DE112018001051T5

DE112018001051T5 - Schaltbereichssteuerungsvorrichtung

Info

Publication number: DE112018001051T5
Application number: DE112018001051.1T
Authority: DE
Inventors: Koji Sakaguchi
Original assignee: Denso Corp
Current assignee: Denso Corp
Priority date: 2017-02-28
Filing date: 2018-02-19
Publication date: 2019-11-07
Also published as: CN110337553A; WO2018159354A1; US10844952B2; CN110337553B; JP2018141519A; JP6665812B2; US20190368602A1

Abstract

Eine Schaltbereichssteuerungsvorrichtung (34) ist mit einem Stufen-Erregungsabschnitt (51), einem Spielverringerungsbestimmungsabschnitt(52) und einem Spiellemabschnitt (53) ausgestattet. Während einer Steuerung zum Erlernen eines Spielverringerungswinkels, der der Winkel ist, wenn ein Spiel in einem Drehübertragungssystem von einer Motorwelle (45) zu einer Ausgangswelle (35) abnimmt, schaltet der Stufen-Erregungsabschnitt (51) die Erregungsphase des Motors (41) in eine einzelne Drehrichtung oder die andere Drehrichtung des Motors (41) um einen Schritt in einem Erregungsmuster. Nach Ablauf einer vorbestimmten Zeit nach dem Umschalten der Erregungsphase durch den Stufen-Erregungsabschnitt (51) bestimmt der Spielverringerungsbestimmungsabschnitt (52), ob sich ein Erfassungswert von einem Ausgangswellensensor (33) nach dem Umschalten der Erregungsphase um einen vorbestimmten Betrag oder mehr geändert hat. Wenn der Spielverringerungsbestimmungsabschnitt (52) bestimmt, dass sich der Erfassungswert des Ausgangswellensensors (33) nach dem Umschalten der Erregungsphase um den vorgegebenen Betrag oder mehr geändert hat, lernt der Spiellernabschnitt (53) den Winkel der Motorwelle (45) zu diesem Zeitpunkt als den Spielverringerungswinkel.

Description

QUERVERWEIS AUF DIE ZUGEHÖRIGE ANMELDUNG
Die vorliegende Anmeldung beansprucht den Vorteil der Priorität aus der am 28. Februar 2017 eingereichten japanischen Patentanmeldung Nr. 2017-36099 . Der gesamte Offenbarungsgehalte aller oben genannten Anwendungen sind hierin durch Bezugnahme mit aufgenommen.
TECHNISCHES GEBIET
Die vorliegende Offenbarung bezieht sich auf eine Schaltbereichssteuerungsvorrichtung.
STAND DER TECHNIK
Eine bekannte Schaltbereichssteuerungsvorrichtung schaltet einen Schaltbereich durch Steuern eines Motors eines Drehstellglieds eines Shift-by-Wire-Systems. Die Patentliteratur 1 offenbart eine Schaltbereichssteuerungsvorrichtung, die die Spielweite eines Drehübertragungssystems von einer Motorwelle zu einer Ausgangswelle eines Drehstellglieds erlernt. Diese Schaltbereichssteuerungsvorrichtung erfasst als Spielverringerungswinkel einen Encoder-Zählwert, der erhalten wird, wenn sich ein Erfassungswert eines Ausgangswellensensors während der Drehung eines Motors in einer Weise zu ändern beginnt, die der Art und Weise der Drehung des Motors bei der Schaltbereichsschaltung ähnlich ist.
LITERATUR ZUM STAND DER TECHNIK
PATENTLITERATUR
Patentliteratur 1: JP 2015–10640A
KURZFASSUNG DER ERFINDUNG
Gemäß Patentliteratur 1 wird der Spielverringerungswinkel in einer Weise durch Drehen des Motors erfasst, das der Drehung des Motors bei einer Schaltbereichsschaltung ähnlich ist. In diesem Fall kann der Encoder-Zählwert, der basierend auf der Bestimmung, dass sich der Erfassungswert des Ausgangswellensensors geändert hat, erhalten wird, von einer tatsächlichen Spielabnahmeposition bei Vorhandensein von Vibrationen, Verdrehungen oder dergleichen des Drehübertragungssystems abweichen. Dementsprechend kann sich die Erkennungsgenauigkeit des Spielverringerungswinkels verschlechtern.
Es ist ein Aufgabe der vorliegenden Offenbarung, eine Schaltbereichssteuerungsvorrichtung bereitzustellen, die in der Lage ist, die Erkennungsgenauigkeit eines Spielverringerungswinkels zu erhöhen.
Eine Schaltbereichssteuerungsvorrichtung gemäß der vorliegenden Offenbarung wird auf ein Fahrzeug-Shift-by-Wire-System angewendet, das ein Drehstellglied beinhaltet, das mit einem Schaltbereichsschaltmechanismus verbunden ist, einen Motorwellensensor, der einen Winkel einer Motorwelle eines Motors des Drehstellglieds erfasst, und einen Ausgangswellensensor, der einen Winkel einer Ausgangswelle des Drehstellglieds erfasst. Die Schaltbereichssteuerungsvorrichtung beinhaltet einen Stufen-Erregungsabschnitt, einen Spielverringerungsbestimmungsabschnitt und einen Spiellernabschnitt.
Der Stufen-Erregungsabschnitt schaltet eine Erregungsphase des Motors für einen Schritt des vorbestimmten Erregungsmusters auf eine Drehrichtung oder die andere Drehrichtung des Motors in der Steuerung, um einen Spielverringerungswinkel zu erlernen, der ein Winkel ist, wenn das Spiel des Drehübertragungssystems von der Motorwelle zur Ausgangswelle abnimmt.
Der Spielverringerungsbestimmungsabschnitt bestimmt, ob sich ein Erfassungswert des Ausgangswellensensors vor und nach dem Umschalten der Erregungsphase durch den Stufen-Erregungsabschnitt um einen vorbestimmten Wert oder größer geändert hat, wenn eine vorbestimmte Zeit ab dem Umschalten der Erregungsphase vergeht oder wenn Schwankungen eines Erfassungswertes des Motorwellensensors oder des Ausgangswellensensors konvergieren.
Wenn der Spielverringerungsbestimmungsabschnitt bestimmt, dass sich der Erfassungswert des Ausgangswellensensors vor und nach dem Schalten der Erregungsphase um den vorgegebenen Wert oder größer geändert hat, lernt der Spiellernabschnitt einen Winkel der Motorwelle zu diesem Zeitpunkt als Spielverringerungswinkel.
Wie vorstehend beschrieben, wird eine Änderung des Erfassungswertes des Ausgangswellensensors nach dem Schalten der Erregungsphase des Motors für einen Schritt des Erregungsmusters und der Konvergenz der Schwankungen des Drehübertragungssystems überprüft. In diesem Fall ist der Spielverringerungswinkel für jeden Schritt des Erregungsmusters genau erkennbar. Es kann möglich sein, einen Spielverringerungswinkel mit der Genauigkeit der Motorauflösung zu erfassen, wenn ein Schritt des Erregungsmusters der Motorauflösung entspricht. Dementsprechend kann es möglich sein, die Erkennungsgenauigkeit der Spielverringerungswinkel zu verbessern.
Figurenliste
Die oben genannten und andere Aufgaben, Merkmale und Vorteile der vorliegenden Offenbarung werden aus der folgenden detaillierten Beschreibung unter Bezugnahme auf die beigefügten Figuren ersichtlich. In den Figuren ist das Folgende gezeigt:

1 ist ein Diagramm, das ein Shift-by-Wire-System erklärt, auf das eine Schaltbereichssteuerungsvorrichtung gemäß einer ersten Ausführungsform angewendet wird;
2 ist eine perspektivische Ansicht eines Schaltbereichsschaltmechanismus in 1;
3 ist ein Diagramm, das Funktionsabschnitte einer ECU der Schaltbereichssteuerungsvorrichtung in 1 erklärt;
4 ist eine schematische Ansicht, die das Spiel eines Drehübertragungssystems von einer Motorwelle zu einer Ausgangswelle eines Drehstellglieds in 1 erklärt;
5 ist ein Hauptflussdiagramm, das ein Verfahren erklärt, der von der ECU in 3 ausgeführt wird;
6 ist ein erstes Teilflussdiagramm, das das von der ECU ausgeführte Verfahren in 3 erklärt;
7 ist ein zweites Teilflussdiagramm, das das von der ECU ausgeführte Verfahren in 3 erklärt;
8 ist ein drittes Teilflussdiagramm, das das von der ECU ausgeführte Verfahren in 3 erklärt;
9 ist ein Zeitdiagramm, das einen Übergang der Erfassungswerte eines Erregungspositionszählers, eines tatsächlichen Motorverhaltens und eines Ausgangswellensensors zeigt, wenn die Spiel-Lernsteuerung durch die ECU in 3 ausgeführt wird;
10 ist ein Zeitdiagramm, das einen Übergang der Erfassungswerte eines Erregungspositionszählers, eines tatsächlichen Motorverhaltens und eines Ausgangswellensensors zeigt, wenn die Terminierungssteuerung durch die ECU in 3 ausgeführt wird;
11 ist ein Diagramm, das Funktionsabschnitte erklärt, die in einer ECU einer Schaltbereichssteuerungsvorrichtung gemäß einer zweiten Ausführungsform enthalten sind;
12 ist ein Diagramm, das Funktionsabschnitte erklärt, die in einer ECU einer Schaltbereichssteuerungsvorrichtung gemäß einer dritten Ausführungsform enthalten sind; und
13 ist ein Diagramm, das Funktionsabschnitte erklärt, die in einer ECU einer Schaltbereichssteuerungsvorrichtung gemäß einer vierten Ausführungsform enthalten sind.

BESCHREIBUNG DER AUSFÜHRUNGSFORMEN
Mehrfachausführungen werden im Folgenden mit Bezug auf die Figuren beschrieben. In den jeweiligen Ausführungsformen erhalten im Wesentlichen identische Komponenten identische Bezugszeichen und werden nicht wiederholt erläutert.
(Erste Ausführungsform)
Eine Schaltbereichssteuerungsvorrichtung gemäß einer ersten Ausführungsform wird auf ein Shift-by-Wire-System eines Fahrzeugs angewendet. Wie in 1 dargestellt, ist ein Shift-by-Wire-System 10 ein System, das einen Schaltbereichsschaltmechanismus 12 an einem Automatikgetriebe 11 betreibt.
(Schaltbereichsschaltmechanismus)
Der Schaltbereichsschaltmechanismus 12 wird mit Bezug auf 2 beschrieben.
Der Schaltbereichsschaltmechanismus 12 ist ein Mechanismus, der eine Betriebsstellung eines Bereichsumschaltventils 14, das in einem hydraulischen Steuerkreis des Automatikgetriebes 11 enthalten ist, zum Schalten eines Schaltbereichs ändert und eine Rastplatte 16, eine Rastfeder 17 und andere beinhaltet.
Die Rastplatte 16 ist an einer Ausgangswelle 35 eines Drehstellglieds 31 des Shift-by-Wire-Systems 10 befestigt. Eine in der Drehbewegung der Rastplatte 16 enthaltene Komponente, die eine Komponente in axialer Richtung eines Kolbens 18 des Bereichsumschaltventils 14 ist, wird über einen Stift 19 auf den Kolben 18 übertragen. Eine Außenkante der Rastplatte 16 beinhaltet eine Aussparung 21, eine Aussparung 22, eine Aussparung 23 und eine Aussparung 24 in dieser Reihenfolge in Drehrichtung.
Ein Ende der Rastfeder 17 ist an einem Befestigungselement des Automatikgetriebes 11 befestigt. Das andere Ende der Rastfeder 17 beinhaltet einen Eingriffsabschnitt 25. Der Eingriffsabschnitt 25 wird durch eine Druckkraft der Rastfeder 17 gegen die Außenkante der Rastplatte 16 gedrückt. Wenn eine Rotationskraft, die gleich oder größer als eine vorbestimmte Kraft ist, auf die Rastplatte 16 aufgebracht wird, wird die Rastfeder 17 elastisch verformt. Dadurch verschiebt sich der Eingriffsabschnitt 25 durch die Aussparungen 21 bis 24. Die Betriebsstellung des Bereichsumschaltventils 14 wird durch Eingriff zwischen dem Eingriffsabschnitt 25 und einer der Aussparungen 21 bis 24 gehalten. Die Aussparung 21 entspricht einem Parkbereich. Die Aussparung 22 entspricht einem Rückwärtsbereich. Die Aussparung 23 entspricht einem Neutralbereich. Die Aussparung 24 entspricht einem Fahrbereich.
Der Schaltbereichsschaltmechanismus 12 beinhaltet weiterhin ein Parkgetriebe 26, eine Parkstange 27 und einen Parkstab 28 als Komponenten, die eine Parksperre bilden. Das Parkgetriebe 26 dreht sich mit der Ausgangswelle des Automatikgetriebes 11 als ein Körper. Die Parkstange 27 ist so vorgesehen, dass sie in der Nähe des Parkgetriebes 26 und von diesem weg beweglich ist, und verriegelt das Parkgetriebe 26 und die Drehachse des Automatikgetriebes 11, wenn sie sich dem Parkgetriebe 26 nähert und in dieses eingreift. Die Parkstab 28 bringt die Parkstange 27 in Eingriff mit dem Parkgetriebe 26 im Parkbereich und bringt die Parkstange 27 und das Parkgetriebe 26 im Nicht-Park-Bereich voneinander ab.
(Shift-by-Wire-System)
Das Shift-by-Wire-System 10 wird nun mit Bezug auf 1 beschrieben.
Wie in 1 dargestellt, beinhaltet das Shift-by-Wire-System 10 das Drehstellglied 31, einen Encoder 32, einen Ausgangswellensensor 33 und eine Schaltbereichssteuerungsvorrichtung 34.
Das Drehstellglied 31 beinhaltet einen Motor 41, der beispielsweise aus einem bürstenlosen Gleichstrommotor oder einem geschalteten Reluktanzmotor besteht, sowie und ein Untersetzungsgetriebe 43 zum Reduzieren bzw. Untersetzen einer Drehzahl des Motors 41 und zum Ausgeben der Drehzahl des Motors 41 von der Ausgangswelle 35. Der Motor 41 beinhaltet einen Stator mit mehrphasigen (d.h. U-, V- und W-Phasen) Wicklungen und einen Rotor, der sich mit einer Motorwelle 45 als ein Körper dreht. Der Rotor wird gedreht, während er von einem rotierenden Magnetfeld angezogen wird, das durch die Bestromung der Wicklungen erzeugt wird.
Der Encoder 32 besteht beispielsweise aus einem magnetischen Drehgeber und erfasst einen Drehwinkel der Motorwelle 45. Der Encoder 32 gibt ein A-Phasenimpulssignal und B-Phasenimpulssignal an die Schaltbereichssteuerungsvorrichtung 34 synchron zur Drehung der Motorwelle 45 aus.
Der Ausgangswellensensor 33 besteht beispielsweise aus einem Potentiometer und erfasst einen Drehwinkel der Ausgangswelle 35. Der Ausgangswellensensor 33 gibt ein Signal entsprechend dem Drehwinkel der Ausgangswelle 35 an die Schaltbereichssteuerungsvorrichtung 34 aus. Das Ausgangssignal des Ausgangswellensensors 33 dient zur Überprüfung eines aktuellen Schaltbereichs.
Die Schaltbereichssteuerungsvorrichtung 34 beinhaltet eine elektronische Steuereinheit (ECU) 47, die aus einem Mikrocomputer als Hauptkörper besteht, und eine Ansteuerschaltung 48, die einen Wechselrichter zum Steuern der Stromversorgung der Wicklungen des Motors 41 beinhaltet. Das ECU 47 zählt die vom Encoder 32 ausgegebenen A- und B-Phasen-Impulssignale, erzeugt und gibt ein Ansteuersignal für die Ansteuerschaltung 48 entsprechend einem Zählwert der gezählten Impulssignale (nachfolgend als Encoder-Zählwert bezeichnet) aus. Die Ansteuerschaltung 48 ändert einen Erregungszustand bzw. Bestromungszustand der Wicklungen des Motors 41 entsprechend, indem sie Schaltelemente des Wechselrichters entsprechend dem Ansteuersignal betätigt. Der Encoder-Zählwert entspricht einem Ist-Winkel der Motorwelle 45.
(Schaltbereichssteuerungsvorrichtung)
Die detaillierte Konfiguration der ECU 47 der Schaltbereichssteuerungsvorrichtung 34 wird anhand der 3 und 4 beschrieben.
Wie in 3 dargestellt, führt die ECU 47 die Spiel-Lernsteuerung, die normale Steuerung und die Terminierungssteuerung aus.
Die Spiel-Lernsteuerung ist eine Steuerung, die ausgeführt wird, wenn die Schaltbereichssteuerungsvorrichtung 34 eingeschaltet ist. Die Spiel-Lernsteuerung ist die Steuerung für das Lernen des Spiels (auch Aufmaß genannt) des Drehübertragungssystems von der Motorwelle 45 zur Ausgangswelle 35. Das Spiel des Drehübertragungssystems wird im Folgenden einfach als „Spiel“ bezeichnet. Die Spiel-Lernsteuerung lernt einen Spielverringerungswinkel und eine Spielweite.
Die normale Steuerung ist eine Steuerung, die nach Ausführung der Spiel-Lernsteuerung im Einschaltzustand der Schaltbereichssteuerungsvorrichtung 34 ausgeführt wird. Die normale Steuerung ist die Steuerung zum Drehen des Motors 41 gemäß einem gewünschten Schaltbereiches, um den Schaltbereich zu wechseln.
Die Terminierungssteuerung wird ausgeführt, wenn die Schaltbereichssteuerungsvorrichtung 34 ausgeschaltet ist. Die Terminierungssteuerung ist eine Steuerung zur Vorbereitung der Spiel-Lernsteuerung auf einen nächsten Start.
Insbesondere beinhaltet die ECU 47 einen Stufen-Erregungsabschnitt 51, einen Spielverringerungsbestimmungsabschnitt 52, einen Spiellernabschnitt 53, einen Zentralwinkelberechnungsabschnitt 54 bzw. einen Zentralwinkelberechnungsabschnitt 54 und einen Hochgeschwindigkeits-Erregungsabschnitt 55 als Funktionsabschnitte zur Ausführung der Spiel-Lernsteuerung.
In der Spiel-Lernsteuerung schaltet der Stufen-Erregungsabschnitt 51 eine Erregungsphase des Motors 41 für einen Schritt eines vorbestimmten Erregungsmusters auf eine Drehrichtung oder die andere Drehrichtung des Motors 41 gemäß einem Encoder-Zählwert. Die Erregung wird jedes Mal, wenn die Erregungsphase für einen Schritt umgeschaltet wird, für eine vorgegebene Zeit gehalten. Diese vorgegebene Zeit kann als „Erregungshaltezeit“ bezeichnet werden.
Wie in 4 dargestellt, stimmt die eine Drehrichtung mit der Drehrichtung des Motors 41 zum Zeitpunkt des Schaltens vom Parkbereich auf den Nicht-Park-Bereich überein. Die andere Drehrichtung stimmt mit der Drehrichtung des Motors 41 zum Zeitpunkt des Schaltens vom Nicht-Park-Bereich auf den Parkbereich überein. Gemäß der vorliegenden Ausführungsform wird der Motor zunächst schrittweise in einer Drehrichtung erregt, um die Motorwelle intermittierend zu drehen. Danach wird die Motorwelle schrittweise in die andere Drehrichtung erregt, um die Motorwelle intermittierend zu drehen. Ein Schritt des Erregungsmusters entspricht der Motorauflösung.
Zurück zu 3, wo der Spielverringerungsbestimmungsabschnitt 52 bestimmt, ob sich ein Erfassungswert des Ausgangswellensensors 33 vor und nach dem einstufigen Schalten der Erregungsphase durch den Stufen-Erregungsabschnitt 51 um einen vorbestimmten Wert oder größer geändert hat, wenn eine vorbestimmte Zeit ab dem Schalten der Erregungsphase vergeht. Dieser vorgegebene Wert wird als „Verringerungsbestimmungswert“ bezeichnet. Der Spielverringerungsbestimmungsabschnitt 52 bestimmt, dass das Spiel abgenommen hat, wenn sich der Erfassungswert des Ausgangswellensensors 33 vor und nach dem Schalten der Erregungsphase um den Verringerungsbestimmungswert oder größer ändert.
Wenn der Spielverringerungsbestimmungsabschnitt 52 bestimmt, dass sich der Erfassungswert des Ausgangswellensensors 33 vor und nach dem Schalten der Erregungsphase um den Verringerungsbestimmungswert geändert hat oder größer ist, lernt der Spiellernabschnitt 53 einen Winkel der Motorwelle 45 zu diesem Zeitpunkt als einen Spielverringerungswinkel.
Wenn bestimmt wird, dass das Spiel während der schrittweisen Drehung in die eine Drehrichtung reduziert wurde, wird ein Winkel der Motorwelle 45 zu diesem Zeitpunkt als erster Spielverringerungswinkel θup gelernt, wie in 4 dargestellt. Mit anderen Worten, der erste Spielverringerungswinkel θup ist ein Winkel der Motorwelle 45, wenn das Spiel in einer Drehrichtung abnimmt.
Wenn bestimmt wird, dass sich das Spiel während der schrittweisen Drehung in die andere Drehrichtung verringert hat, wird ein Winkel der Motorwelle 45 zu diesem Zeitpunkt als zweiter Spielverringerungswinkel θdwn gelernt. Mit anderen Worten, der zweite Spielverringerungswinkel θdwn ist ein Winkel der Motorwelle 45, wenn das Spiel in der anderen Drehrichtung abnimmt.
Zurück zu 3, wo der erste Spielverringerungswinkel θup und der zweite Spielverringerungswinkel θdwn in einem Speicherabschnitt 56 gespeichert werden. Der Speicherabschnitt 56 behält den gespeicherten Inhalt auch nach dem Ausschalten der Schaltbereichssteuerungsvorrichtung 34 bei.
Der Zentralwinkelberechnungsabschnitt 54 berechnet einen Winkel θmid (im Folgenden als Spielzentralwinkel θmid bzw. als Spielmittenwinkel θmid bezeichnet), der ein Winkel ist, wenn die Motorwelle 45 in der Mitte des Spiels bzw. Zentral im Spiel positioniert ist, und zwar basierend auf dem ersten Spielverringerungswinkel θup und dem zweiten Spielverringerungswinkel θdwn. Der Spielzentralwinkel θmid wird durch Gleichung (1) ausgedrückt. $θ mid = (θ up + θ dwn) /2$
Nachdem der Spiellernabschnitt 53 den ersten Spielverringerungswinkel θup erlernt hat, dreht der Hochgeschwindigkeits-Erregungsabschnitt 55 den Motor 41 in der anderen Drehrichtung in eine Position nahe dem zweiten Spielverringerungswinkel θdwn mit einer Geschwindigkeit, die höher ist als die Drehzahl des Motors 41 beim Schalten der Erregungsphase durch den Stufen-Erregungsabschnitt 51 in der anderen Drehrichtung, vor dem Schalten der Erregungsphase durch den Stufen-Erregungsabschnitt 51. Ein Motorumdrehungsbetrag zu diesem Zeitpunkt entspricht einem minimalen Designwert des Spiels. Der Motor 41 wird durch eine Erregungsschaltsteuerung rotierend angetrieben, die die Erregungsphase entsprechend dem Encoder-Zählwert nacheinander schaltet.
Die ECU 47 weist ferner einen Sollwinkel-Einstellabschnitt 57 und einen Rückkopplungssteuerungsabschnitt 58 als Funktionsabschnitte zur Ausführung der normalen Steuerung auf. Der Sollwinkel-Einstellabschnitt 57 setzt einen Sollwinkel der Motorwelle 45 bezogen auf den Spielzentralwinkel θmid entsprechend dem gewünschten Schaltbereich. Der Sollwinkel θ* wird durch Gleichung (2) ausgedrückt. In Gleichung (2) ist Dvv ein Designwert (im Folgenden als Designwert zwischen Tälern bezeichnet) zwischen der dem aktuellen Schaltbereich entsprechenden Aussparung und der dem gewünschten Schaltbereich entsprechenden Aussparung in den Aussparungen der Rastplatte 16. $θ * = θ mid + Dvv$
Der Rückkopplungssteuerungsabschnitt 58 dreht den Motor 41 durch Rückkopplungssteuerung basierend auf dem Encoder-Zählwert und einer Motordrehzahl, um die Motorwelle 45 in einem Sollwinkel zu positionieren.
Die ECU 47 beinhaltet weiterhin einen Terminierungssteuerungsabschnitt 59 als Funktionsabschnitt zur Ausführung der Abschlusssteuerung. Der Terminierungssteuerungsabschnitt 59 dreht den Motor 41, um einen Winkel der Motorwelle 45 in der Nähe des ersten Spielverringerungswinkels θup zu erhalten. So wird beispielsweise der Sollwinkel zu diesem Zeitpunkt auf eine Position eingestellt, die um mehrere Schritte in der anderen Drehrichtung vom ersten Spielverringerungswinkel θup nach hinten verschoben wird.
Die jeweiligen in der ECU 47 enthaltenen Funktionsabschnitte 51 bis 59 können durch Hardwareverarbeitung mit einer speziellen elektronischen Schaltung implementiert werden, durch Softwareverarbeitung mit einer zentralen Verarbeitungseinheit (CPU), die zuvor Programme ausführt, die in einem Nur-Lese-Speicher (ROM) oder dergleichen gespeichert sind, oder durch eine Kombination aus Hardwareverarbeitung und Softwareverarbeitung. Welche Teile der Funktionsabschnitte 51 bis 59 durch Hardwareverarbeitung und welcher Teil der Funktionsabschnitte 51 bis 59 durch Softwareverarbeitung implementiert ist, kann in geeigneter Weise ausgewählt werden.
(Verfahren, die von der ECU ausgeführt werden)
Eine Reihe von Verfahren bzw. Verfahrensschritten, die von der ECU 47 ausgeführt werden, wird nun mit Bezug auf die 5 bis 10 beschrieben. Das ECU 47 führt eine Hauptroutine bzw. ein Hauptprogramm aus, welches in 5 dargestellt ist, und führt die in den 6 bis 8 dargestellten Unterroutinen aus. Die in 5 dargestellte Hauptroutine wird nach dem Hochfahren des ECU 47 wiederholt ausgeführt. In der folgenden Beschreibung kennzeichnet „S“ einen Schritt.
Nach einem Start der Hauptroutine in 5 wird in S1 bestimmt, welcher Modus, der Lernsteuermodus, der normale Steuermodus und der Terminierungssteuermodus aktuell eingestellt ist.
Wenn der Steuermodus der Lernsteuermodus ist, fährt das Verfahren mit S2 fort.
Wenn der Steuermodus der normale Steuermodus ist, fährt das Verfahren mit S5 fort.
Wenn der Steuermodus der Terminierungssteuermodus ist, fährt das Verfahren mit S8 fort.
In S2 wird eine Unterroutine für die in den 6 bis 8 dargestellte Spiel-Lernsteuerung ausgeführt.
Nach einem Start der Unterroutine in 6 (entsprechend dem Zeitpunkt t1 in 9) wird in S11 bestimmt, welcher von 0 bis 3 aktuell für einen Lernmodus Irnmode eingestellt ist.
Wenn der Lernmodus Irnmode 0 ist, fährt das Verfahren mit S12 fort.
Wenn der Lernmodus Irnmode 1 ist, fährt das Verfahren mit S17 fort.
Wenn der Lernmodus Irnmode 2 ist, fährt das Verfahren mit S24 fort.
Wenn der Lernmodus Irnmode 3 ist, fährt das Verfahren mit S31 fort.
S12 bis S15 sind Verfahren bzw. Verfahrensschritte zur Grundeinstellung.
In S12 wird ein Vergleichsbezugswinkel angref auf einen Istwinkel angnow der Motorwelle 45 eingestellt. Nach S12 fährt das Verfahren mit S13 fort.
In S13 wird ein erster Zähler counter1, der ein Zähler zum Messen einer verstrichenen Zeit ab dem Schalten der Erregungsphase für einen Schritt durch den Stufen-Erregungsabschnitt 51 ist, auf Null zurückgesetzt. Nach S13 fährt das Verfahren mit S14 fort.
In S14 wird ein zweiter Zähler counter2, der ein Zähler zum Messen einer abgelaufenen Zeit ab dem Umschalten der Erregungsphase für einen Schritt durch den Hochgeschwindigkeits-Erregungsabschnitt 55 ist, auf Null zurückgesetzt. Nach S14 fährt das Verfahren mit S15 fort.
In S15 wird ein Drehbetrag während der Rückwärtsdrehung des Motors durch den Hochgeschwindigkeits-Erregungsabschnitt 55 auf Null zurückgesetzt. Nach S15 fährt das Verfahren mit S16 fort.
In S16 wird der Lernmodus Irnmode auf 1 gesetzt. Nach S16 verlässt das Verfahren die Unterroutine in 6 und kehrt zur Hauptroutine in 5 zurück.
In S17 wird bestimmt, ob der erste Zähler counter1 gleich oder größer als ein Haltebestimmungswert ist. Der Haltebestimmungswert ist ein Wert, der der Erregungshaltezeit entspricht.
Wenn der erste Zähler counter1 gleich oder größer als der Haltebestimmungswert (S17: JA) ist, fährt das Verfahren mit S18 fort.
Wenn der erste Zähler counter1 kleiner als der Haltebestimmungswert (S17: NEIN) ist, fährt das Verfahren mit S23 fort.
In S18 wird bestimmt, ob eine Differenz zwischen dem Istwinkel angnow und dem Vergleichsbezugswinkel angref gleich oder größer als ein Verringerungsbestimmungswert ist.
Wenn die Differenz zwischen dem Istwinkel angnow und dem Vergleichsbezugswinkel angref gleich oder größer als der Verringerungsbestimmungswert (S18: JA, entsprechend dem Zeitpunkt t2 in 9) ist, fährt das Verfahren mit S19 fort. Eine Zeitdauer von Zeit t1 bis Zeit t2 in 9 ist ein Zeitraum, in dem der Stufen-Erregungsabschnitt 51 das Spiel des ersten Spielverringerungswinkel θup verringert.
Wenn die Differenz zwischen dem Istwinkel angnow und dem Vergleichsbezugswinkel angref kleiner ist als der Verringerungsbestimmungswert (S18: NEIN), fährt das Verfahren mit S21 fort.
In S19 wird der Istwinkel angnow als erster Spielverringerungswinkel θup gelernt. Nach S19 fährt das Verfahren mit S20 fort.
In S20 ist der Lernmodus Irnmode auf 2 eingestellt. Nach S20 fährt das Verfahren mit S22 fort.
In S21 wird ein Erregungspositionszähler csftdrv aufwärts gezählt. Nachdem der Erregungspositionszähler csftdrv hochgezählt wurde, wird die Erregungsphase für einen Schritt auf die eine Drehrichtung umgeschaltet. Nach S21 fährt das Verfahren mit S22 fort.
In S22 wird der erste Zähler counter1 auf Null zurückgesetzt. Nach S22 verlässt das Verfahren die Unterroutine in 6 und kehrt zur Hauptroutine in 5 zurück.
In S24 in 7 wird bestimmt, ob der zweite Zähler counter2 gleich oder größer als ein vorgegebener Wartebestimmungswert ist. Der Wartebestimmungswert ist ein Wert, der einer Wartezeit für das nächste Schalten der Erregungsphase durch den Hochgeschwindigkeits-Erregungsabschnitt 55 entspricht.
Wenn der zweite Zähler counter2 gleich oder größer als der Wartebestimmungswert (S24: JA) ist, fährt das Verfahren mit S25 fort.
Wenn der zweite Zähler counter2 kleiner als der Wartebestimmungswert (S24: NEIN) ist, fährt das Verfahren mit S30 fort.
In S25 wird bestimmt, ob der Drehbetrag angrev beim Rückwärtsdrehen des Motors gleich oder größer als ein minimaler Designwert der Spielweite ist.
Wenn der Drehbetrag angrev gleich oder größer als der minimale Designwert der Spielweite (S25: JA, entsprechend der Zeit t3 in 9) ist, geht das Verfahren zu S26 über. Eine Zeitdauer von Zeit t2 bis Zeit t3 in 9 ist ein Zeitraum, in dem der Hochgeschwindigkeits-Erregungsabschnitt 55 den Motor dreht, d.h. die Rückwärtsdrehung des Motors durchführt.
Wenn der Drehbetrag angrev kleiner als der minimale Designwert der Spielweite (S25: NEIN) ist, fährt das Verfahren mit S27 fort.
In S26 ist der Lernmodus Irnmode auf 3 eingestellt. Nach S26 fährt das Verfahren mit S29 fort.
In S27 wird der Erregungspositionszähler csftdrv heruntergezählt. Nachdem der Erregungspositionszähler csftdrv heruntergezählt wurde, wird die Erregungsphase für einen Schritt in die andere Drehrichtung geschaltet. Nach S27 fährt das Verfahren mit S28 fort.
In S28 wird der Drehbetrag angrev bei Rückwärtsdrehung des Motors hochgezählt. Nach S28 fährt das Verfahren mit S29 fort.
In S29 wird der zweite Zähler counter2 auf Null zurückgesetzt. Nach S29 verlässt das Verfahren die Unterroutine in 7 und kehrt zur Hauptroutine in 5 zurück.
In S30 wird der zweite Zähler counter2 aufwärts gezählt. Nach S30 verlässt das Verfahren die Unterroutine in 7 und kehrt zur Hauptroutine in 5 zurück.
In S31 in 8 wird bestimmt, ob der erste Zähler counter1 gleich oder größer als des Haltebestimmungswertes ist.
Wenn der erste Zähler counter1 gleich oder größer als der Haltebestimmungswert (S31: JA) ist, fährt das Verfahren mit S32 fort.
Wenn der erste Zähler counter1 kleiner als der Haltebestimmungswert (S31: NEIN) ist, fährt das Verfahren mit S37 fort.
In S32 wird bestimmt, ob eine Differenz zwischen dem Vergleichsbezugswinkel angref und dem Istwinkel angnow gleich oder größer als der Verringerungsbestimmungswert ist.
Wenn die Differenz zwischen dem Vergleichsbezugswinkel angref und dem Istwinkel angnow gleich oder größer als der Verringerungsbestimmungswert (S32: JA, entsprechend dem Zeitpunkt t4 in 9) ist, fährt das Verfahren mit S33 fort. Eine Zeitdauer von Zeit t3 bis Zeit t4 in 9 ist ein Zeitraum, in dem der Stufen-Erregungsabschnitt 51 das Spiel des zweiten Spielverringerungswinkel θdwn verringert.
Wenn die Differenz zwischen dem Vergleichsbezugswinkel angref und dem Istwinkel angnow kleiner ist als der Verringerungsbestimmungswert (S32: NEIN), fährt das Verfahren mit S35 fort.
In S33 wird der Istwinkel angnow als zweiter Spielverringerungswinkel θdwn gelernt. Nach S33 fährt das Verfahren mit S34 fort.
In S34 wird der Spielzentralwinkel θmid basierend auf Gleichung (1) berechnet. Nach S34 fährt das Verfahren mit S36 fort.
In S35 wird der Erregungspositionszähler csftdrv heruntergezählt. Nach S35 fährt das Verfahren mit S36 fort.
In S36 wird der erste Zähler counter1 auf Null zurückgesetzt. Nach S36 verlässt das Verfahren die Unterroutine in 8 und kehrt zur Hauptroutine in 5 zurück.
In S37 wird der erste Zähler counter1 aufwärts gezählt. Nach S37 verlässt das Verfahren die Unterroutine in 7 und kehrt zur Hauptroutine in 5 zurück.
Zurück zu 5, wo in S3 bestimmt wird, ob das Lernen des Spiels abgeschlossen ist, d.h. ob der erste Spielverringerungswinkel θup und der zweite Spielverringerungswinkel θdwn gelernt wurden.
Wenn festgestellt wird, dass das Lernen des Spiels abgeschlossen ist (S3: JA), fährt das Verfahren mit S4 fort.
Wenn festgestellt wird, dass das Lernen des Spiels nicht abgeschlossen ist (S3: NEIN), beendet das Verfahren die Hauptroutine in 5.
In S4 wird der Steuermodus auf den normalen Steuermodus eingestellt. Nach S4 beendet das Verfahren die Hauptroutine in 5.
In S5 wird die normale Steuerung durchgeführt. Insbesondere, wird ein Sollwinkel der Motorwelle 45 unter Bezugnahme auf den Spielzentralwinkel θmid gemäß einem gewünschten Schaltbereich ermittelt. Danach wird der Motor 41 durch eine Rückkopplungssteuerung basierend auf dem Encoder-Zählwert und der Motordrehzahl drehend angetrieben, um die Motorwelle 45 im Sollwinkel zu positionieren. Nach S5 fährt das Verfahren mit S6 fort.
In S6 wird bestimmt, ob ein Wechsel zur Terminierungssteuerung zulässig ist. Eine Umschaltung auf die Terminierungssteuerung ist zulässig, wenn von der ECU 47 ein Ausschaltbefehl ausgegeben wird, in einem Zustand der von der Schaltbereichsschaltung verschieden ist.
Wenn ein Wechsel zur Terminierungssteuerung erlaubt ist (S6: JA), wechselt das Verfahren zu S7.
Wenn ein Wechsel zur Terminierungssteuerung nicht zulässig ist (S6: NEIN), beendet das Verfahren die Hauptroutine in 5.
In S7 wird der Steuermodus auf den Terminierungssteuermodus eingestellt. Nach S7 beendet das Verfahren die Hauptroutine in 5.
In S8 wird die Terminierungssteuerung ausgeführt (entsprechend dem Zeitpunkt t5 in 10). Insbesondere, wird der Motor 41 drehend angetrieben, um einen Winkel der Motorwelle 45 nahe dem ersten Spielverringerungswinkel θup zu erhalten. Nach S8 fährt das Verfahren mit S9 fort.
In S9 wird bestimmt, ob die Terminierungssteuerung abgeschlossen ist, d.h. ob der Winkel der Motorwelle 45 nahe dem ersten Spielverringerungswinkel θup liegt.
Wenn bestimmt wird, dass die Terminierungssteuerung abgeschlossen ist (S9: JA, entsprechend dem Zeitpunkt t6 in 10), fährt das Verfahren mit S4 fort.
Wenn festgestellt wird, dass die Terminierungssteuerung nicht abgeschlossen ist (S9: NEIN), beendet das Verfahren die Hauptroutine in 5.
In S10 wird die ECU 47 abgeschaltet. Nach S7 beendet das Verfahren die Hauptroutine in 5.
(Effekte)
Wie vorstehend beschrieben, beinhaltet die Schaltbereichssteuerungsvorrichtung 34 der ersten Ausführungsform den Stufen-Erregungsabschnitt 51, den Spielverringerungsbestimmungsabschnitt 52 und den Spiellernabschnitt 53.
Der Stufen-Erregungsabschnitt 51 schaltet die Erregungsphase des Motors 41 für einen Schritt des vorbestimmten Erregungsmusters auf die eine Drehrichtung oder die andere Drehrichtung des Motors 41 in der Steuerung zum Erlernen des Spielverringerungswinkels, der ein Winkel ist, für den das Spiel des Drehübertragungssystems von der Motorwelle 45 auf die Ausgangswelle 35 abnimmt.
Der Spielverringerungsbestimmungsabschnitt 52 bestimmt, ob sich ein Erfassungswert des Ausgangswellensensors 33 vor und nach dem Schalten der Erregungsphase durch den Stufen-Erregungsabschnitt 51 um einen vorbestimmten Wert oder größer geändert hat, wenn eine vorbestimmte Zeit ab dem Schalten der Erregungsphase vergeht.
Wenn der Spielverringerungsbestimmungsabschnitt 52 bestimmt, dass sich der Erfassungswert des Ausgangswellensensors 33 vor und nach dem Umschalten der Erregungsphase um den vorgegebenen Wert oder größer geändert hat, lernt der Spiellernabschnitt 53 einen Winkel der Motorwelle 45 zu diesem Zeitpunkt als Spielverringerungswinkel.
Wie vorstehend beschrieben, wird eine Änderung des Erfassungswertes des Ausgangswellensensors 33 nach dem Schalten der Erregungsphase des Motors 41 für einen Schritt des Erregungsmusters und die Konvergenz der Schwankungen des Drehübertragungssystems überprüft. In diesem Fall ist der Spielverringerungswinkel für jeden Schritt des Erregungsmusters genau erkennbar. Ein Schritt des Erregungsmusters entspricht der Motorauflösung, weshalb ein Spielverringerungswinkel mit der Genauigkeit der Motorauflösung detektierbar ist. Dementsprechend verbessert sich die Erkennungsgenauigkeit der Spielverringerungswinkel.
Gemäß der ersten Ausführungsform lernt der Spiellernabschnitt 53 den ersten Spielverringerungswinkel θup und den zweiten Spielverringerungswinkel θdwn. Die Schaltbereichssteuerungsvorrichtung 34 beinhaltet weiterhin den Zentralwinkelberechnungsabschnitt 54. Der Zentralwinkelberechnungsabschnitt 54 berechnet den Spielzentralwinkel θmid basierend auf dem ersten Spielverringerungswinkel θup und dem zweiten Spielverringerungswinkel θdwn.
Dementsprechend kann es möglich sein, die Lerngenauigkeit des Spielzentralwinkels θmid zu verbessern.
Gemäß der ersten Ausführungsform beinhaltet die Schaltbereichssteuerungsvorrichtung 34 ferner den Hochgeschwindigkeits-Erregungsabschnitt 55. Nachdem der Spiellernabschnitt 53 den ersten Spielverringerungswinkel θup erlernt hat, dreht der Hochgeschwindigkeits-Erregungsabschnitt 55 den Motor 41 in der anderen Drehrichtung in eine Position nahe dem zweiten Spielverringerungswinkel θdwn mit einer Geschwindigkeit, die höher ist als die Drehzahl des Motors 41 beim Schalten der Erregungsphase durch den Stufen-Erregungsabschnitt 51 in der anderen Drehrichtung, vor dem Schalten der Erregungsphase durch den Stufen-Erregungsabschnitt 51.
Dementsprechend kann es möglich sein, eine für die Lernkontrolle benötigte Zeit zu verkürzen.
Gemäß der ersten Ausführungsform beinhaltet die Schaltbereichssteuerungsvorrichtung 34 ferner den Sollwinkel-Einstellabschnitt 57. Der Sollwinkel-Einstellabschnitt 57 setzt einen Sollwinkel der Motorwelle 45 bezogen auf den Spielzentralwinkel θmid in der Steuerung zum Drehen des Motors 41 gemäß einem gewünschten Schaltbereichs.
Dementsprechend kann es möglich sein, die Positioniergenauigkeit der Ausgangswelle 35 zu verbessern und auch eine Motorsteuerungslogik zu vereinfachen.
Gemäß der ersten Ausführungsform beinhaltet die Schaltbereichssteuerungsvorrichtung 34 weiterhin den Terminierungssteuerungsabschnitt 59. Der Terminierungssteuerungsabschnitt 59 dreht den Motor 41, um einen Winkel der Motorwelle 45 nahe dem ersten Spielverringerungswinkel θup in der Steuerung, die ausgeführt wird, wenn die Schaltbereichssteuerungsvorrichtung 34 ausgeschaltet wird.
Es ist möglich, eine Zeit, die für die Spiel-Lernsteuerung bei einer nächsten Inbetriebnahme benötigt wird, zu verkürzen, indem die Motorwelle 45 zuvor in Richtung des ersten Spielverringerungswinkels θup verschoben wird.
(Zweite Ausführungsform)
Gemäß der zweiten Ausführungsform lernt ein Spiellernabschnitt 62 einer ECU 61 den ersten Spielverringerungswinkel θup, lernt aber nicht den zweiten Spielverringerungswinkel θdwn, wie in 11 dargestellt. Die ECU 61 beinhaltet einen Zentralwinkelschätzabschnitt 63. Der Zentralwinkelschätzabschnitt 63 schätzt den Spielzentralwinkel θmid basierend auf dem ersten Spielverringerungswinkel θup und einem Designwert der Spielweite (genannt Spielweitendesignwert). Die untenstehende Gleichung (3) wird zur Schätzung verwendet. $θ mid = θ up - (Spielweitendesignwert/2)$
In diesem Fall ist das Verfahren zum Erlernen des zweiten Spielverringerungswinkels θdwn unnötig, d.h. die Verfahren in S24 bis S30 in 7 und S31 bis S37 in 8 in der ersten Ausführungsform sind unnötig. Dementsprechend wird die Fernsteuerung zum Zeitpunkt t2 in 9 in der ersten Ausführungsform abgeschlossen, wodurch es möglich sein kann, die für das Lernen des Spiels benötigte Zeit zu verkürzen.
(Dritte Ausführungsform)
Gemäß einer dritten Ausführungsform beinhaltet eine ECU 71 einen Spielweitenberechnungsabschnitt 72 und einen Zentralwinkelberechnungsabschnitt 73, wie in 12 dargestellt. Der Spielweitenberechnungsabschnitt 72 berechnet eine Spielweite (als berechnete Spielweite bezeichnet) basierend auf dem ersten Spielverringerungswinkel θup und dem zweiten Spielverringerungswinkel θdwn. Der Speicherabschnitt 56 speichert die berechnete Spielweite.
Wenn die berechnete Spielweite nicht im Speicherabschnitt 56 gespeichert ist (d.h. beim ersten Lernen), berechnet der Zentralwinkelberechnungsabschnitt 73 den Spielzentralwinkel θmid basierend auf dem ersten Spielverringerungswinkel θup und dem zweiten Spielverringerungswinkel θdwn. Diese Berechnung erfolgt nach der vorstehend beschriebenen Gleichung (1).
Wenn die berechnete Spielweite im Speicherabschnitt 56 gespeichert wird (d.h. beim zweiten und nachfolgenden Lernen), berechnet der Zentralwinkelberechnungsabschnitt 73 den Spielzentralwinkel θmid basierend auf dem ersten Spielverringerungswinkel θup und der berechneten Spielweite. Diese Berechnung erfolgt unter Verwendung der untenstehenden Gleichung (4). $θ mid = θ up - (berechnete Spielweite/2)$
Durch diese Art der Berechnung des Spielzentralwinkels θmid kann es möglich sein, die Zeit für das zweite und nachfolgende Lernen des Spiels mit Verbesserung der Lerngenauigkeit des Spielzentralwinkels θmid zu verkürzen.
(Vierte Ausführungsform)
Gemäß einer vierten Ausführungsform speichert ein Speicherabschnitt 82 einer ECU 81 eine Differenz zwischen einem aktuellen Winkel der Motorwelle 45 und dem ersten Spielverringerungswinkel θup in der Steuerung, die ausgeführt wird, wenn die Schaltbereichssteuerungsvorrichtung 34 ausgeschaltet wird, wie in 13 dargestellt.
In diesem Fall kann es möglich sein, die Spiel-Lernsteuerung zu starten, nachdem die Motorwelle 45 schnell in Richtung des ersten Spielverringerungswinkels θup bewegt wurde. Dementsprechend kann es möglich sein, bei einem nächsten Startvorgang eine Zeitspanne für die Spiel-Lernsteuerung zu verkürzen.
(Andere Ausführungsformen)
In einer anderen Ausführungsform kann ein Schritt des vom Stufen-Erregungsabschnitts durchgeführten Erregungsmusters größer sein als die Motorauflösung. So kann beispielsweise ein Schritt des Erregungsmusters doppelt so groß sein wie die Motorauflösung.
In einer anderen Ausführungsform kann der Hochgeschwindigkeits-Erregungsabschnitt den Motor durch Rückkopplungssteuerung drehend antreiben.
In einer anderen Ausführungsform kann der Terminierungssteuerungsabschnitt den Motor durch die Erregungsschaltsteuerung antreiben. Der Terminierungssteuerungsabschnitt kann den ersten Spielverringerungswinkel als Sollwinkel zum Zeitpunkt der Drehung des Motors festlegen.
Gemäß der ersten Ausführungsform überprüft der Spielverringerungsbestimmungsabschnitt 52 eine Änderung eines Erfassungswertes des Ausgangswellensensors 33 nach Ablauf einer vorbestimmten Zeit ab dem einstufigen Schalten der Erregungsphase durch den Stufen-Erregungsabschnitt 51. Gemäß einer anderen Ausführungsform kann jedoch der Spielverringerungsbestimmungsabschnitt den Erfassungswert des Ausgangswellensensors nach dem Schalten der Erregungsphase durch den Stufen-Erregungsabschnitt und durch die Konvergenz von Schwankungen des Erfassungswertes des Motorwellensensors oder des Ausgangswellensensors überprüfen.
In einer weiteren Ausführungsform kann der Motor mit mehreren mehrphasigen Wicklungen versehen sein. Der Motor ist nicht auf einen bürstenlosen Gleichstrommotor oder einen geschalteten Reluktanzmotor beschränkt und kann ein anderer Motortyp sein. Kurz gesagt, kann jeder Motor zum Drehen eines Rotors durch Schalten einer Stromzufuhrphase nach einem vorgegebenen Stromversorgungsmuster verwendet werden.
In anderen Ausführungsformen kann der Encoder ein anderer Typ als magnetisch sein. Außerdem kann der Encoder drei oder mehr Signale ausgeben.
In anderen Ausführungsformen ist der Ausgangsachssensor nicht auf ein Potentiometer beschränkt, sondern kann eine andere Art von Sensor sein. Kurz gesagt, kann jeder Ausgangsachssensor verwendet werden, der Signale ausgibt, die sich entsprechend dem Drehwinkel der Ausgangswelle kontinuierlich ändern.
Die vorliegende Offenbarung ist nicht auf die beschriebenen Ausführungsformen beschränkt und kann in verschiedenen Modi implementiert werden, ohne vom Umfang der Offenbarung abzuweichen.
Die vorliegende Offenbarung wurde auf der Grundlage der Ausführungsformen beschrieben. Die vorliegende Offenbarung ist jedoch nicht auf solche Ausführungsformen und Konfigurationen beschränkt. Das heißt, die vorliegende Offenbarung umfasst auch verschiedene Modifikationen und Variationen im Rahmen von Äquivalenten. Außerdem können bei der vorliegenden Offenbarung verschiedene Kombinationen und Bildungen sowie andere Kombinationen und Bildungen, die ein, mehr als ein oder weniger als ein Element beinhalten, hergestellt sein.
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
Zitierte Patentliteratur

JP 2017036099 [0001]
JP 201510640 A [0004]

Claims

Schaltbereichssteuerungsvorrichtung, die einen Schaltbereich durch Steuern eines Motors (41) schaltet, und die auf ein Shift-by-Wire-System (10) eines Fahrzeugs angewendet wird, und die das Folgende beinhaltet: ein Drehstellglied (31), das mit einem Schaltbereichsschaltmechanismus (12) verbunden ist, einen Motorwellensensor (32), der einen Winkel einer Motorwelle (45) des Motors des Drehstellglieds erfasst, und einen Ausgangswellensensor (33), der einen Winkel einer Ausgangswelle des Drehstellglieds erfasst, wobei die Schaltbereichssteuerungsvorrichtung das Folgende umfasst: einen Stufen-Erregungsabschnitt (51), der eine Erregungsphase des Motors für einen einzelnen Schritt eines vorbestimmten Erregungsmusters auf eine Drehrichtung oder eine andere Drehrichtung des Motors in einer Steuerung zum Erlernen eines Spielverringerungswinkels schaltet, wobei der Spielverringerungswinkel ein Winkel ist, wenn ein Spiel eines Drehübertragungssystems von der Motorwelle auf die Ausgangswelle abnimmt; einen Spielverringerungsbestimmungsabschnitt (52), der bestimmt, ob sich ein Erfassungswert des Ausgangswellensensors vor und nach dem Schalten der Erregungsphase für einen Schritt durch den Stufen-Erregungsabschnitt um einen vorbestimmten Wert oder mehr geändert hat, wenn eine vorbestimmte Zeit ab dem Schalten der Erregungsphase für den einen Schritt verstreicht, oder wenn Schwankungen des Erfassungswerts des Motorwellensensors oder des Ausgangswellensensors nach dem Schalten der Erregungsphase für den einen Schritt zusammenlaufen; und einen Spiellernabschnitt (53, 62), der als Spielverringerungswinkel einen Winkel der Motorwelle lernt, wenn der Spielverringerungsbestimmungsabschnitt bestimmt, dass sich der Erfassungswert des Ausgangswellensensors vor und nach dem Schalten der Erregungsphase um den vorbestimmten Wert oder mehr verändert hat.
Schaltbereichssteuerungsvorrichtung nach Anspruch 1, wobei: ein Winkel der Motorwelle, wenn das Spiel in der einen Drehrichtung abnimmt, ein erster Spielverringerungswinkel (θup) ist; ein Winkel der Motorwelle, wenn das Spiel in der verschiedenen Drehrichtung abnimmt, ein zweiter Spielverringerungswinkel (θdwn) ist; ein Winkel, wenn die Motorwelle in einem Zentrum des Spiels positioniert ist, ein Spielzentralwinkel (θmid) ist; der Spiellernabschnitt den ersten Spielverringerungswinkel und den zweiten Spielverringerungswinkel lernt; und die Schaltbereichssteuerungsvorrichtung ferner einen Zentralwinkelberechnungsabschnitt (54) umfasst, der den Spielzentralwinkel basierend auf dem ersten Spielverringerungswinkel und dem zweiten Spielverringerungswinkel berechnet.
Schaltbereichssteuerungsvorrichtung nach Anspruch 1, wobei ein Winkel der Motorwelle, wenn das Spiel in einer Drehrichtung abnimmt, ein erster Spielverringerungswinkel ist, ein Winkel der Motorwelle, wenn das Spiel in der verschiedenen Drehrichtung abnimmt, ein zweiter Spielverringerungswinkel ist, ein Winkel, wenn die Motorwelle in dem Zentrum des Spiels positioniert ist, ein Spielzentralwinkel ist, eine Weite des Spiels eine Spielweite ist, der Spiellernabschnitt den ersten Spielverringerungswinkel und den zweiten Spielverringerungswinkel lernt, und die Schaltbereichssteuerungsvorrichtung ferner das Folgende umfasst: einen Spielweitenberechnungsabschnitt (72), der die Spielweite basierend auf dem ersten Spielverringerungswinkel und dem zweiten Spielverringerungswinkel berechnet; einen Spielweitenspeicherabschnitt (56), der gespeicherte Inhalte speichert, nachdem die Schaltbereichssteuerungsvorrichtung ausgeschaltet wurde, und der die Spielweite speichert; und einen Zentralwinkelberechnungsabschnitt (73), der den Spielzentralwinkel basierend auf dem ersten Spielverringerungswinkel und dem zweiten Spielverringerungswinkel als Reaktion darauf berechnet, dass der Spielweitenspeicherabschnitt die Spielweite nicht speichert, oder den Spielzentralwinkel basierend auf dem ersten Spielverringerungswinkel und der Spielweite als Reaktion darauf berechnet, dass der Spielweitenspeicherabschnitt die Spielweite speichert.
Schaltbereichssteuerungsvorrichtung nach Anspruch 2 oder 3, ferner umfassend das Folgende: einen Hochgeschwindigkeits-Erregungsabschnitt (55), der den Motor in der unterschiedlichen Drehrichtung in eine Position in der Nähe des zweiten Spielverringerungswinkels mit einer Geschwindigkeit dreht, die höher ist als eine Drehzahl des Motors beim Schalten der Erregungsphase durch den Stufen-Erregungsabschnitt in der unterschiedlichen Drehrichtung, nachdem der Spiellernabschnitt den ersten Spielverringerungswinkel erlernt hat und vor dem Schalten der Erregungsphase durch den Stufen-Erregungsabschnitt.
Schaltbereichssteuerungsvorrichtung nach Anspruch 1, wobei: ein Winkel der Motorwelle, wenn das Spiel in einer Drehrichtung abnimmt, ein erster Spielverringerungswinkel ist; ein Winkel der Motorwelle, wenn das Spiel in der verschiedenen Drehrichtung abnimmt, ein zweiter Spielverringerungswinkel ist; ein Winkel, wenn die Motorwelle in dem Zentrum des Spiels positioniert ist, ein Spielzentralwinkel ist; eine Weite des Spiels eine Spielweite ist; der Spiellernabschnitt (62) den ersten Spielverringerungswinkel lernt, ohne den zweiten Spielverringerungswinkel zu lernen; und die Schaltbereichssteuerungsvorrichtung ferner einen Zentralwinkelschätzabschnitt (63) umfasst, der den Spielzentralwinkel basierend auf dem ersten Spielverringerungswinkel und einem Designwert der Spielweite schätzt.
Schaltbereichssteuerungsvorrichtung nach einem der Ansprüche 2 bis 5, ferner umfassend: einen Sollwinkel-Einstellabschnitt (57), der einen Sollwinkel der Motorwelle in Bezug auf den Spielzentralwinkel in einer Steuerung zum Drehen des Motors gemäß einem gewünschten Schaltbereich einstellt.
Schaltbereichssteuerungsvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, wobei: die eine Drehrichtung eine Drehrichtung des Motors ist, wenn ein Parkbereich auf einen Nicht-Park-Bereich umgestellt wird; und die Schaltbereichssteuerungsvorrichtung ferner einen Terminierungssteuerungsabschnitt (59) umfasst, der den Motor in einer Steuerung dreht, die ausgeführt wird, wenn die Schaltbereichssteuerungsvorrichtung ausgeschaltet wird, wodurch der Winkel der Motorwelle ein Winkel oder ein Winkel nahe dem Spielverringerungswinkel ist, wenn das Spiel in der einen Drehrichtung abnimmt.
Schaltbereichssteuerungsvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, ferner umfassend: einen Differenzspeicherabschnitt (82), der gespeicherte Inhalte zurückhält, nachdem die Schaltbereichssteuerungsvorrichtung ausgeschaltet wurde, und eine Differenz zwischen einem aktuellen Winkel der Motorwelle und dem Spielverringerungswinkel in einer Steuerung speichert, die ausgeführt wird, wenn die Schaltbereichssteuerungsvorrichtung ausgeschaltet wird.