die Spulenvorrichtung 22 fließende elektrische Strom auf eine im Wesentlichen konstante Größe gesteuert. Insbesondere wird, wenn die Größe des unter Verwendung des elektrischen Sensors erfassten elektrischen Stroms groß wird, die Zeitdauer, in der die ersten und zweiten Schaltelemente 79A und 79B eingeschaltet sind, derart gesteuert, dass sie in der vorbestimmten Zeitdauer kurz sind. Wenn im Gegensatz dazu die Größe des unter Verwendung des elektrischen Sensors erfassten elektrischen Stroms klein wird, wird die Zeitdauer, in der die ersten und zweiten Schaltelemente 79A und 79B eingeschaltet werden, derart gesteuert, dass sie in der vorbestimmten Zeitdauer lang ist.
  • Das Verhältnis, das zwischen dem unter Verwendung des elektrischen Sensors erfassten elektrischen Stroms und der Zeitdauer, in der die ersten und zweiten Schaltelemente 79A und 79B eingeschaltet sind, vorhanden ist, ist vorbestimmt und wird beispielsweise unter Verwendung eines Datenkennfeldes oder eines arithmetischen Ausdrucks definiert.
  • In der vorstehend beschriebenen Struktur und dem vorstehend beschriebenen Betrieb können die nachstehend beschriebenen Wirkungen erzeugt werden.
  • Zunächst kann der durch die Spulen U1, V1, W1, U2, V2 und W2 der Spulenvorrichtung 22 fließende elektrische Strom auf eine im Wesentlichen konstante Größe gesteuert werden, selbst wenn die an den elektrischen Motor 5 angelegte Spannung und die Kapazität der Batterie zur Zufuhr von Elektrizität zu dem elektrischen Motor 5 aufgrund einer Variation in der Umgebung und der Bedingung des Fahrzeugs, insbesondere im Sommer, ansteigt. Somit kann die Variation in dem Ausgangsdrehmoment des elektrischen Motors 5 verringert werden.
  • In diesem Betrieb kann eine Verformung und Beschädigung der Komponenten wie des Einhängungsabschnitts 47a in dem Übertragungssystem und dem Einhängungsabschnitt zwischen dem beweglichen Teil und dem festen Teil während der Antippsteuerung aufgrund eines Anstiegs der Ausgangsleistung des elektrischen Motors 5 in Abhängigkeit von der Umgebung und der Bedingung des Fahrzeugs stabil beschränkt werden. Somit kann die Haltbarkeit und Zuverlässigkeit der Schaltbereichsschaltvorrichtung verbessert werden.
  • Zweitens wird der durch die Spulen U1, V1, W1, U2, V2 und W2 der Spulenvorrichtung 22 fließende elektrische Strom auf eine im Wesentlichen konstante Größe gesteuert, selbst wenn die an den elektrischen Motor 5 angelegte Spannung und die Kapazität der Batterie zur Zufuhr von Elektrizität zu dem elektrischen Motor 5 aufgrund der Umgebung wie mitten im Winter und aufgrund eines Anstiegs in dem elektrischen Widerstandswert in der elektrischen Schaltung sich verringert. Als Ergebnis kann eine Verringerung des Ausgangsdrehmoments des elektrischen Motors 5 aufgrund der Umgebung und der Bedingung des Fahrzeugs eingeschränkt werden. Beispielsweise kann, selbst wenn das Ausgangsdrehmoment des elektrischen Motors 5 unter Verwendung der Tastverhältnissteuerung oder dergleichen während der Antippsteuerung verringert wird, das Ausgangsdrehmoment des elektrischen Motors 5 derart beibehalten werden, dass es größer als eine vorbestimmte Größe ist. Daher kann der Einhängungsabschnitt 47a der Arretierungsfeder 47 durch die Aussparung 46a der Arretierungsplatte 48 gelangen, so dass die Haltbarkeit und Zuverlässigkeit der Schaltbereichsschaltvorrichtung verbessert werden kann.
  • Weiterhin kann, wenn die Antippsteuerung durchgeführt wird, die Variation in dem Ausgangsdrehmoment des elektrischen Motors 5 verringert werden, so dass die Variation in der Referenzposition, die während der Antippsteuerung gelernt wird, verringert werden kann. Auf diese Weise kann die Genauigkeit in der Positionierungssteuerung verbessert werden.
  • Ein Spannungssensor kann in dem elektrischen Stromkreis anstelle des Stromsensors zur Erfassung der Spannung der dem elektrischen Motor 5 zugeführten Elektrizität vorgesehen werden. Die Batteriespannung kann als die Spannung der dem elektrischen Motor 5 zugeführten Elektrizität verwendet werden. Das Tastverhältnis der den Magnetspulen 22 zugeführten Elektrizität kann entsprechend der unter Verwendung des Spannungssensors erfassten Spannung gesteuert werden.
  • Drittes Ausführungsbeispiel
  • Mit Ansteigen der Drehzahl des elektrischen Motors 5 tendiert das Ausgangsdrehmoment des elektrischen Motors 5 dazu, sich zu verringern. Im Gegensatz dazu tendiert mit Verringerung der Drehzahl des elektrischen Motors 5 das Ausgangsdrehmoment des elektrischen Motors 5 dazu, anzusteigen. Daher erzeugt der elektrische Motor 5 im Wesentlichen das maximale Drehmoment, wenn der elektrische Motor 5 stoppt. Das heißt, dass, wenn der Einhängungsabschnitt 47a der Arretierungsfeder 47 gegen die Einschränkungswand der Arretierungsplatte 46 anstößt, und der elektrische Motor 5 während der Antippsteuerung stoppt, der elektrische Motor 5 im Wesentlichen das maximale Drehmoment erzeugt.
  • Dementsprechend kann mit Anstieg der Häufigkeit der Antippsteuerung eine mechanische Beschädigung in den Komponenten des Übertragungssystems und in dem Einhängungsabschnitt auftreten. Als Ergebnis können die Komponenten des Übertragungssystems und der Einhängungsabschnitt allmählich verformt und zerbrochen werden.
  • Weiterhin sind die Komponenten nicht vollständig starr, und können makroskopisch Fehlerelemente sein. Daher kann, wenn das Ausgangsdrehmoment des elektrischen Motors 5 variiert, das Ausmaß der Verformung, die in den Komponenten auftritt, während der Antippsteuerung variieren. Als Ergebnis kann es sein, dass die während der Antippsteuerung gelernte Referenzposition nicht konstant ist, weshalb folglich die Variation während der Antippsteuerung eine negative Wirkung auf die Genauigkeit der Positionierungssteuerung ausüben kann.
  • Gemäß diesem Ausführungsbeispiel wird, wie es in 16 gezeigt ist, eine Tastverhältnissteuerung für die jeweils den Spulen U1, V1, W1, U2, V2 und W2 der Spulenvorrichtung 22 zugeführten Elektrizität entsprechend der Drehzahl des Rotors 11 zumindest dann durchgeführt, wenn die Antippsteuerung durchgeführt wird. Die Drehzahl des Rotors 11 wird unter Verwendung des Drehgebers 60 erfasst. In der Tastverhältnissteuerung wird das Ausgangsdrehmoment des Rotors 11 im Wesentlichen konstant.
  • Das heißt, dass die ECU 7 die Zeitdauer, in der die ersten und zweiten Schaltelemente 79A und 79B eingeschaltet sind, in der vorbestimmten Zeitdauer (Schaltzeitdauer bzw. Schaltperiode) in der Tastverhältnissteuerung entsprechend der Drehzahl des Rotors 11 steuert. Somit wird das Ausgangsdrehmoment des Rotors 11 auf eine im Wesentlichen konstante Größe gesteuert. Insbesondere wird, wenn die Drehzahl des Rotors 11 hoch wird, die Zeitdauer, in der die ersten und zweiten Schaltelemente 79A und 79B eingeschaltet werden, derart gesteuert, dass sie innerhalb der vorbestimmten Zeitdauer lang wird. Wenn im Gegensatz dazu die Drehzahl des Rotors 11 niedrig wird, wird die Zeitdauer, in der die ersten und zweiten Schaltelemente 79A und 79B eingeschaltet werden, derart gesteuert, dass sie in der vorbestimmten Zeitdauer kurz ist.
  • Das Verhältnis zwischen der Drehzahl des Rotors 11 und der Zeitdauer, in der die ersten und zweiten Schaltelemente 79A und 79B eingeschaltet werden, ist vorbestimmt und wird unter Verwendung eines Gartenkennfeldes oder eines arithmetischen Ausdrucks beispielsweise definiert.
  • In der vorstehend beschriebenen Struktur und dem vorstehend beschriebenen Betrieb können die nachstehend beschriebenen Wirkungen erzielt werden.
  • Zunächst wird, wenn die Drehzahl des Rotors 11 hoch wird, die Größe der der Spulenvorrichtung 22 zugeführten Elektrizität erhöht, und wenn die Drehzahl des Rotors 11 niedrig wird, wird die Größe der der Spulenvorrichtung 22 zugeführten Elektrizität verringert, so dass das Ausgangsdrehmoment des Rotors 11 im Wesentlichen konstant wird. Somit kann das Ausgangsdrehmoment des elektrischen Motors 5 eingeschränkt werden, wenn der elektrische Motor 5 in der Bedingung gestoppt wird, in der der elektrische Motor 5 Elektrizität zugeführt wird.
  • Als Ergebnis kann das Ausgangsdrehmoment des elektrischen Motors 5 in der Bedingung eingeschränkt werden, in der der Einhängungsabschnitt 47a der Arretierungsfeder 47 gegen die Einschränkungswand der Arretierungsplatte 46 während der Antippsteuerung anstößt. Somit kann stabil eine Beaufschlagung der Komponenten wie des Einhängungsabschnitts 47a in dem Übertragungssystem und des Einhängungsabschnitts zwischen dem beweglichen Teil und dem festen Teil mit einem mechanischen Lastdrehmoment eingeschränkt werden.
  • In diesem Betrieb kann, selbst wenn die Häufigkeit der Antippsteuerung ansteigt, eine Verformung und Beschädigung der Komponenten des Übertragungssystems wie des Einhängungsabschnitts 47a und des Einhängungsabschnitts zwischen dem beweglichen Teil und dem festen Teil stabil eingeschränkt werden. Somit kann die Haltbarkeit und Zuverlässigkeit der Schaltbereichsschaltvorrichtung verbessert werden.
  • Weiterhin kann die Variation in dem Ausgangsdrehmoment des elektrischen Motors 5 während der Antippsteuerung verringert werden, so dass die Variation der während der Antippsteuerung gelernten Referenzposition verringert werden kann. Auf diese Weise kann die Genauigkeit in der Positionierungssteuerung verbessert werden.
  • Variation
  • Das erste Ausführungsbeispiel kann mit dem zweiten Ausführungsbeispiel kombiniert werden. Insbesondere können, wie es in 17 gezeigt ist, bei Durchführung der Antippsteuerung lediglich die Spulen U1, V1 und W1 der ersten Spulengruppe 22A mit Elektrizität versorgt werden, so dass das Ausgangsdrehmoment des elektrischen Motors 5 verringert wird. Zusätzlich kann die Tastverhältnissteuerung an der jeweils der Spulenvorrichtung 22 zugeführten Elektrizität derart durchgeführt werden, dass die Größe der jeweils durch die Spulenvorrichtung 22 fließenden Elektrizität im Wesentlichen konstant wird.
  • Das erste Ausführungsbeispiel kann mit dem dritten Ausführungsbeispiel kombiniert werden. Insbesondere können bei Durchführung der Antippsteuerung lediglich die Spulen U1, V1 und W1 der ersten Spulengruppe 22A mit Elektrizität versorgt werden, so dass das Ausgangsdrehmoment des elektrischen Motors 5 verringert ist. Zusätzlich kann eine Tastverhältnissteuerung an der jeweils der Spulenvorrichtung 22 zugeführten Elektrizität derart durchgeführt werden, dass das Ausgangsdrehmoment des Rotors 11 im Wesentlichen konstant wird.
  • Das zweite Ausführungsbeispiel kann mit dem dritten Ausführungsbeispiel kombiniert werden. Insbesondere kann bei Durchführung der Antippsteuerung die Tastverhältnissteuerung an der jeweils der Spulenvorrichtung 22 zugeführten Elektrizität derart durchgeführt werden, dass die Größe der jeweils durch die Spulenvorrichtung 22 fließenden Elektrizität im Wesentlichen konstant wird. Zusätzlich kann die Tastverhältnissteuerung an der jeweils der Spulenvorrichtung 22 zugeführten Elektrizität derart durchgeführt werden, dass das Ausgangsdrehmoment des Rotors 11 im Wesentlichen konstant wird.
  • Das erste, das zweite und das dritte Ausführungsbeispiel können miteinander kombiniert werden. Insbesondere können bei Ausführung der Antippsteuerung lediglich die Spulen U1, V1 und W1 der ersten Spulengruppe 22A mit Elektrizität versorgt werden, so dass das Ausgangsdrehmoment des elektrischen Motors 5 verringert wird. Zusätzlich kann die Tastverhältnissteuerung an der jeweils der Spulenvorrichtung 22 zugeführten Elektrizität derart durchgeführt werden, dass die Größe der jeweils durch die Spulenvorrichtung 22 fließenden Elektrizität im Wesentlichen konstant wird. Zusätzlich kann die Tastverhältnissteuerung an der jeweils der Spulenvorrichtung 22 zugeführten Elektrizität derart durchgeführt werden, dass das Ausgangsdrehmoment des Rotors 11 im Wesentlichen konstant wird.
  • Der Drehgeber 60 kann entfallen. In dieser Struktur kann die Häufigkeit der Zufuhr von Elektrizität jeweils zu der Spulenvorrichtung 22 gezählt werden, so dass die Häufigkeit der Rotation des Rotors 11 und die Drehzahl des Rotors 11 gesteuert werden können.
  • Der gegenwärtige Schaltbereich kann unter Verwendung eines Winkelsensors zur Erfassung des Winkels der Ausgangswelle 17 des Reduktionsgetriebes 6 erfasst werden, anstelle dass der gegenwärtige Schaltbereich entsprechend der Drehzahl (Häufigkeit der Rotation) des Rotors 11 und dem Rotationswinkel des Rotors 11 erfasst wird. In diesem Fall kann eine Anormalität in dem Winkelsensor durch Durchführung der Antippsteuerung erfasst werden.
  • Der elektrische Motor 5 ist nicht auf den SR-Motor (geschalteten Reduktanzmotor) begrenzt. Andere Arten von Reduktanzmotoren wie ein synchroner Reduktanzmotor können verwendet werden. Andere Arten von Synchronmotoren wie ein Oberflächenpermanentmagnet-Synchronmotor (SPM-Motor, surface permanent magnet motor) und ein Synchronmotor mit innerem Permanentmagneten (IPM-Motor, interior permanent magnet) können verwendet werden. Alternativ dazu können verschiedene Arten von Motoren als elektrischer Motor 5 verwendet werden.
  • Das Reduktionsgetriebe 6 ist nicht auf das eingeschriebene Planetenreduktionsgetriebe (Zykloidzahnräder) begrenzt. Ein Planetenreduktionsgetriebe, das aus dem Sonnenrad 26, Planetenritzel, einem Zahnkranz und dergleichen aufgebaut ist, kann als das Reduktionsgetriebe 6 verwendet werden. Das Sonnenrad 26 wird durch die Rotorwelle 13 gedreht. Die Planetenritzel sind entlang des umlaufenden Umfangs des Sonnenrads 26 zu gleichmäßigen Intervallen angeordnet. Der Zahnkranz steht in Eingriff mit dem umlaufenden Umfang des Planetenritzels.
  • Das Reduktionsgetriebe 6 kann aus dem Sonnenrad 26 und einem Getriebezug (Zahnradverbindung, gear train) aufgebaut sein. Der Getriebezug steht im Eingriff mit dem Sonnenrad 26.
  • Das Rotationsbetätigungsglied 1 ist nicht auf die Betätigung der Schaltbereichsschaltvorrichtung 3 begrenzt, die ein Beispiel für das angetriebene Objekt ist. Das Rotationsbetätigungsglied 1 kann ein anderes angetriebenes Objekt wie eine Nockenphasenvariationsvorrichtung betätigen, die die Voreilphase variabel ändert.
  • Der elektrische Motor 5 ist nicht darauf begrenzt, dass er mit dem Reduktionsgetriebe 6 kombiniert ist. Der elektrische Motor 5 kann direkt ein angetriebenes Objekt betätigen.
  • Die Struktur gemäß dem vorstehend beschriebenen Ausführungsbeispiel ist ein Beispiel. Insbesondere können die Winkelabmessungen und die Anordnung der Komponenten wie des Magneten und der Hall-ICs beliebig geändert werden.
  • Das vorstehend beschriebene Erfassungsgerät ist nicht auf die Erfassung der Referenzposition begrenzt. Die Struktur des vorstehend beschriebenen Erfassungsgeräts kann auf verschiedene Erfassungsgeräte angewandt werden, die ein Teil manipulieren, bis das Teil ein Objekt zur Erfassung einer Position von dem Teil oder dem Objekt berührt, während beispielsweise eine mechanische Last zwischen dem Teil und dem Objekt verringert wird.
  • Es sei bemerkt, dass, obwohl die Verarbeitungen gemäß den Ausführungsbeispielen der vorliegenden Erfindung vorstehend derart beschrieben worden sind, dass sie eine spezifische Abfolge von Schritten aufweisen, weitere alternative Ausführungsbeispiele mit verschiedenen anderen Abfolgen dieser Schritte und/oder zusätzliche Schritte, die hier nicht beschrieben sind, innerhalb der Schritte gemäß der vorliegenden Erfindung enthalten sind.
  • Verschiedene Modifikationen und Veränderungen können beliebig an den vorstehend beschriebenen Ausführungsbeispielen gemacht werden, ohne von dem Erfindungsgedanken abzuweichen.
  • Ein Referenzpositionserfassungsgerät weist einen elektrischen Motor 5 und eine Motorsteuerungseinheit 7 auf. Der elektrische Motor 5 weist eine Vielzahl erster Spulen U1, V1, W1 und eine Vielzahl zweiter Spulen U2, V2, W2 auf. Der elektrische Motor 5 weist weiterhin einen Rotor 11 auf, der rotiert, wenn zumindest entweder die Vielzahl der ersten Spulen U1, V1, W1 oder die Vielzahl der zweiten Spulen U2, V2, W2 mit Elektrizität versorgt wird. Die Motorsteuerungseinheit 7 steuert die entweder der Vielzahl der ersten Spulen U1, V1, W1 oder der Vielzahl der zweiten Spulen U2, V2, W2 zugeführten Elektrizität, um den Rotor 11 zu einer Grenzposition in einem beweglichen Bereich eines Objekts 3 zu rotieren.

Claims (30)

  1. Referenzpositionserfassungsgerät, gekennzeichnet durch: einen elektrischen Motor (5), der eine Spulenvorrichtung (22) und einen Rotor (11) aufweist, wobei der Rotor (11) gedreht wird, wenn der Spulenvorrichtung (22) Elektrizität zugeführt wird, ein angetriebenes Objekt (3), das durch den rotierenden Rotor (11) angetrieben wird, eine Antippsteuerungseinheit (700), die eine Antippsteuerung durchführt, in der der Rotor (11) zu einer Grenzposition an einer Seite in einem beweglichen Bereich des angetriebenen Objekts (3) rotiert, und eine Referenzstandardpositionserkennungseinheit (701), die eine Standardposition des Rotors (11) oder des angetriebenen Objekts (3) an einer Position definiert, an der die Rotation des Rotors (11) in der Antippsteuerung stoppt, wobei die Spulenvorrichtung (22) eine erste Spulengruppe (22A) und eine zweite Spulengruppe (22B) aufweist, die erste Spulengruppe (22A) eine Vielzahl erster Spulen (U1, V1, W1) aufweist, die elektrisch miteinander verbunden sind, die zweite Spulengruppe (22B) eine Vielzahl zweiter Spulen (U2, V2, W2) aufweist, die elektrisch miteinander verbunden sind, die erste Spulengruppe (22A) mit der Vielzahl der ersten Spulen (U1, V1, W1) elektrisch von der zweiten Spulengruppe (22B) mit der Vielzahl der zweiten Spulen (U2, V2, W2) getrennt ist, und die Antippsteuerungseinheit (700) während der Antippsteuerung die entweder der ersten Spulengruppe (22A) oder der zweiten Spulengruppe (22B) zugeführte Elektrizität zur Rotation des Rotors (11) der Antippsteuerung steuert.
  2. Gerät nach Anspruch 1, wobei die Antippsteuerungseinheit (700) eine Tastverhältnissteuerung in Bezug auf die entweder der ersten Spulengruppe (22A) oder der zweiten Spulengruppe (22B) zugeführten Elektrizität derart durchführt, dass die Größe der durch entweder die erste Spulengruppe (22A) oder die zweite Spulengruppe (22B) fließende Elektrizität während der Antippsteuerung im Wesentlichen konstant wird.
  3. Gerät nach Anspruch 1 oder 2, wobei die Antippsteuerungseinheit (700) eine Tastverhältnissteuerung in Bezug auf die entweder der ersten Spulengruppe (22A) oder der zweiten Spulengruppe (22B) zugeführten Elektrizität entsprechend der Drehzahl des Rotors (11) ausführt, so dass das Ausgangsdrehmoment des Rotors (11) während der Antippsteuerung im Wesentlichen konstant wird.
  4. Gerät nach einem der Ansprüche 1 bis 3, wobei das angetriebene Objekt (3) eine Schaltbereichsschaltvorrichtung (3) ist, die für ein Automatikgetriebe (2) für ein Fahrzeug vorgesehen ist, und der elektrische Motor (5) die Schaltbereichsschaltvorrichtung (3) über eine Reduktionseinheit (6) antreibt, die die Ausgangsleistung des elektrischen Motors (5) verringert.
  5. Gerät nach einem der Ansprüche 1 bis 4, wobei der elektrische Motor (5) einen Stator (12) aufweist, der einen Statorkern (21) mit einer Vielzahl von Statorzähnen (23) aufweist, die entlang einer im Wesentlichen umlaufenden Richtung des Statorkerns (21) angeordnet sind, wobei die Vielzahl der Statorzähne (23) im Wesentlichen in einer radialen Richtung des Statorkerns (21) nach innen vorspringen, die Vielzahl der ersten Spulen (U1, V1, W1) für die Vielzahl der Statorzähne (23) vorgesehen sind, um eine magnetische Kraft in der Vielzahl der Statorzähne (23) zu erzeugen, die Vielzahl der zweiten Spulen (U2, V2, W2) für die Vielzahl der Statorzähne (23) vorgesehen sind, um eine magnetische Kraft in der Vielzahl der Statorzähne (23) zu erzeugen, der Rotor (11) sich dreht, wenn zumindest entweder die erste Spulengruppe (22A) oder die zweite Spulengruppe (22B) eine magnetische Kraft in den Statorzähnen (23) erzeugt, wobei das Gerät weiterhin aufweist: eine Motorsteuerungseinheit (7), die die der Vielzahl der ersten Spulen (U1, V1, W1) und der Vielzahl der zweiten Spulen (U2, V2, W2) zugeführten Elektrizität schaltet.
  6. Gerät nach Anspruch 5, wobei die Vielzahl der ersten Spulen (U1, V1, W1) eine Spule (U1) der U1-Phase, eine Spule (V1) der V1-Phase und eine Spule (W1) der W1-Phase aufweist, die jeweils für die Vielzahl der Statorzähne (23) vorgesehen sind, und die Vielzahl der zweiten Spulen (U2, V2, W2) eine Spule (U2) der U2-Phase, eine Spule (V2) der V2-Phase und eine Spule (W2) der W2-Phase aufweist, die für die Vielzahl der Statorzähne (23) vorgesehen sind.
  7. Gerät nach Anspruch 5 oder 6, weiterhin gekennzeichnet durch: ein Statorgehäuse (20), das den Stator (12) des elektrischen Motors (5) stützt.
  8. Gerät nach einem der Ansprüche 1 bis 7, wobei der elektrische Motor (5) entweder ein Reduktanzmotor oder ein Permanentmagnetsynchronmotor ist.
  9. Referenzpositionserfassungsgerät, gekennzeichnet durch: einen elektrischen Motor (5), der eine Spulenvorrichtung (22) und einen Rotor (11) aufweist, wobei der Rotor (11) rotiert, wenn der Spulenvorrichtung (22) Elektrizität zugeführt wird, ein angetriebenes Objekt (3), das durch den rotierenden Rotor (11) angetrieben wird, eine Antippsteuerungseinheit (700), die eine Antippsteuerung durchführt, bei der der Rotor (11) zu einer Grenzposition an einer Seite in einem beweglichen Bereich des angetriebenen Objekts (3) rotiert, und eine Referenzpositionserkennungseinheit (701), die während der Antippsteuerung einen Punkt, an dem die Rotation des Rotors (11) stoppt, als eine Referenzposition des Rotors (11) oder des angetriebenen Objekts (3) der Antippsteuerung definiert, wobei die Antippsteuerungseinheit (700) eine Tastverhältnissteuerung in Bezug auf die der Spulenvorrichtung (22) zugeführten Elektrizität derart durchführt, dass eine Größe der durch die Spulenvorrichtung (22) fließenden Elektrizität während der Antippsteuerung im Wesentlichen konstant wird.
  10. Gerät nach Anspruch 9, wobei die Antippsteuerungseinheit (700) eine Tastverhältnissteuerung in Bezug auf die der Spulenvorrichtung (22) zugeführten Elektrizität entsprechend der Drehzahl des Rotors (11) derart durchführt, dass das Ausgangsdrehmoment des Rotors (11) während der Antippsteuerung im Wesentlichen konstant wird.
  11. Gerät nach Anspruch 9 oder 10, wobei das angetriebene Objekt (3) eine Schaltbereichsschaltvorrichtung (3) ist, die für ein Automatikgetriebe (2) für ein Fahrzeug vorgesehen ist, und der elektrische Motor (5) die Schaltbereichsschaltvorrichtung (3) über eine Reduktionseinheit (6) antreibt, die die Ausgangsleistung des elektrischen Motors (5) verringert.
  12. Gerät nach einem der Ansprüche 9 bis 11, wobei der elektrische Motor (5) einen Stator (12) aufweist, der einen Statorkern (21) mit einer Vielzahl von Statorzähnen (23) aufweist, die entlang einer im Wesentlichen umlaufenden Richtung des Statorkerns (21) angeordnet sind, wobei die Vielzahl der Statorzähne (23) im Wesentlichen in einer radialen Richtung des Statorkerns (21) nach innen vorspringt, die Spulenvorrichtung (22) eine erste Spulengruppe (22A) aufweist, die eine Vielzahl erster Spulen (U1, V1, W1) aufweist, die für die Vielzahl der Statorzähne (23) zur Erzeugung einer magnetischen Kraft in der Vielzahl der Statorzähne (23) vorgesehen sind, die Spulenvorrichtung (22) eine zweite Spulengruppe (22B) aufweist, die eine Vielzahl zweiter Spulen (U2, V2, W2) aufweist, die für die Vielzahl der Statorzähne (23) zur Erzeugung einer magnetischen Kraft in der Vielzahl der Statorzähne (23) vorgesehen sind, der Rotor (11) rotiert, wenn zumindest entweder die erste Spulengruppe (22A) oder die zweite Spulengruppe (22B) eine magnetische Kraft in den Statorzähnen (23) erzeugt, wobei das Gerät weiterhin aufweist: eine Motorsteuerungseinheit (7), die die der Vielzahl der ersten Spulen (U1, V1, W1) und die Vielzahl der zweiten Spulen (U2, V2, W2) zugeführte Elektrizität schaltet.
  13. Gerät nach Anspruch 12, wobei die Vielzahl der ersten Spulen (U1, V1, W1) eine Spule (U1) der U1-Phase, eine Spule (V1) der V1-Phase und eine Spule (W1) der W1-Phase aufweist, die jeweils für die Vielzahl der Statorzähne (23) vorgesehen sind, und die Vielzahl der zweiten Spulen (U2, V2, W2) eine Spule (U2) der U2-Phase, eine Spule (V2) der V2-Phase und eine Spule (W2) der W2-Phase aufweist, die für die Vielzahl der Statorzähne (23) vorgesehen sind.
  14. Gerät nach Anspruch 12 oder 13, weiterhin gekennzeichnet durch: ein Statorgehäuse (20), das den Stator (12) des elektrischen Motors (5) stützt.
  15. Gerät nach einem der Ansprüche 12 bis 14, wobei die erste Spulengruppe (22A) elektrisch von der zweiten Spulengruppe (22B) getrennt ist, und die Antippsteuerungseinheit (700) die entweder der ersten Spulengruppe (22A) des elektrischen Motors (5) oder der zweiten Spulengruppe (22B) des elektrischen Motors (5) zugeführten Elektrizität steuert, um den Rotor (11) während der Antippsteuerung zu drehen.
  16. Gerät nach einem der Ansprüche 9 bis 15, wobei der elektrische Motor (5) entweder ein Reduktanzmotor oder ein Permanentmagnetsynchronmotor ist.
  17. Referenzpositionserfassungsgerät, gekennzeichnet durch: einen elektrischen Motor (5), der eine Spulenvorrichtung (22) und einen Rotor (11) aufweist, wobei der Rotor (11) rotiert, wenn der Spulenvorrichtung (22) Elektrizität zugeführt wird, ein angetriebenes Objekt (3), das durch den rotierenden Rotor (11) angetrieben wird, eine Antippsteuerungseinheit (700), die eine Antippsteuerung durchführt, bei der der Rotor (11) zu einer Grenzposition an einer Seite in einem beweglichen Bereich des angetriebenen Objekts (3) rotiert, und eine Referenzpositionserkennungseinheit (701), die während der Antippsteuerung einen Punkt, an dem die Rotation des Rotors (11) stoppt, als eine Referenzposition des Rotors (11) oder des angetriebenen Objekts (3) definiert, wobei die Antippsteuerungseinheit (700) eine Tastverhältnissteuerung in Bezug auf die der Spulenvorrichtung (22) zugeführten Elektrizität entsprechend der Drehzahl des Rotors (11) durchführt, so dass das Ausgangsdrehmoment des Rotors (11) während der Antippsteuerung im Wesentlichen konstant wird.
  18. Gerät nach Anspruch 17, wobei das angetriebene Objekt (3) eine Schaltbereichsschaltvorrichtung (3) ist, die für ein Automatikgetriebe (2) für ein Fahrzeug vorgesehen ist, und der elektrische Motor (5) die Schaltbereichsschaltvorrichtung (3) über eine Reduktionseinheit (6) antreibt, die die Ausgangsleistung des elektrischen Motors (5) verringert.
  19. Gerät nach einem der Ansprüche 9 bis 11, wobei der elektrische Motor (5) einen Stator (12) aufweist, der einen Statorkern (21) mit einer Vielzahl von Statorzähnen (23) aufweist, die entlang einer im Wesentlichen umlaufenden Richtung des Statorkerns (21) angeordnet sind, wobei die Vielzahl der Statorzähne (23) im Wesentlichen in einer radialen Richtung des Statorkerns (21) nach innen vorspringt, die Spulenvorrichtung (22) eine erste Spulengruppe (22A) aufweist, die eine Vielzahl erster Spulen (U1, V1, W1) aufweist, die für die Vielzahl der Statorzähne (23) zur Erzeugung einer magnetischen Kraft in der Vielzahl der Statorzähne (23) vorgesehen sind, die Spulenvorrichtung (22) eine zweite Spulengruppe (22B) aufweist, die eine Vielzahl zweiter Spulen (U2, V2, W2) aufweist, die für die Vielzahl der Statorzähne (23) zur Erzeugung einer magnetischen Kraft in der Vielzahl der Statorzähne (23) vorgesehen sind, der Rotor (11) rotiert, wenn zumindest entweder die erste Spulengruppe (22A) oder die zweite Spulengruppe (22B) eine magnetische Kraft in den Statorzähnen (23) erzeugt, wobei das Gerät weiterhin aufweist: eine Motorsteuerungseinheit (7), die die der Vielzahl der ersten Spulen (U1, V1, W1) und die Vielzahl der zweiten Spulen (U2, V2, W2) zugeführte Elektrizität schaltet.
  20. Gerät nach Anspruch 19, wobei die Vielzahl der ersten Spulen (U1, V1, W1) eine Spule (U1) der U1-Phase, eine Spule (V1) der V1-Phase und eine Spule (W1) der W1-Phase aufweist, die jeweils für die Vielzahl der Statorzähne (23) vorgesehen sind, und die Vielzahl der zweiten Spulen (U2, V2, W2) eine Spule (U2) der U2-Phase, eine Spule (V2) der V2-Phase und eine Spule (W2) der W2-Phase aufweist, die für die Vielzahl der Statorzähne (23) vorgesehen sind.
  21. Gerät nach Anspruch 19 oder 20, weiterhin gekennzeichnet durch: ein Statorgehäuse (20), das den Stator (12) des elektrischen Motors (5) stützt.
  22. Gerät nach einem der Ansprüche 19 bis 21, wobei die erste Spulengruppe (22A) elektrisch von der zweiten Spulengruppe (22B) getrennt ist, und die Antippsteuerungseinheit (700) die entweder der ersten Spulengruppe (22A) des elektrischen Motors (5) oder der zweiten Spulengruppe (22B) des elektrischen Motors (5) zugeführten Elektrizität steuert, um den Rotor (11) während der Antippsteuerung zu drehen.
  23. Gerät nach einem der Ansprüche 17 bis 22, wobei der elektrische Motor (5) entweder ein Reduktanzmotor oder ein Permanentmagnetsynchronmotor ist.
  24. Referenzpositionserfassungsgerät, gekennzeichnet durch einen elektrischen Motor (5), der eine Vielzahl erster Spulen (U1, V1, W1) und eine Vielzahl zweiter Spulen (U2, V2, W2) aufweist, wobei der elektrische Motor (5) weiterhin einen Rotor (11) aufweist, der rotiert, wenn zumindest entweder die Vielzahl der ersten Spulen (U1, V1, W1) oder die Vielzahl der zweiten Spulen (U2, V2, W2) mit Elektrizität versorgt wird, und eine Motorsteuerungseinheit (7), die die entweder der Vielzahl der ersten Spulen (U1, V1, W1) oder der Vielzahl der zweiten Spulen (U2, V2, W2) zugeführte Elektrizität steuert, um den Rotor (11) zu einer Grenzposition in einem beweglichen Bereich eines Objekts (3) zu drehen.
  25. Gerät nach Anspruch 24, wobei die Motorsteuerungseinheit (7) eine Tastverhältnissteuerung in Bezug auf die entweder der Vielzahl der ersten Spulen (U1, V1, W1) oder der Vielzahl der zweiten Spulen (U2, V2, W2) zugeführten Elektrizität derart durchführt, dass eine Größe der durch entweder die Vielzahl der ersten Spulen (U1, V1, W1) oder die Vielzahl der zweiten Spulen (U2, V2, W2) fließende Elektrizität im Wesentlichen konstant wird.
  26. Gerät nach Anspruch 24 oder 25, wobei die Motorsteuerungseinheit (7) eine Tastverhältnissteuerung in Bezug auf die entweder der Vielzahl der ersten Spulen (U1, V1, W1) oder der Vielzahl der zweiten Spulen (U2, V2, W2) zugeführten Elektrizität entsprechend der Drehzahl des Rotors (11) derart durchführt, dass ein Ausgangsdrehmoment des Rotors (11) während der Antippsteuerung im Wesentlichen konstant wird.
  27. Verfahren zur Erfassung einer Position in einem Objekt (3), wobei das Verfahren gekennzeichnet durch: Steuern entweder einer Vielzahl erster Spulen (U1, V1, W1) oder einer Vielzahl zweiter Spulen (U2, V2, W2) in einem elektrischen Motor (5) zugeführten Elektrizität zum Drehen eines Rotors (11) zu einer Grenzposition in einem beweglichen Bereich des Objekts (3).
  28. Verfahren nach Anspruch 27, weiterhin gekennzeichnet durch: Definieren einer Referenzposition des Objekts (3) an der Grenzposition.
  29. Verfahren nach Anspruch 27 oder 28, weiterhin gekennzeichnet durch: Durchführen einer Tastverhältnissteuerung in Bezug auf die entweder der Vielzahl der ersten Spulen (U1, V1, W1) oder der Vielzahl der zweiten Spulen (U2, V2, W2) zugeführten Elektrizität derart, dass eine Größe der durch entweder die Vielzahl der ersten Spulen (U1, V1, W1) oder die Vielzahl der zweiten Spulen (U2, V2, W2) fließenden Elektrizität während der Antippsteuerung im Wesentlichen konstant wird.
  30. Verfahren nach einem der Ansprüche 27 bis 29, weiterhin gekennzeichnet durch: Durchführen einer Tastverhältnissteuerung in Bezug auf die entweder der Vielzahl der ersten Spulen (U1, V1, W1) oder der Vielzahl der zweiten Spulen (U2, V2, W2) zugeführten Elektrizität entsprechend der Drehzahl des Rotors (11) derart, dass das Ausgangsdrehmoment des Rotors (11) während der Antippsteuerung im Wesentlichen konstant wird.
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