專利名稱：旋轉(zhuǎn)體控制裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及控制旋轉(zhuǎn)體的技術(shù)。本發(fā)明特別涉及校準(zhǔn)編碼器的技術(shù)，該編碼器用于檢測(cè)旋轉(zhuǎn)體的旋轉(zhuǎn)狀態(tài)；以及特別涉及檢測(cè)編碼器異常的技術(shù)。
背景技術(shù)：
已經(jīng)提出了檢測(cè)旋轉(zhuǎn)體旋轉(zhuǎn)位移的光旋轉(zhuǎn)編碼器。該編碼器具有設(shè)置在旋轉(zhuǎn)體旋轉(zhuǎn)軸上的盤形標(biāo)尺。該標(biāo)尺的外圍設(shè)有多個(gè)切口。設(shè)置發(fā)光器和光接收器并使其間具有標(biāo)尺，發(fā)光器和光接收器對(duì)應(yīng)其間具有90度相位差的A相和B相以及作為每轉(zhuǎn)輸出一次的原點(diǎn)信號(hào)的Z相。利用編碼器的A、B和Z相信號(hào)，能夠獲得旋轉(zhuǎn)體的旋轉(zhuǎn)角和旋轉(zhuǎn)方向(見公開號(hào)為No.11-64040的日本專利)。
日本專利公開No.11-64040還公開了一種檢測(cè)編碼器異常的技術(shù)，盡管編碼器沿相同方向連續(xù)旋轉(zhuǎn)，但當(dāng)根據(jù)A相和B相信號(hào)確定的旋轉(zhuǎn)體旋轉(zhuǎn)方向改變時(shí)發(fā)現(xiàn)該異常。
由于日本專利公開No.11-64040中公開的編碼器不能檢測(cè)旋轉(zhuǎn)體的絕對(duì)角，因此需要找到輸出信號(hào)和旋轉(zhuǎn)體的旋轉(zhuǎn)角之間相關(guān)性的任何方法。如果利用作為原點(diǎn)信號(hào)的Z相信號(hào)進(jìn)行校準(zhǔn)，則當(dāng)Z相信號(hào)中發(fā)生異常時(shí)不能進(jìn)行校準(zhǔn)，結(jié)果導(dǎo)致旋轉(zhuǎn)體失控。
盡管日本專利公開No.11-64040中公開的方法能夠檢測(cè)A相信號(hào)和B相信號(hào)之間相位關(guān)系的任何異常，但是不能檢測(cè)其它異常。
為了適當(dāng)控制旋轉(zhuǎn)體，需要更正確地檢測(cè)編碼器狀態(tài)的技術(shù)，以便根據(jù)編碼器的輸出信號(hào)準(zhǔn)確知道旋轉(zhuǎn)體的狀態(tài)。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是提供一種適當(dāng)控制旋轉(zhuǎn)體的技術(shù)。
根據(jù)本發(fā)明的一方面，一種旋轉(zhuǎn)體控制裝置包括Z相檢測(cè)式的第一相匹配(相位匹配)裝置(單元)，它接連激勵(lì)旋轉(zhuǎn)體的多個(gè)相中的每個(gè)相，通過多個(gè)相的激勵(lì)和合成勵(lì)磁驅(qū)動(dòng)旋轉(zhuǎn)體，用以在檢測(cè)該旋轉(zhuǎn)體旋轉(zhuǎn)角的編碼器的Z相輸出呈ON時(shí)，獲得由該編碼器輸出信號(hào)計(jì)算的計(jì)數(shù)值和被激勵(lì)相之間的對(duì)應(yīng)性(一致性)；以及Z相非檢測(cè)式的第二相匹配裝置，它在受該第一相匹配裝置的控制下檢測(cè)到編碼器輸出中的異常時(shí)，接連對(duì)每個(gè)相激勵(lì)一段其中該旋轉(zhuǎn)體能夠跟隨被激勵(lì)相的變化的時(shí)間，用以在完成最后激勵(lì)時(shí)，獲得由該編碼器的輸出信號(hào)計(jì)算的計(jì)數(shù)值和被激勵(lì)相之間的對(duì)應(yīng)性。
由于采用了該方面的旋轉(zhuǎn)體控制裝置，當(dāng)檢測(cè)到異常使得不可以通過Z相檢測(cè)式的第一相匹配裝置進(jìn)行相匹配時(shí)，Z相非檢測(cè)式的第二相匹配裝置可以用于以另外方式再進(jìn)行相匹配。因此沒有附加的編碼器，也能完成相匹配。
如果當(dāng)旋轉(zhuǎn)體旋轉(zhuǎn)時(shí)計(jì)數(shù)值的變化量小于一預(yù)定閾值，則第一相匹配裝置和第二相匹配裝置可確定(判定)在旋轉(zhuǎn)體或編碼器中發(fā)生了異常。
根據(jù)另一方面的旋轉(zhuǎn)體控制裝置可還包括異常檢測(cè)器(異常檢測(cè)單元)，如果當(dāng)該旋轉(zhuǎn)體旋轉(zhuǎn)時(shí)由檢測(cè)該旋轉(zhuǎn)體的旋轉(zhuǎn)角的該編碼器的輸出信號(hào)計(jì)算的計(jì)數(shù)值變化量小于一預(yù)定閾值，則該異常檢測(cè)器確定(判定)在該旋轉(zhuǎn)體或該編碼器中發(fā)生異常。
根據(jù)該方面的旋轉(zhuǎn)體控制裝置能夠準(zhǔn)確檢測(cè)編碼器輸出信號(hào)中的異?；蚓幋a器的旋轉(zhuǎn)故障。
該變化量可以是該旋轉(zhuǎn)體開始旋轉(zhuǎn)時(shí)的計(jì)數(shù)值和該旋轉(zhuǎn)體停止旋轉(zhuǎn)時(shí)的計(jì)數(shù)值之差。因此，能夠適當(dāng)?shù)卮_定指示旋轉(zhuǎn)由開始至結(jié)束的旋轉(zhuǎn)量的計(jì)數(shù)值是否達(dá)到了預(yù)定閾值。作為選擇，所述變化量可以是所述旋轉(zhuǎn)體旋轉(zhuǎn)時(shí)的計(jì)數(shù)值的最大值和最小值之差。因此，能夠適當(dāng)?shù)卮_定旋轉(zhuǎn)體旋轉(zhuǎn)時(shí)指示最大位移的計(jì)數(shù)值是否達(dá)到了預(yù)定閾值。
結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明進(jìn)行詳細(xì)描述，將更清楚表明本發(fā)明的上述和其它目的、特征、方面和優(yōu)點(diǎn)。
附圖簡(jiǎn)要說明

圖1示出了本發(fā)明實(shí)施例的一種換檔控制系統(tǒng)的配置；圖2示出了一種換檔控制機(jī)構(gòu)的結(jié)構(gòu)；圖3示出了一致動(dòng)器的橫截面；圖4示出了P-ECU的內(nèi)部配置；圖5表示通過第一相匹配裝置進(jìn)行第一初始驅(qū)動(dòng)控制的方法；圖6表示通過第二相匹配裝置進(jìn)行第二初始驅(qū)動(dòng)控制的方法；圖7是表示本發(fā)明實(shí)施例換檔控制方法的程序的流程圖；具體實(shí)施方式
圖1示出了根據(jù)本發(fā)明一實(shí)施例的換檔控制系統(tǒng)10的配置。本實(shí)施例的換檔控制系統(tǒng)10用于轉(zhuǎn)換車輛的檔位(換檔范圍)。換檔控制系統(tǒng)10包括P開關(guān)20、換檔電源26、車輛電源開關(guān)28、車輛控制器(下稱“V-ECU”)30、停車(駐車)控制器(下稱“P-ECU”)40、致動(dòng)器42、編碼器46、換檔控制機(jī)構(gòu)48、顯示器50、儀表52和驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)60。換檔控制系統(tǒng)10起電子控制換檔系統(tǒng)的作用，該系統(tǒng)靠電氣控制轉(zhuǎn)換檔位。特別是，由致動(dòng)器42帶動(dòng)換檔控制機(jī)構(gòu)48以改變檔位。
車輛電源開關(guān)28是接通和斷開車輛電源的開關(guān)。車輛電源開關(guān)28接收使用者如駕駛員發(fā)出的指令，并將其傳遞給V-ECU 30。例如，響應(yīng)車輛電源開關(guān)28的接通，電池(未示出)提供電力以便操作換檔控制系統(tǒng)10。
利用P開關(guān)20改變停車檔(下稱“P檔”)和除停車檔外的任何檔位(下稱“非P檔”)之間的檔位，并包括向駕駛員顯示轉(zhuǎn)換狀態(tài)的指示器22以及接收駕駛員所發(fā)指令的輸入裝置24。駕駛員通過輸入裝置24發(fā)出指令，以便將檔位轉(zhuǎn)換成P檔。輸入裝置24可以是例如瞬時(shí)開關(guān)。將輸入裝置24接收的指令傳遞給V-ECU 30，并通過V-ECU 30傳遞給P-ECU 40。
作為旋轉(zhuǎn)體控制裝置實(shí)例的P-ECU 40控制致動(dòng)器42的操作，致動(dòng)器42驅(qū)動(dòng)換檔控制機(jī)構(gòu)48，以便改變P檔和非P檔之間的檔位，并在顯示器22上示出當(dāng)前檔位狀態(tài)。如果在檔位是非P檔時(shí)駕駛員按下了輸入裝置24，則P-ECU 40將檔位轉(zhuǎn)換到P檔，接著在指示器22上顯示當(dāng)前檔位為P檔。
致動(dòng)器42由開關(guān)磁阻電機(jī)(下稱“SR電機(jī)”)構(gòu)成，并響應(yīng)由P-EUC 40發(fā)出的指令驅(qū)動(dòng)換檔控制機(jī)構(gòu)48。編碼器46與致動(dòng)器42一起旋轉(zhuǎn)，以便檢測(cè)SR電機(jī)的旋轉(zhuǎn)狀態(tài)。本實(shí)施例的編碼器46是輸出A相、B相和Z相信號(hào)的旋轉(zhuǎn)(式)編碼器。P-ECU 40接收由編碼器46輸出的信號(hào)，以便知道SR電機(jī)的旋轉(zhuǎn)狀態(tài)，并由此控制用于驅(qū)動(dòng)SR電機(jī)的激勵(lì)(通電)。
換檔開關(guān)26是用于將檔位轉(zhuǎn)換成前進(jìn)檔(D)、倒車檔(R)、空檔(N)和制動(dòng)(剎車)檔(B)，或者是用于在選擇P檔時(shí)取消P檔的開關(guān)。換檔開關(guān)26接收的由駕駛員發(fā)出的指令被傳遞給V-ECU 30。V-ECU 30根據(jù)駕駛員發(fā)出的指令，控制驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)60以改變檔位，并在儀表52上顯示檔位的當(dāng)前狀態(tài)。盡管這里的驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)60由無級(jí)變速機(jī)構(gòu)構(gòu)成，但是驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)可以由自動(dòng)變速機(jī)構(gòu)構(gòu)成。
V-ECU 30完全控制換檔控制系統(tǒng)10的操作。顯示器50向例如駕駛員顯示由V-ECU 30 P-ECU 40發(fā)出的指令和警報(bào)。儀表52顯示車輛裝備的狀態(tài)和檔位的狀態(tài)。
圖2示出了換檔控制機(jī)構(gòu)48的結(jié)構(gòu)。換檔控制機(jī)構(gòu)48包括由致動(dòng)器42旋轉(zhuǎn)的軸102、根據(jù)軸102的旋轉(zhuǎn)進(jìn)行旋轉(zhuǎn)的止動(dòng)板100、依照止動(dòng)板100的旋轉(zhuǎn)進(jìn)行滑動(dòng)的桿104、固定于變速器(未示出)輸出軸的停車鎖止齒輪108、用于鎖定停車鎖止齒輪108的停車鎖定桿106和用于限制止動(dòng)板100的旋轉(zhuǎn)以便固定檔位的止動(dòng)彈片(棘爪簧)110和滾子112。
圖2示出了檔位當(dāng)前處于非P檔的狀態(tài)。在該狀態(tài)下，由于停車鎖定桿106沒有鎖定停車鎖止齒輪108，因此不能防止車輛傳動(dòng)軸的旋轉(zhuǎn)。致動(dòng)器42由此狀態(tài)開始沿圖2所示的順時(shí)針方向旋轉(zhuǎn)軸102，從而通過止動(dòng)板100沿圖2中箭頭A所示方向推動(dòng)桿104，因此通過桿104末端的錐形部沿圖2中箭頭B所示的方向向上推動(dòng)停車鎖定桿106。當(dāng)止動(dòng)板100旋轉(zhuǎn)時(shí)，位于止動(dòng)板100頂部的凹槽之一中，即位于非P檔位置120的止動(dòng)彈片110的滾子112，爬過峰頂122，接著下降倒另一凹槽內(nèi)，即P檔位置124。當(dāng)止動(dòng)板100旋轉(zhuǎn)到允許滾子112移動(dòng)到P檔位置124的程度時(shí)，向上推動(dòng)停車鎖定桿106而使其到達(dá)使桿106與停車鎖止齒輪108嚙合的位置。如此，就將該車輛的驅(qū)動(dòng)軸機(jī)械地固定并將檔位轉(zhuǎn)換至P檔。
圖3示出了致動(dòng)器42的橫截面。構(gòu)成致動(dòng)器42的SR電機(jī)包括定子43和轉(zhuǎn)子44，它們都具有凸極。在SR電機(jī)中，對(duì)盤繞在固定設(shè)置外定子43的凸極周圍的繞組通以電流，由此使其受激勵(lì)而引起內(nèi)轉(zhuǎn)子44旋轉(zhuǎn)。圖3中所示的SR電機(jī)具有帶12個(gè)凸極的三相定子43和帶8個(gè)凸極的轉(zhuǎn)子44。在圖3所示狀態(tài)下，對(duì)定子43的U相通以電流，使得轉(zhuǎn)子44的凸極A、C、E和G被吸向定子43的凸極U。但是，此時(shí)磁阻為最小，因此僅沿徑向產(chǎn)生吸力，而不引起扭矩。換句話說，轉(zhuǎn)子44由定子43制動(dòng)。
接著，以接著對(duì)U相和V相激勵(lì)的方式改變激勵(lì)，從而使轉(zhuǎn)子44的凸極A、C、E和G被吸向定子43的凸極V，因此轉(zhuǎn)子44沿順時(shí)針方向旋轉(zhuǎn)。此外，當(dāng)轉(zhuǎn)子44旋轉(zhuǎn)而允許其凸極A、C、E和G到達(dá)定子43的凸極U和V之間的各自中間位置時(shí)，以使定子43的V相接著受激勵(lì)的方式改變激勵(lì)，使得轉(zhuǎn)子44的凸極A、C、E和G受到定子43凸極V的吸引，以進(jìn)一步沿順時(shí)針旋轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)子44。這樣，SR電機(jī)接連以這樣的方式改變激勵(lì)，即，使轉(zhuǎn)子44相應(yīng)凸極正接近的定子43凸極的相應(yīng)線圈受激勵(lì)，以便旋轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)子44。例如，這里假設(shè)圖3所示的狀態(tài)是參考位置。接著，通過以下述次序改變被激勵(lì)相而使轉(zhuǎn)子44由參考位置開始沿順時(shí)針旋轉(zhuǎn)U和V相、V相、V和W相、W相、W和U相、以及U相。另外，可通過以下列次序改變被激勵(lì)相而使轉(zhuǎn)子44從參考位置開始沿反時(shí)針方向旋轉(zhuǎn)U和W相、W相、W和V相、V相、V和U相、以及U相。
如圖1所示，P-ECU 40控制致動(dòng)器42各相的激勵(lì)。為了使P-ECU 40可適當(dāng)?shù)乜刂浦聞?dòng)器42，必須知道轉(zhuǎn)子44的旋轉(zhuǎn)角。但是能夠檢測(cè)絕對(duì)角的傳感器很昂貴。因此考慮到生產(chǎn)成本，本實(shí)施例采用了與轉(zhuǎn)子44一起旋轉(zhuǎn)的增量式旋轉(zhuǎn)編碼器46，以獲得轉(zhuǎn)子44的旋轉(zhuǎn)角。P-ECU 40接收編碼器46的輸出信號(hào)，以便根據(jù)該信號(hào)知道轉(zhuǎn)子44的旋轉(zhuǎn)角。在這種情況下，當(dāng)開始操作換檔控制系統(tǒng)10時(shí)，編碼器46的旋轉(zhuǎn)角是未知的。因此，要求P-ECU 40首先知道由編碼器46的輸出信號(hào)計(jì)算的計(jì)數(shù)值和用于驅(qū)動(dòng)致動(dòng)器42的被激勵(lì)相之間的對(duì)應(yīng)性。因此，就在換檔控制系統(tǒng)10開始工作之后，P-CEU 40獲得由編碼器46的輸出信號(hào)計(jì)算的計(jì)數(shù)值和用于驅(qū)動(dòng)致動(dòng)器42的被激勵(lì)相之間的對(duì)應(yīng)性，從而實(shí)現(xiàn)使轉(zhuǎn)子44旋轉(zhuǎn)與被激勵(lì)相匹配的初始驅(qū)動(dòng)控制。
即使在換檔控制系統(tǒng)10開始工作時(shí)—存儲(chǔ)器保存了受在前控制的上述對(duì)應(yīng)性，編碼器46和轉(zhuǎn)子44的旋轉(zhuǎn)角也能夠不同于在前控制結(jié)束時(shí)的旋轉(zhuǎn)角，原因是在斷電期間止動(dòng)板100旋轉(zhuǎn)到穩(wěn)定位置，或者是發(fā)生了致動(dòng)器42內(nèi)的任何位移或在致動(dòng)器42與換檔控制機(jī)構(gòu)48的安裝部分的任何位移而導(dǎo)致轉(zhuǎn)子44旋轉(zhuǎn)。因此每逢換檔控制系統(tǒng)10開始工作，本實(shí)施例就進(jìn)行初始驅(qū)動(dòng)控制。
圖4示出了P-ECU 40的內(nèi)部結(jié)構(gòu)。P-ECU 40包括編碼器信號(hào)采集器(獲取器)200、計(jì)數(shù)器202、初始驅(qū)動(dòng)控制器204、激勵(lì)控制器206和存儲(chǔ)器208。初始驅(qū)動(dòng)控制器204包括第一相匹配裝置210，作為Z相檢測(cè)式相匹配裝置的實(shí)例；以及第二相匹配裝置212，作為Z相非檢測(cè)式相匹配裝置的實(shí)例?？梢酝ㄟ^如CPU、存儲(chǔ)器或LSI這樣的硬件或如裝入存儲(chǔ)器中的程序這樣的軟件實(shí)現(xiàn)該配置。
編碼器信號(hào)采集器200采集由編碼器46輸出的A相、B相和Z相信號(hào)。計(jì)數(shù)器202對(duì)由編碼器信號(hào)采集器200獲得的編碼器46的A相、B相信號(hào)脈沖數(shù)進(jìn)行計(jì)數(shù)。計(jì)數(shù)器202由A相和B相信號(hào)確定編碼器46的旋轉(zhuǎn)方向。當(dāng)計(jì)數(shù)器202檢測(cè)到A相和B相信號(hào)增加和減少時(shí)，如果編碼器46向前旋轉(zhuǎn)則其增加其計(jì)數(shù)值，如果編碼器46沿反向旋轉(zhuǎn)時(shí)則其減少其計(jì)數(shù)值。
初始驅(qū)動(dòng)控制器204進(jìn)行初始驅(qū)動(dòng)控制，以獲得由計(jì)數(shù)器202計(jì)算的計(jì)數(shù)值和驅(qū)動(dòng)致動(dòng)器42的被激勵(lì)相之間的對(duì)應(yīng)性。第一相匹配裝置210進(jìn)行第一初始驅(qū)動(dòng)控制，以根據(jù)由編碼器46輸出的Z相信號(hào)完成相匹配；第二相匹配裝置212進(jìn)行第二初始驅(qū)動(dòng)控制，以完成沒有編碼器46的Z相信號(hào)時(shí)的相匹配。下面詳細(xì)描述實(shí)現(xiàn)這些初始驅(qū)動(dòng)控制的相應(yīng)方法。第一相匹配裝置210和第二相匹配裝置212在進(jìn)行了初始驅(qū)動(dòng)控制時(shí)檢測(cè)編碼器46的異常。換句話說，第一相匹配裝置210和第二相匹配裝置212各自具有異常檢測(cè)器的功能。在換檔控制系統(tǒng)10開始工作時(shí)，初始驅(qū)動(dòng)控制器204確定進(jìn)行第一初始驅(qū)動(dòng)還是第二初始驅(qū)動(dòng)，并因此命令第一相匹配裝置210或第二相位器212進(jìn)行其初始驅(qū)動(dòng)控制。激勵(lì)控制器206控制致動(dòng)器42的每個(gè)待受激勵(lì)的相的激勵(lì)。存儲(chǔ)器208保持由P-ECU 40進(jìn)行控制所需的信息。
圖5表示通過第一相匹配裝置210進(jìn)行第一初始驅(qū)動(dòng)控制的方法。在開始進(jìn)行初始驅(qū)動(dòng)控制時(shí)，P-ECU 40不知道轉(zhuǎn)子44的旋轉(zhuǎn)角，因此不能確定哪個(gè)相能夠被激勵(lì)而旋轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)子4。因此，第一相匹配裝置210命令激勵(lì)控制器206以這樣的方式進(jìn)行激勵(lì)，即，以預(yù)定間隔改變被激勵(lì)相。例如參照?qǐng)D5，激勵(lì)是按照U和V相、V相、V和W相、W相以及W和U相的次序進(jìn)行的。如果轉(zhuǎn)子44不被固定，則轉(zhuǎn)子44隨著被激勵(lì)相的變化而在一定時(shí)間開始旋轉(zhuǎn)。當(dāng)編碼器信號(hào)采集器200獲得作為編碼器46原點(diǎn)信號(hào)的Z相位信號(hào)時(shí)，第一相匹配裝置210將計(jì)數(shù)器202計(jì)數(shù)值和被激勵(lì)相之間在該時(shí)刻的對(duì)應(yīng)性存儲(chǔ)在存儲(chǔ)器208中。此后，P-ECU 40能夠利用該對(duì)應(yīng)性進(jìn)行使轉(zhuǎn)子44旋轉(zhuǎn)的最佳激勵(lì)控制。
第一相匹配裝置210進(jìn)行激勵(lì)控制，作為第一初始驅(qū)動(dòng)控制，以便使編碼器46旋轉(zhuǎn)一角度，該角度對(duì)應(yīng)由編碼器46輸出的一個(gè)Z相信號(hào)輸出。例如，如果編碼器46設(shè)置成每一轉(zhuǎn)輸出Z相信號(hào)一次，則其足以使編碼器46旋轉(zhuǎn)一轉(zhuǎn)。如果編碼器46每轉(zhuǎn)輸出Z相信號(hào)8次，即每旋轉(zhuǎn)45度輸出一次，則其足以使編碼器46旋轉(zhuǎn)45度。如果編碼器信號(hào)采集器200在其中編碼器46旋轉(zhuǎn)適當(dāng)角度的該時(shí)期不能采集Z相信號(hào)，則初始驅(qū)動(dòng)控制器204臨時(shí)確定在編碼器46的Z相信號(hào)輸出中有異常，并在存儲(chǔ)器208中設(shè)置臨時(shí)Z相故障標(biāo)志，以進(jìn)行到第二初始驅(qū)動(dòng)控制，下面將對(duì)其進(jìn)行詳述。
在第一初始驅(qū)動(dòng)控制下，如果計(jì)數(shù)值的變化量小于預(yù)定的閾值，則在編碼器46的A相或B相信號(hào)輸出中可能發(fā)生任何異常，或者編碼器46發(fā)生旋轉(zhuǎn)故障。此時(shí)，初始驅(qū)動(dòng)控制器204在存儲(chǔ)器208中設(shè)置臨時(shí)AB相故障標(biāo)志，并進(jìn)行到下述的第二初始驅(qū)動(dòng)控制。這里的臨時(shí)AB相故障包括編碼器46的旋轉(zhuǎn)故障。作為計(jì)數(shù)值的的變化量，可以使用在第一初始驅(qū)動(dòng)控制下的計(jì)數(shù)值的最大值和最小值之差(A)，或使用在第一初始驅(qū)動(dòng)控制開始時(shí)計(jì)數(shù)值和結(jié)束時(shí)計(jì)數(shù)值之差(B)。當(dāng)開始第一初始驅(qū)動(dòng)控制時(shí)，其可能引起編碼器46沿一個(gè)方向旋轉(zhuǎn)，該旋轉(zhuǎn)方向與第一相匹配裝置210欲驅(qū)動(dòng)的方向相反。因此，看起來前一個(gè)差值(A)更正確地反映了實(shí)際旋轉(zhuǎn)量。另一方面，就方法簡(jiǎn)單方面而言，后一個(gè)差值(B)更有利。根據(jù)當(dāng)編碼器46在第一初始驅(qū)動(dòng)控制下旋轉(zhuǎn)時(shí)待觀察的預(yù)期變化量來設(shè)定閾值。鑒于第一初始驅(qū)動(dòng)控制一旦開始后，編碼器46不能跟隨被激勵(lì)相的變化，或者編碼器46可能沿反方向旋轉(zhuǎn)，因此可以將該閾值設(shè)定為小于預(yù)期變化量的值。
在該實(shí)施例中，由于設(shè)置致動(dòng)器42以通過換檔控制機(jī)構(gòu)48改變檔位，尤其重要的是準(zhǔn)確檢測(cè)旋轉(zhuǎn)故障或不能實(shí)現(xiàn)旋轉(zhuǎn)的狀態(tài)。因此，計(jì)數(shù)值變化量不超過預(yù)定閾值的狀態(tài)被視為一種異常。此外，檢測(cè)異常不是通過對(duì)計(jì)數(shù)值變化量連續(xù)監(jiān)視預(yù)定的時(shí)段，而是通過對(duì)在初始驅(qū)動(dòng)控制下的設(shè)定時(shí)段內(nèi)的計(jì)數(shù)值變化量與根據(jù)計(jì)數(shù)值預(yù)期變化量設(shè)定的閾值進(jìn)行比較。因此，可以立即而準(zhǔn)確地檢測(cè)任何異常。
圖6表示通過第二相匹配裝置212進(jìn)行第二初始驅(qū)動(dòng)控制的方法。在第二初始驅(qū)動(dòng)控制下，使激勵(lì)連續(xù)進(jìn)行一段時(shí)間，該段時(shí)間較第一初始驅(qū)動(dòng)控制時(shí)更長，為的是保證轉(zhuǎn)子44跟隨被激勵(lì)相的改變。激勵(lì)時(shí)段對(duì)于第一初始驅(qū)動(dòng)控制大約是每級(jí)24毫秒。對(duì)于該第二初始驅(qū)動(dòng)控制，激勵(lì)時(shí)段例如對(duì)于單相激勵(lì)大約是每級(jí)20毫秒，而對(duì)于兩相激勵(lì)大約是每級(jí)100毫秒。當(dāng)被激勵(lì)相位在一個(gè)循環(huán)中接連改變時(shí)，轉(zhuǎn)子44會(huì)在任何正時(shí)(定時(shí))跟隨被激勵(lì)相的變化。因此，由計(jì)數(shù)器202獲得的計(jì)數(shù)值與在一次循環(huán)結(jié)束時(shí)的被激勵(lì)相之間的對(duì)應(yīng)性被保存在存儲(chǔ)器208中。以此方式，可以實(shí)現(xiàn)沒有編碼器46的Z相信號(hào)時(shí)的相匹配。
與第一初始驅(qū)動(dòng)控制類似，第二初始驅(qū)動(dòng)控制根據(jù)在進(jìn)行了該初始驅(qū)動(dòng)控制時(shí)獲得的計(jì)數(shù)值變化量來檢測(cè)異常。盡管第二初始驅(qū)動(dòng)控制不使用編碼器46的Z相信號(hào)，但是可以通過該第二初始驅(qū)動(dòng)控制檢測(cè)Z相信號(hào)中的異常。如果已經(jīng)在存儲(chǔ)器208設(shè)置了臨時(shí)Z相故障標(biāo)志或臨時(shí)AB相故障標(biāo)志，并且通過第二初始驅(qū)動(dòng)控制檢測(cè)到了同一異常，則可以確認(rèn)發(fā)生了異常，并且通過例如顯示器50向駕駛員發(fā)出警報(bào)。
圖7是根據(jù)本實(shí)施例的換檔控制方法的流程圖。在接通換檔控制系統(tǒng)10的電源后，初始驅(qū)動(dòng)控制器204根據(jù)當(dāng)前選擇的檔位確定在初始驅(qū)動(dòng)控制下的轉(zhuǎn)子44和編碼器46的旋轉(zhuǎn)方向(S10)。如果檔位是P檔，并且沿一個(gè)與使檔位改變成非P檔的方向相反的方向進(jìn)行旋轉(zhuǎn)，則止動(dòng)板100的旋轉(zhuǎn)能夠受到約束，因此不能正常地進(jìn)行初始驅(qū)動(dòng)控制。因此，如果當(dāng)前檔位是P檔，則沿使P檔轉(zhuǎn)變成非P檔的方向進(jìn)行旋轉(zhuǎn)，如果當(dāng)前檔位是非P檔，則沿使非P檔轉(zhuǎn)變成P檔的方向進(jìn)行旋轉(zhuǎn)。
當(dāng)前檔位可以保存在存儲(chǔ)器208中，或可以由V-ECU 30提供與其有關(guān)的信息。如果沒有存儲(chǔ)當(dāng)前檔位，則V-ECU 30根據(jù)車速確定當(dāng)前檔位。例如，如果車速是至多3km/h的低速，則V-ECU 30確定當(dāng)前檔位是P檔，而如果車速是高于3km/h的中高速，則V-ECU 30確定當(dāng)前檔位是非P檔。不存儲(chǔ)當(dāng)前檔位并且車速為中高速下的狀態(tài)對(duì)應(yīng)在車輛行駛中電源即刻切斷且丟失當(dāng)前檔位數(shù)據(jù)時(shí)的狀態(tài)。在大多數(shù)情況下，當(dāng)換檔控制系統(tǒng)10開始工作時(shí)確定車速是低速，因此確定當(dāng)前檔位是P檔。
在下一步驟中，確定是否存儲(chǔ)器208保存了Z相信號(hào)(S12)的故障記錄。如果沒有顯示Z相信號(hào)異常的記錄(S12中的否)，則第一相匹配裝置210進(jìn)行第一初始驅(qū)動(dòng)控制(S14)。如果有顯示Z相信號(hào)異常的記錄(S12中的是)，則第二相匹配裝置212進(jìn)行第二初始驅(qū)動(dòng)控制(S18)。由于與第二初始驅(qū)動(dòng)控制相比，第一初始驅(qū)動(dòng)控制占用了較少時(shí)段，因此，除非發(fā)生Z相信號(hào)的異常，否則優(yōu)先進(jìn)行第一初始驅(qū)動(dòng)控制。因此縮短了由換檔控制系統(tǒng)10開始至車輛能夠行駛所要花費(fèi)的時(shí)間。
在通過第一相匹配裝置210的第一初始驅(qū)動(dòng)控制下，如果沒有檢測(cè)到編碼器46的A相、B相或Z相信號(hào)異常或其旋轉(zhuǎn)故障(S16中的否)，則完成初始驅(qū)動(dòng)控制(S26)而進(jìn)行到下一控制。如果在第一初始驅(qū)動(dòng)控制下檢測(cè)到異常(S16中的是)，則隨后進(jìn)行第二初始驅(qū)動(dòng)控制(S18)。
在通過第二相匹配裝置212的第二初始驅(qū)動(dòng)控制下(S18)，如果未檢測(cè)到異常(S20中的否)，則完成初始驅(qū)動(dòng)控制(S26)而進(jìn)行到隨后的控制。如果在第二初始驅(qū)動(dòng)控制下檢測(cè)到異常(S20中的是)，則確認(rèn)在編碼器46中發(fā)生了異常(S22)，如果必要?jiǎng)t通過顯示器50向駕駛員發(fā)出警報(bào)。這里，如果檢測(cè)到的異常是編碼器46的Z相信號(hào)的異常(在S24中的是)，則完成初始驅(qū)動(dòng)控制(S26)而進(jìn)行到后續(xù)的控制，原因在于通常能利用編碼器46的A相信號(hào)和B相信號(hào)實(shí)現(xiàn)后續(xù)的控制。如果檢測(cè)到的異常不是編碼器46的Z相信號(hào)的異常(S24中的否)，則由于編碼器46的A相信號(hào)或B相信號(hào)發(fā)生異常，或發(fā)生編碼器46旋轉(zhuǎn)故障，則通常不能實(shí)現(xiàn)后續(xù)的控制。該過程因此進(jìn)行到對(duì)故障發(fā)生進(jìn)行尋址(查找)的任何控制。
根據(jù)本實(shí)施例的換檔控制方法，即使檢測(cè)到一次異常，也可以另外的方式再次進(jìn)行初始驅(qū)動(dòng)控制。因此，可以減少錯(cuò)誤檢測(cè)異常而因此結(jié)束處理的任何可能性。此外，當(dāng)發(fā)現(xiàn)異常檢測(cè)記錄時(shí)，跳過第一初始驅(qū)動(dòng)控制并進(jìn)行第二初始驅(qū)動(dòng)控制，使得能夠消除任何不必要的處理，從而縮短時(shí)間。
以上結(jié)合實(shí)施例對(duì)本發(fā)明進(jìn)行了描述。本領(lǐng)域普通技術(shù)人員會(huì)理解實(shí)施例是以示例方式給出的，可以對(duì)其組件的組合以及方法步驟的組合作出各種修改，使本實(shí)施例可作為旋轉(zhuǎn)編碼器實(shí)施應(yīng)用于各種類型的編碼器，如磁編碼器和光編碼器，而且這樣的修改落在本發(fā)明的范圍內(nèi)。
根據(jù)本實(shí)施例，換檔控制機(jī)構(gòu)在P檔和非P檔之間轉(zhuǎn)換檔位。另外，本實(shí)施例的變形可允許換檔控制機(jī)構(gòu)在P、R、N、D和B檔之間轉(zhuǎn)換檔位。在這種情況下，可以根據(jù)可檔位在止動(dòng)板100的頂部設(shè)置凹槽。
根據(jù)上述的本發(fā)明，可以提供適當(dāng)控制轉(zhuǎn)向體的技術(shù)。
盡管上面詳細(xì)描述和圖解說明了本發(fā)明，但是要明白，這只是以視圖和實(shí)例的方式對(duì)本發(fā)明進(jìn)行的描述，而不是為了對(duì)本發(fā)明進(jìn)行限制，本發(fā)明的精神和范圍僅由附加的各項(xiàng)權(quán)利要求限定。
權(quán)利要求
1.一種旋轉(zhuǎn)體控制裝置(40)，包括Z相檢測(cè)式的第一相匹配裝置(210)，它接連激勵(lì)旋轉(zhuǎn)體的多個(gè)相中的每個(gè)相，通過多個(gè)相的激勵(lì)和合成勵(lì)磁驅(qū)動(dòng)旋轉(zhuǎn)體，用以在檢測(cè)所述旋轉(zhuǎn)體旋轉(zhuǎn)角的編碼器(46)的Z相輸出呈ON時(shí)，獲得由所述編碼器(46)輸出信號(hào)計(jì)算的計(jì)數(shù)值和被激勵(lì)相之間的對(duì)應(yīng)性；以及Z相非檢測(cè)式的第二相匹配裝置(212)，它在由所述第一相匹配裝置(210)的控制下檢測(cè)到編碼器輸出中的異常時(shí)，接連激勵(lì)每個(gè)所述相一段其中所述旋轉(zhuǎn)體能夠跟隨被激勵(lì)相的變化的時(shí)間，用以在完成最后激勵(lì)時(shí)獲得由所述編碼器(46)輸出信號(hào)計(jì)算的計(jì)數(shù)值和被激勵(lì)相之間的對(duì)應(yīng)性。
2.如權(quán)利要求1所述的旋轉(zhuǎn)體控制裝置(40)，其特征在于還包括異常檢測(cè)器，如果當(dāng)所述旋轉(zhuǎn)體旋轉(zhuǎn)時(shí)由檢測(cè)所述旋轉(zhuǎn)體的旋轉(zhuǎn)角的所述編碼器(46)的輸出信號(hào)計(jì)算的計(jì)數(shù)值的變化量小于一預(yù)定閾值，則所述異常檢測(cè)器確定在所述旋轉(zhuǎn)體或所述編碼器(46)中發(fā)生異常。
3.如權(quán)利要求2所述的旋轉(zhuǎn)體控制裝置(40)，其特征在于，所述變化量是所述旋轉(zhuǎn)體開始旋轉(zhuǎn)時(shí)的計(jì)數(shù)值和所述旋轉(zhuǎn)體停止旋轉(zhuǎn)時(shí)的計(jì)數(shù)值之差。
4.如權(quán)利要求2所述的旋轉(zhuǎn)體控制裝置(40)，其特征在于，所述變化量是所述旋轉(zhuǎn)體旋轉(zhuǎn)時(shí)的計(jì)數(shù)值的最大值和最小值之差。
5.如權(quán)利要求1所述的旋轉(zhuǎn)體控制裝置(40)，其特征在于，所述第一相匹配裝置(210)和所述第二相匹配裝置(212)包括異常檢測(cè)器，如果當(dāng)所述旋轉(zhuǎn)體旋轉(zhuǎn)時(shí)所述計(jì)數(shù)值的變化量小于一預(yù)定閾值，則所述異常檢測(cè)器確定在所述旋轉(zhuǎn)體或所述編碼器(46)中發(fā)生異常。
6.如權(quán)利要求5所述的旋轉(zhuǎn)體控制裝置(40)，其特征在于，所述變化量是所述旋轉(zhuǎn)體開始旋轉(zhuǎn)時(shí)的計(jì)數(shù)值和所述旋轉(zhuǎn)體停止旋轉(zhuǎn)時(shí)的計(jì)數(shù)值之差。
7.如權(quán)利要求5所述的旋轉(zhuǎn)體控制裝置(40)，其特征在于，所述變化量是所述旋轉(zhuǎn)體旋轉(zhuǎn)時(shí)的計(jì)數(shù)值的最大值和最小值之差。
全文摘要
一種旋轉(zhuǎn)體控制裝置，用于控制驅(qū)動(dòng)換檔控制機(jī)構(gòu)的致動(dòng)器的P－ECU。編碼器信號(hào)采集器(200)采集由檢測(cè)致動(dòng)器的旋轉(zhuǎn)角的編碼器輸出的信號(hào)。計(jì)數(shù)器(202)由編碼器的輸出信號(hào)計(jì)算計(jì)數(shù)值。激勵(lì)控制器(206)控制向致動(dòng)器激勵(lì)。第一相匹配裝置(210)使用編碼器的Z相信號(hào)以使計(jì)數(shù)值與被激勵(lì)的相匹配，從而發(fā)現(xiàn)其間的對(duì)應(yīng)性，第二相匹配裝置(212)使計(jì)、數(shù)值與激勵(lì)相匹配以發(fā)現(xiàn)其間的對(duì)應(yīng)性而不利用編碼器的Z相信號(hào)。如果第一相匹配裝置(210)檢測(cè)到編碼器的異常性，則第二相匹配裝置(212)隨后進(jìn)行相匹配。
文檔編號(hào)G01D5/244GK1536248SQ20041003097
公開日2004年10月13日 申請(qǐng)日期2004年4月1日 優(yōu)先權(quán)日2003年4月4日
發(fā)明者雨宮純子, 尾關(guān)龍?jiān)? 神尾茂, 中井康裕, 河口一夫, 清水泰生, 哉, 夫, 生, 裕 申請(qǐng)人:豐田自動(dòng)車株式會(huì)社