JP5762582B1 - シフトレンジ切り替え装置 - Google Patents
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Abstract
Description
前記3相モータの回転位置に同期したパルス信号を出力するモータ回転位置センサを備え、前記アクチュエータ制御手段は、前記モータ回転位置センサのパルス信号に基づき前記3相モータの通電相を切替え制御すると共に、前記通電相の切替え制御パターンとして、前記モータ回転位置センサのパルス信号の切替わり毎に前記通電相を切替える第1の制御パターンと、前記モータ回転位置センサのパルス信号の切替わりによる前記通電相の切替えタイミングがあった場合でも、少なくとも前記モータ回転位置センサのパルス信号の切替わりよりも長い所定周期の間は前記通電相の切替えを実施しない第2の制御パターンと、
180度通電駆動する第3の制御パターンと、を有し、
前記ディテントプレートの実回転角度位置を前記目標回転角度位置に向って動作させている途中にあって前記3相モータの回転が安定するまでの加速区間である特定位置までは、前記第1の制御パターンを設定して前記通電相を切替え、前記3相モータの回転が安定した状態から前記目標回転角度位置に略一致するまでの減速区間である前記特定位置以降では、前記第2の制御パターンを設定して前記通電相を切替えると共に、前記実回転角度位置と前記目標回転角度位置の偏差に応じて、前記第2の制御パターンから前記第3の制御パターンへ切替えるようにする。
電子制御式のシフトレンジ切り替え装置は、運転者の選択したシフトレンジ(要求シフトレンジ)を目標シフトレンジとして決定し、アクチュエータを駆動して、自動変速機に搭載されたシフトレンジ切り替え機構及びパーキング切り替え機構の作動位置を変更することにより、自動変速機内の油圧コントローラを目標シフトレンジに対応した油路に切り替え、自動変速機のシフトレンジを切り替える装置である。
図1において、アクチュエータ1は、3相モータ(図示せず)及び3相モータの回転を減速して出力する減速機(図示せず)とから構成されており、アクチュエータ1の回転出力は、アクチュエータ1の出力軸を延長するように接合されている回転軸2によりアクチュエータ1の外部へ取り出される。
ディテントプレート3の円弧部には、図2に拡大して図示するように、複数の係合部である凹部が設けられており、油圧コントローラ4に固定されているディテントスプリング5の先端に設けられた係合部5aが、ディテントプレート3の回転位置に応じて、前記複数の凹部のうちの何れか1箇所に嵌まり合うことで、ディテントプレート3の回転位置が保持されるようになっている。
図2は、ディテントプレート3の動作を説明する拡大図である。略扇形状をしたディテントプレート3の円弧部には、3a、3b、3c、3dの4つの凹部が設けられており、ディテントスプリング5の先端にある係合部5aが、ディテントプレート3の回転位置に応じて、3a、3b、3c、3dの4つの凹部のうちの何れか1箇所に嵌まり合うことにより、ディテントプレート3の回転位置が保持される。
シフトレンジ切り替え装置の電子制御系の構成要素として、前記したアクチュエータ1のほか、ディテント位置センサ8、モータ回転位置センサ9、シフトレンジ設定手段10、実シフトレンジ判定手段11、目標回転角度位置演算手段12、アクチュエータ制御手段13が挙げられる。アクチュエータ1は前記のように、3相ブラシレスモータ(以下、モータという。)14と減速機15で構成されている。減速機15と繋がった回転軸2が回転することで、回転軸2に連結したディテントプレート3が回転する。
図4はモータ駆動回路21の詳細を示す図である。モータ駆動回路制御部19からの制御信号がドライバ25へ入力され、外部にはモータ14(U相、V相、W相)、直流電源26、及びGND27が接続されている。UH、UL、VH、VL、WH、WLはFETを示し、6個でインバータを構成する。ドライバ25によって、UH、VH、WHは直流電源26とモータ14の各相(U相、V相、W相)間の通電を切替え、UL、VL、WLはGND27とモータ14の各相間の通電を切替える。そして、UH、UL、VH、VL、WH、WLの6個のFETの組み合わせによりモータ14の各相への通電パターンを切替える。
図5において、モータ回転位置センサパターン501は、モータ14を右回転させたときのセンサH1、H2、H3の出力パターン例を示している。センサH1、H2、H3の出力はハイレベルHかローレベルLであり、モータ14の回転角度に応じてa〜fの順序で6通りのパターンを繰り返し出力する。同じパターンを出力している期間はモータ14の電気角で60度となる。モータ出力通電パターンA502、モータ出力通電パターンB503、モータ出力通電パターンC504は、モータ回転位置センサパターン501に対するモータ駆動回路21の通電パターンを示したものであり、各相のFETの駆動状態を示している。
このように、モータ回転位置センサパターン501に対して、センサ出力パターンの切替わり時に120度先へ回転するように磁力を発生させるようにモータ駆動回路21のFET通電パターンを切替えていくことで、モータ14に駆動力を発生させる。
図3において、モータ回転位置センサ切替わり周期演算部22は、モータ回転位置センサ9により出力されたモータ回転位置に同期したパルス信号H1、H2、H3の切替わり周期を演算する。モータ通電相切替え周期設定部23はモータ回転位置センサ切替わり周期演算部22によって演算された周期、及び制御モード判定部17によって判定された制御モードに基づいてモータ通電相の切替え周期を設定し、モータ駆動回路制御部19へ出力する。また、モータ通電相制御パターン設定部24では制御モード判定部17で判定された制御モードに基づいてモータ通電相制御パターンを、前記モータ出力通電パターンA502の第1の制御パターンから前記モータ出力通電パターンB503の第2の制御パターン、前記モータ出力通電パターンC504の第3の制御パターンへ切替え設定し、モータ駆動回路制御部19へ出力する。
第2の制御パターンでは、モータ通電相切替えタイミング608の所定周期間はモータ回転位置センサ切替わりタイミング606があっても通電相を切替えずに保持し、前記所定周期毎に前記モータ出力通電パターンB607のパターンで通電相を切替える。そうすることで、モータ出力通電パターンを切替え後、次のモータ回転位置センサ切替わりタイミングまでは正回転方向に駆動力が発生しているが、その後の180度間は通電相が保持されたままであるので減速側に駆動力が発生する。前記所定周期の設定を減速側に駆動力が発生する期間を含むようにモータ回転位置センサ切替わりタイミングよりも長く設定して、減速するように駆動する。
図8において、目標シフトへの制御開始によるモータ駆動開始直後からモータ14の回転が安定するまでの加速区間である特定位置Aまでは、前記第1の制御パターンを設定してモータ14の通電相を切替えることで最大限に加速可能な制御でモータ14を駆動し、前記特定位置Aから特定位置Bまでの減速区間は、前記第2の制御パターンを設定してモータ14の通電相を切替えることにより、逆転駆動の通電パターンに切替えることなく、減速しながらも前記目標回転角度位置へ向かって動作させる。前記特定位置Aは実シフトレンジと要求シフトレンジの組み合わせ毎に予め設定した値とする。前記特定位置Aは、前記実回転角度位置と前記目標回転角度位置の偏差に応じて変更しても良い。更に、特定位置Bから前記実回転角度位置が前記目標回転角度位置の所定範囲内となるまでは、第3の制御パターンを設定してモータ14の通電相を切替えることで、モータ停止付近においても確実に目標回転角度位置へ向かって動作し、より目標位置への収束性を向上できる。前記特定位置Bは前記実回転角度位置と前記目標回転角度位置の偏差に応じて設定する。
図9及び図10において、ステップS101では、制御モード判定部17で実シフトレンジ判定手段11によって判定された実シフトレンジとシフトレンジ設定手段10によって出力された要求シフトレンジが一致しているかを判定し、一致している場合はステップS101の判断が繰り返され、一致していない場合はレンジ切替えの要求が発生したと判断してステップS102に進む。
アクチュエータ制御手段13は、モータ回転位置センサ9のパルス信号H1、H2、H3に基づきモータ14の通電相を切替え制御すると共に、前記通電相の切替え制御パターンとして、モータ回転位置センサ9のパルス信号H1、H2、H3の切替わり毎に前記通電相を切替える第1の制御パターンと、モータ回転位置センサ9のパルス信号H1、H2、H3の切替わりによる前記通電相の切替えタイミングがあった場合でも、少なくともモータ回転位置センサ9のパルス信号H1、H2、H3の切替わりより長い所定周期の間は前記通電相の切替えを実施しない第2の制御パターンと、を有し、
ディテントプレート3の実回転角度位置を前記目標回転角度位置に向って動作させている途中にあってモータ14の回転が安定するまでの加速区間である特定位置までは、前記第1の制御パターンを設定して前記通電相を切替え、モータ14の回転が安定した状態から前記目標回転角度位置に略一致するまでの減速区間である前記特定位置以降では、前記第2の制御パターンを設定して前記通電相を切替えるようにすることを特徴とする。
この構成によれば、モータ回転位置センサ9の切替わり周期に基づいて、前記所定周期を、通電相の保持によって減速効果を得られている期間が最も有効に利用できる長さに最適設定することによって、前記第2の制御パターンでの減速効果を更に高めることが可能となる。
この構成によれば、前記実回転角度位置と前記目標回転角度位置の偏差が小さくなるに従って前記所定周期を長く設定することにより減速度を増加させることができるので、前記目標回転角度位置への収束性をより向上させることが可能となる。
この構成によれば、前記目標回転角度位置収束付近で停止直前まで速度が低下した状態であっても、180度通電駆動する第3の制御パターンでの通電相切替えによって、前記所定周期毎に60度ずつ駆動することが可能となり、前記目標回転角度位置への収束性をより向上させることが可能となる。
この構成によれば、ディテントプレートの動作回転角度が小さいシフト操作であって、前記第1の制御パターンでの加速期間を設定せずに前記第2の制御パターンだけで定速駆動した場合でも前記目標回転角度位置への到達時間に対する要求を満足できるような場合には、モータ駆動開始時から前記第2の制御パターンで駆動することで、前記目標回転角度位置への動作安定性をより向上させることができる。
Claims (4)
- 3相モータの回転を出力するアクチュエータと、前記アクチュエータの回転出力により回動するディテントプレートと、前記ディテントプレートに設けられた複数の係合部のうちの何れかの係合部と係合して前記ディテントプレートの回転位置を固定するディテントスプリングと、前記係合部と前記ディテントスプリングとの係合により固定されたときの前記ディテントプレートの回転位置である実回転角度位置に対応して自動変速機の実シフトレンジを切り替えるシフトレンジ切り替え機構と、前記ディテントプレートの実回転角度位置を検出するディテント位置センサと、前記ディテント位置センサにより検出された前記実回転角度位置に基づいて前記自動変速機の実シフトレンジを判定する実シフトレンジ判定手段と、運転者の操作に応じた要求シフトレンジを出力するシフトレンジ設定手段と、前記シフトレンジ設定手段から出力される要求シフトレンジに応じた前記ディテントプレートの目標回転角度位置を演算する目標回転角度位置演算手段と、前記実シフトレンジ判定手段により判定された実シフトレンジと前記要求シフトレンジとが異なるレンジの場合に、前記ディテントプレートの実回転角度位置と前記目標回転角度位置が略一致するように前記アクチュエータを駆動するアクチュエータ制御手段と、を有するシフトレンジ切り替え装置において、
前記3相モータの回転位置に同期したパルス信号を出力するモータ回転位置センサを備え、
前記アクチュエータ制御手段は、前記モータ回転位置センサのパルス信号に基づき前記3相モータの通電相を切替え制御すると共に、前記通電相の切替え制御パターンとして、前記モータ回転位置センサのパルス信号の切替わり毎に前記通電相を切替える第1の制御パターンと、前記モータ回転位置センサのパルス信号の切替わりによる前記通電相の切替えタイミングがあった場合でも、少なくとも前記モータ回転位置センサのパルス信号の切替わりよりも長い所定周期の間は前記通電相の切替えを実施しない第2の制御パターンと、
180度通電駆動する第3の制御パターンと、を有し、
前記ディテントプレートの実回転角度位置を前記目標回転角度位置に向って動作させている途中にあって前記3相モータの回転が安定するまでの加速区間である特定位置までは、前記第1の制御パターンを設定して前記通電相を切替え、前記3相モータの回転が安定した状態から前記目標回転角度位置に略一致するまでの減速区間である前記特定位置以降では、前記第2の制御パターンを設定して前記通電相を切替えると共に、前記実回転角度位置と前記目標回転角度位置の偏差に応じて、前記第2の制御パターンから前記第3の制御パターンへ切替えることを特徴とするシフトレンジ切り替え装置。 - 前記第2の制御パターンにおいて、前記所定周期は、前記モータ回転位置センサの切替わり周期に基づいて、最も減速効果が得られる周期を算出して設定することを特徴とする請求項1に記載のシフトレンジ切り替え装置。
- 前記第2の制御パターンにおいて、前記所定周期は、前記実回転角度位置と前記目標回転角度位置の偏差に応じて変更することを特徴とする請求項1または2に記載のシフトレンジ切り替え装置。
- 前記実シフトレンジと前記要求シフトレンジが特定の組み合わせである場合は、前記第1の制御パターンを設定した前記通電相の切替えは実施せず、前記第2の制御パターンを設定した前記通電相の切替えから実施することを特徴とする請求項1から3の何れか一項に記載のシフトレンジ切り替え装置。
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