致动器控制装置和致动器控制方法与流程

1.本公开涉及一种控制致动器驱动的致动器控制装置以及一种致动器控 制方法。


背景技术：

2.传统上，已知一种致动器控制装置，其对致动器进行反馈控制，以使 得由致动器驱动的旋转部分(即，齿轮或控制对象)的旋转角与目标旋转 角匹配。在下面的描述中，旋转角简称为“角”。另外，角度简称为“度”。
3.专利文献1中描述的传感器检测旋转部分的角度，其包括与旋转部分 一起旋转的磁体和设置在磁体外部的霍尔ic。该传感器被配置为通过将从 旋转轴方向观察的磁体的形状设计为椭圆形，使得霍尔元件根据旋转部分 的角的输出波形接近线性形状(即，理想波形)。
4.然而，即使利用专利文献1中描述的传感器，当旋转部分旋转360度 以上时，在磁通量通过霍尔ic的磁敏表面的方向相反的位置，传感器的输 出值也可能具有不提供连续性的范围。传感器的输出值不具有连续性的范 围，换言之，是响应于旋转部分的角变化而使传感器输出值的变化量反转 的范围，以及理想波形中线性中断的范围。在本说明书中，将传感器的输 出值不具有连续性的角度范围的中心称为“基准位置”。专利文献1的配 置中，当旋转部分的角跨过180度至
‑
180度之间时，传感器的输出值不具 有连续性。
5.通常，不限于专利文献1中描述的传感器，检测旋转部分的角度的传 感器具有输出值不具有连续性的基准位置。此外，通常，在致动器的反馈 控制中，通过等式“目标相对角”＝“目标角
”‑“
旋转部分的当前角”来 计算用于使旋转部分从旋转起始角旋转至目标角的角度(以下称为“目标 相对角”)。因此，在用于使旋转部分旋转360度以上的反馈控制中，当传 感器的输出值经过基准位置时，可能无法正确地计算出目标相对角，并且 致动器可能会在与所需操作相反的方向上操作。例如，在使用基准位置为0 度(即360度)的传感器的情况下，当旋转部分为390度时，根据传感器 的输出值将角检测为30度。因此，例如，当计算用于使旋转部分从350度 旋转到390度的目标相对角时，应通过等式“目标相对角＝390
‑
350＝40”来 进行正确的计算，但是该计算可能由等式“目标相对角＝30
‑
350＝
‑
320”而 错误地执行。在这种情况下，即使原始要求是使致动器顺时针旋转40度， 致动器也会与原始要求相反地逆时针旋转320度。
6.[专利文献1]jp 2008
‑
139108
‑
a。


技术实现要素：

[0007]
鉴于以上几点，本公开的目的是提供一种能够准确地驱动致动器的致 动器控制装置和致动器控制方法。
[0008]
为了实现上述目的，致动器控制装置根据由致动器(2)旋转360度以 上的旋转部分(3至6)的角度来控制致动器的驱动。该致动器控制装置计 算使旋转部分从旋转起始角旋转到目标角的目标相对角(在s10)。然后， 对输出与旋转部分的角度相对应的输出信号
的传感器(7)的输出值进行信 号处理，以检测传感器检测角作为旋转部分的绝对角度(在s20和s30)。 从传感器检测角的变化量来在预定计算周期计算旋转部分的角速度(在 s40)。然后，当角速度大于或等于第一阈值(设置为小于360度/秒且大于 0度/秒的预定值)时，或者当角速度小于或等于第二阈值(设置为小于0 度/秒且大于
‑
360度/秒的预定值)时，执行校正以使角速度接近于正常角 速度(在s50和s60至s64)。然后，通过将在预定计算周期中计算出的角 速度和校正后的角速度进行积分，来计算旋转部分从旋转起始角旋转到的 实际相对角(在s90)，并且致动器的驱动根据目标相对角与实际相对角之 间的偏差进行反馈控制(在s100，s110)。
[0009]
结果，当传感器的输出值越过具有不连续性的角度范围的中心(以下 称为“基准位置”)时，执行校正以使角速度更接近正常角速度。然后，通 过将校正后的角速度用于在预定计算周期中计算出的角速度进行积分，即 使当传感器的输出值经过基准位置时，也可以连续且准确地计算出实际相 对角。因此，该致动器控制装置能够准确地进行致动器的反馈控制。
[0010]
提供了一种致动器控制方法，用于根据由致动器(2)旋转360度以上 的旋转部分(3至6)的角度来控制致动器的驱动。该致动器控制方法包括 以下过程。即，计算出用于使旋转部分从旋转起始角旋转到目标角的目标 相对角(在s10)。然后，对输出与旋转部分的角度相对应的输出信号的传 感器(7)的输出值进行信号处理，以检测传感器检测角作为旋转部分的绝 对角(在s20和s30)。从传感器检测角的变化量在预定计算周期计算旋转 部分的角速度(在s40)。然后，当角速度大于或等于第一阈值(其设置为 小于360度/秒且大于0度/秒的预定值)时，或者当角速度小于或等于第 二阈值(其设置为小于0且大于
‑
360度/秒的预定值)时，执行校正以使角 速度接近于正常角速度(在s50和s60至s64)。然后，通过将在预定计算 周期中计算出的角速度和校正后的角速度进行积分，计算旋转部分从旋转 起始角旋转到的实际相对角(在s90)，并且根据目标相对角与实际相对角 之间的偏差控制致动器的驱动(在s100，s110)。
[0011]
结果，致动器控制方法也具有与上述致动器控制装置相同的效果。
[0012]
附于部件等的括号中的附图标记表示将在下面描述的实施例中描述的 部件等与特定部件等之间的对应关系的示例。
附图说明
[0013]
根据以下参照附图进行的详细描述，本发明的以上和其他目的、特征 和优点将变得更加明显。在附图中：
[0014]
图1是包括根据第一实施例的致动器控制装置的系统构造图。
[0015]
图2是从图1的ii方向观察的传感器的示意图。
[0016]
图3是示出传感器的输出特性的图。
[0017]
图4是示出旋转部分的角度与传感器的输出值之间的关系的图。
[0018]
图5是由致动器控制装置执行的反馈控制的说明图。
[0019]
图6是根据第一实施例的致动器控制方法的流程图。
[0020]
图7a是示出旋转部分的实际角和传感器检测角的时序图。
[0021]
图7b是示出根据传感器检测角计算出的旋转部分的角速度的时序图。
[0022]
图7c是示出校正后的角速度的时序图。
[0023]
图7d是示出旋转部分的实际相对角和目标相对角的时序图。
[0024]
图8a是示出第一实施例的一个示例中的旋转部分的实际相对角和目标 相对角的时序图。
[0025]
图8b是示出第一实施例的一个示例中的目标角的变化时间的时序图。
[0026]
图8c是示出第一实施例的一个示例中的目标相对角与实际相对角之间 的偏差的时序图。
[0027]
图9是用于说明第一实施例的一个示例中的目标角变化前后的旋转部 分的操作的说明图。
[0028]
图10a是示出比较例的旋转部分的实际相对角和目标相对角的时序图。
[0029]
图10b是示出比较例中的目标角的变化时间的时序图。
[0030]
图10c是示出比较例的目标相对角与实际相对角之间的偏差的时序图。
[0031]
图11是用于说明比较例中的目标角变化前后的旋转部分的操作的说明 图。
[0032]
图12是根据第二实施例的致动器控制方法的流程图。
[0033]
图13是根据第三实施例的致动器控制方法的流程图。
[0034]
图14是用于说明基准位置校正范围和噪声判定范围的说明图。
[0035]
图15a是示出旋转部分的实际角和传感器检测角的时序图。
[0036]
图15b是示出根据传感器检测角计算出的旋转部分的角速度的时序图。
[0037]
图15c是示出校正后的角速度的时序图。
[0038]
图15d是示出旋转部分的实际相对角和目标相对角的时序图。
[0039]
图15e是示出基准位置校正范围标记的操作的时序图。和
[0040]
图16是包括根据第四实施例的致动器控制装置的系统构造图。
具体实施方式
[0041]
在下文中，将参考附图描述本公开的多个实施例。在以下实施例中， 相同或等同的部件由彼此相同的附图标记表示，并且对相同的附图标记进 行说明。
[0042]
(第一实施例)
[0043]
将参考附图描述第一实施例。如图1所示，本实施例的致动器控制装 置1根据因致动器2的扭矩而旋转的旋转部分的角度对致动器2进行反馈 控制。在以下的说明中，将致动器控制装置1称为ecu 1(ecu是电子控制 单元的缩写)。
[0044]
图1中所示的致动器2例如是电机。致动器2的扭矩从与致动器2的 轴相连接的电机齿轮3按照中间齿轮4和输出齿轮5的顺序传递。结果， 连接到输出齿轮5的控制对象6旋转。在图1中，为了便于观察，分开描 述了三个齿轮3、4和5，但是实际上，三个齿轮3、4和5彼此啮合。用于 将扭矩从致动器2传递至控制对象6的齿轮的数量不限于三个，而可以任 意设置。通过驱动致动器2，控制对象6旋转360度以上。作为这样的控制 对象6，例如，存在在车辆传动系统中使用的换挡鼓。控制对象6不限于此， 并且可以应用旋转360度以上的各种物体。
[0045]
在本实施例中，输出齿轮5和控制对象6的角度由传感器7检测。在 本实施例中，输出齿轮5和控制对象6对应于“旋转部分”的示例。如在 该实施例中稍后将描述的，电机齿轮
3或中间齿轮4可以对应于“旋转部 分”的示例。
[0046]
图2示出了传感器7的构造示例。如图2所示，传感器7具有与输出 齿轮5一起旋转的磁场形成单元8和设置在磁场形成单元8内部的磁场检 测器9。磁场形成单元8包括：第一磁体81和第二磁体81，二者布置在彼 此面对的位置，旋转中心介于它们之间；以及连接第一磁体81和第二磁体 82的第一轭83和第二轭84。第一轭83连接第一磁体81的n极和第二磁 体82的n极。第二磁轭84连接第一磁体81的s极和第二磁体82的s极。 另一方面，磁场检测器9具有两个霍尔ic(未示出)，并且固定到壳体盖(未 示出)等。两个霍尔ic分别均检测由磁场形成单元8形成的闭合磁路中的 正交磁通密度的幅值。换句话说，设置两个霍尔ic，使得一个霍尔ic的磁 敏表面和另一个霍尔ic的磁敏表面彼此正交。从两个霍尔ic输出的输出 信号(以下称为传感器7的输出值)被输入到ecu 1。
[0047]
在图3中，一个霍尔ic的输出由实线a表示，另一霍尔ic的输出由 实线b表示。ecu 1将一个霍尔ic的输出转换为正弦分量，将另一个霍尔 ic的输出转换为余弦分量，以通过反正切计算进行角度转换。结果，传感 器7的输出值从旋转部分的角度的0度线性地变化到360度。此外，通过 在该传感器7中使用两个霍尔ic，原则上可以通过分割来消除磁体的温度 特性。
[0048]
如图4所示，当旋转部分的角度从0度改变为360度时，传感器7的 输出值从最小值(例如0.5v)基本线性地改变为最大值(例如4.5v)。然 后，每次旋转部分旋转360度(即360度，720度，1080度等)，它就会返 回最小值。也就是说，传感器7的输出值具有的角度范围在每次旋转部分 的角增加360度时不具有连续性(换言之，传感器输出值根据旋转部分的 角度变化的变化量被反转，并且存在线性中断的范围)。在本说明书中，将 传感器7的输出值具有不连续性的角度范围的中心称为“基准位置”。
[0049]
ecu 1对致动器2进行反馈控制，以使得由传感器输出检测到的旋转部 分的实际相对角与目标相对角匹配。图5是用于说明作为由ecu 1执行的 反馈控制的示例的pi控制的说明图。
[0050]
如图5所示，来自传感器7(其检测由致动器2旋转的旋转部分的角度) 的输出信号被输入到ecu 1。ecu 1基于传感器7的输出值计算旋转部分的 实际相对角。此外，ecu 1计算旋转部分的目标相对角。稍后将描述实际相 对角和目标相对角的计算方法。
[0051]
ecu 1通过减法器11计算旋转部分的实际相对角与目标相对角之间的 角度偏差。然后，比例控制器12根据角度偏差来计算p项。此外，积分器 13计算积分角度偏差，并且积分器控制器14计算i项。然后，通过加法器 15将p项和i项相加，计算供应给致动器2的电流占空比，并且驱动和控 制致动器2。
[0052]
随后，将参照图6的流程图、图7a至图7d的时序图、图8a至图8c 的时序图、图9的说明图来描述由本实施例的ecu 1执行的致动器控制方 法。
[0053]
在致动器控制方法的说明中参考的图7a至7d示出了致动器2的控制 示例。在图7a至7d中，在时间t0，旋转部分开始从旋转起始角0度向第 一目标角500度旋转，并且在时间t2，旋转部分达到第一目标角500度。 然后，在时间t2将目标角改变为0度，旋转部分再次开始旋转，并且在时 间t4旋转部分达到改变后的目标角0度。
[0054]
在图6所示的流程图中，首先，在步骤s10中，ecu 1计算目标相对角。 目标相对角是用于使旋转部分从旋转起始角旋转到目标角的角度。计算目 标相对角作为目标角改变
之前的目标角与目标角改变之后的目标角之间的 偏差。通过等式“目标相对角”＝“改变后的目标角
”‑“
改变前的目标角
”ꢀ
来计算。目标角是相对于旋转部分的作为基准位置的预定位置的绝对角， 并且可以被设置为超过360度的值。
[0055]
在图7d的时序图中，目标相对角由虚线示出。在时间t0，目标角设置 为500度。在此，将时间t0之前的目标角设定为0度。因此，如图7d中 的虚线所示，目标相对角在时间t0被设置为500度。通过等式“改变后的 目标角500度
”‑“
改变前的目标角0度”＝“目标相对角500度”来计 算。
[0056]
此外，目标角在时间t2变为0度。因此，在时间t2，目标相对角被设 置为
‑
500度。通过等式“改变后的目标角0度
”‑“
改变前的目标角500度
”ꢀ
＝“目标相对角
‑
500度”来计算。
[0057]
接下来，在图6的步骤s20中，ecu 1检测来自传感器7的输出值[v]， 该传感器根据旋转部分的角度输出电压信号。如参考图4所述的，当旋转 部分的角度从0度变为360度时，传感器7的输出值从最小值基本线性地 变化到最大值。然后，每次旋转部分从0旋转到360度，它就会返回最小 值。
[0058]
随后，在图6的步骤s30中，ecu 1通过对来自传感器7的输出值进行 包括ad转换的信号处理来检测传感器检测角θ[度]。传感器检测角是通过 对传感器7的输出值进行信号处理而检测到的旋转部分的绝对角，并且每 个预定计算周期(例如，每几毫秒)就进行检测。
[0059]
在图7a的时序图中，旋转部分的实际角由虚线示出，并且传感器检测 角由实线示出。随着旋转部分旋转，旋转部分的实际角从时间t0到时间t2 从0度变为500度。此外，从时间t2到时间t4，它从500度变为0度。
[0060]
另一方面，由于通过对传感器7的输出值进行信号处理来检测传感器 检测角，因此，每次传感器7的输出值经过基准位置，传感器7的输出值 就变为0度。因此，在传感器7的输出值通过基准位置的时间t1，传感器 检测角从360度变化到0度。此外，在传感器7的输出值经过基准位置的 时间t3，传感器检测角从0度改变为360度。
[0061]
接下来，在图6的步骤s40中，ecu 1通过对传感器检测角的变化量进 行时间微分(即，dθ/dt)来计算旋转部分的角速度[度/秒]。具体地，ecu 1可以通过从预定的传感器检测角θ中减去在一个计算周期之前检测到的 传感器检测角(即，θ先前值)来检测旋转部分的角速度。通过dθ/dt＝
ꢀ“
θ
”‑“
θ先前值”的等式来计算。类似于传感器检测角，也可以在每个 预定的计算周期(例如，几毫秒)计算角速度。
[0062]
图7b的时序图示出了通过对传感器检测角的变化量进行时间微分而计 算出的旋转部分的角速度。在图7b中，在时间t1，角速度急剧减小。此外， 甚至在时间t3，角速度迅速增加。这是因为，如图7a所示，作为计算角速 度基础的传感器检测角在时间t1和时间t3之间显著变化。
[0063]
接下来，在图6的步骤s50中，ecu 1确定角速度是否等于或大于第一 阈值或者角速度是否等于或小于第二阈值。第一阈值被设置为大于0且小 于360[度/秒]的预定值。另一方面，第二阈值被设置为小于0且大于
‑
360 [度/秒]的预定值。取决于致动器2的输出、齿轮比等，将第一阈值和第二 阈值设置在不在实际范围内的角速度的范围内。在图7b中，第一阈值设置 为例如70度/秒，第二阈值设置为例如
‑
70度/秒。
[0064]
在图6的步骤s50的确定中，当角速度等于或大于第一阈值时或当角 速度等于或
小于第二阈值时(即，当在步骤s50中做出肯定确定时)，处理 进行到步骤s60。
[0065]
在步骤s60中，ecu 1校正角速度，使得其接近正常角速度。在第一实 施例中，作为使角速度接近正常角速度的校正，当角速度等于或大于第一 阈值时，通过减去360[度/秒]来对等于或大于第一阈值的角速度进行校正。 结果，可以使等于或大于第一阈值的角速度更接近正常角速度。
[0066]
另一方面，当角速度等于或小于第二阈值时，通过增加360[度/秒] 来对等于或小于第二阈值的角速度进行校正。结果，可以使等于或小于第 二阈值的角速度更接近正常角速度。
[0067]
另一方面，在步骤s50的确定中，当角速度小于第一阈值时或当角速 度大于第二阈值时(即，当在步骤s50中做出否定确定时)，角速度被处理 为正常角速度。
[0068]
图7c的时序图示出了校正后的角速度。校正后的角速度从时间t0到 时间t2显示基本恒定值例如10度/秒，并且从时间t2到时间t4显示基本 恒定值例如
‑
10度/秒。
[0069]
在图6的步骤s50为否定确定的情况下，在执行了步骤s60的校正处 理之后，处理进行到步骤s70。
[0070]
在步骤s70中，ecu 1确定在旋转部分朝目标相对角旋转时目标角是否 已经改变。当在步骤s70的确定中目标角已经改变时(即，在步骤s70中 为肯定确定的情况下)，处理进行到步骤s80。稍后将描述步骤s80的处理。
[0071]
另一方面，当在步骤s70的确定中目标角没有改变时(即，在步骤s70 中为否定确定的情况下)，处理进行到步骤s90。
[0072]
在步骤s90中，ecu 1计算实际相对角。实际相对角是旋转部分相对于 旋转起始角旋转的角。实际相对角是通过对角速度进行积分来计算的。具 体地，ecu 1通过将每个预定计算周期(例如，几毫秒)计算出的角速度与 校正后的角速度进行积分来计算实际相对角。
[0073]
随后，在步骤s100中，ecu 1计算旋转部分的实际相对角与目标相对 角之间的偏差。然后，在步骤s110中，ecu 1计算致动器2的操作量并且 对致动器2的驱动进行反馈控制。步骤s100和s110的处理对应于参考图5 描述的反馈控制的示例。
[0074]
在图7d的时序图中，旋转部分的实际相对角由实线表示，目标相对角 由虚线表示。旋转部分的实际相对角从时间t0到时间t2从0度逐渐增加， 并且在时间t2与初始目标相对角500度一致。然后，在时间t2，目标相对 角改变为
‑
500度。如果在实际相对角和目标相对角匹配之后改变目标角， 则将实际相对角重置为0度。旋转部分的实际相对角从时间t2到时间t4 从0度逐渐减小，并且在时间t4与改变后的目标相对角
‑
500度一致。
[0075]
接下来，将描述上述图6的步骤s80的处理。
[0076]
当在旋转部分朝向目标相对角旋转的同时目标角改变时(即，当在步 骤s70中做出肯定确定时)，ecu 1将实际相对角重置为(0
‑
a)。
[0077]
在此，a是通过等式“改变前的目标相对角
”‑“
目标角改变时的实际 相对角”计算出的角度偏差。
[0078]
通过等式“重置后的实际相对角”＝0
‑
(“改变前的目标相对 角
”‑“
目标角改变时的实际相对角”)来计算。当展开该公式时，获得等 式“重置后的实际相对角”＝“目标角改变时的实际相对角
”‑“
改变前 的目标相对角”。因此，当在旋转部分朝目标相对角旋转的同时目标角改 变时，ecu 1将实际相对角重置为通过从“目标角改变时的实际相对角”减 去
“
改变前的目标相对角”而获得的值。将参照图8a至图8c和图9说明 原因。
[0079]
在图8a的时序图中，旋转部分的目标相对角由点划线表示，而实际相 对角由实线表示。在图8a中，假设时间t10之前的目标角为0度，在时间 t10处将目标角设定为45度，并且在时间t11处将目标角改变为100度。 因此，如图8a中的点划线所示，在时间t10将初始目标相对角设置为45
‑
0 ＝45度，并且在时间t11处将改变后的目标相对角设置为100
‑
45＝55 度。因此，目标相对角从时间t10到时间t11为45度，从时间t11到时间 t12为55度。
[0080]
在时间t10之后，旋转单元从旋转起始角0度旋转到初始目标相对角 45度，但是在旋转操作的中间，在时间t11处，目标角改变。因此，在时 间t11，旋转部分的实际相对角尚未达到第一目标相对角45度。在该时间t11，从“初始目标相对角45度”减去“目标角变化时的时间t11处的实 际相对角”而得到的角度偏差在图8a中用双箭头a表示。
[0081]
如上所述，当旋转部分朝着初始目标相对角45度旋转的同时目标角改 变时，ecu 1将实际相对角重置为(0
‑
a)。图8b的时序图示出了在时间t11 处目标角改变。因此，在图8a的时序图中，在时间t11处，旋转部分的实 际相对角被重置为
‑
a。然后，旋转部分的实际相对角从在时间t11处重置 的
‑
a逐渐增加到改变后的目标相对角55度，并在时间t12处达到改变后的 目标相对角55度。
[0082]
图8c的时序图示出了目标相对角与实际相对角之间的偏差(其由等式
ꢀ“
目标相对角
”‑“
实际相对角”计算)。在时间t10，偏差为45度。在时 间t11之后，偏差逐渐减小。然后，在目标角改变的时间t11，偏差从a改 变为(55 a)。之后，偏差逐渐减小，并且在时间t12处变为0。
[0083]
图9是示出旋转部分基于8a至8c描述的控制的实际操作的示意图。 图9中的箭头m1指示时间t10和时间t11之间的旋转部分的旋转量，并且 箭头m2指示时间t11和时间t12之间的旋转部分的旋转量。如箭头m1所 示，在时间t11，旋转部分尚未达到初始目标角45度。因此，ecu 1在时 间t11执行将实际相对角重置为(0
‑
a)的处理。然后，在时间t11之后， ecu 1对旋转部分进行反馈控制，以使得旋转部分旋转一个角度，该角度通 过将剩余偏差a与改变后的目标相对角相结合而获得。因此，如箭头m2所 示，旋转部分可以达到改变后的目标角。以此方式，当在旋转部分朝目标 相对角旋转的同时目标角改变时，ecu 1将实际相对角重置为(0
‑
a)。因 此，可以通过反馈控制来吸收目标角改变时的偏差a，并且旋转部分可以达 到目标角。
[0084]
为了与上述第一实施例的ecu 1执行的控制处理进行比较，将描述比 较例的ecu执行的控制处理。
[0085]
图10a至图10c和图11是用于说明在旋转部分朝向目标相对角旋转的 同时目标角改变时由比较例的ecu执行的控制处理的图。
[0086]
比较例的ecu执行以下处理：当在旋转部分朝目标相对角旋转的同时 目标角改变时，将实际相对角重置为0。
[0087]
在图10a的时序图中，旋转部分的目标相对角由点划线表示，而实际 相对角由实线表示。在图10a中，假定时间t20之前的目标角为0度，在 时间t20处将目标角设定为45度，并且在时间t21处将目标角改变为100 度。因此，如图10a中的点划线所示，在时间t20将初始目标相对角设置 为45度，并且在时间t21将改变后的目标相对角设置为55度。因此，目 标相对角从时间t20到时间t21为45度，从时间t21到时间t22为55度。
[0088]
在时间t20之后，旋转单元从旋转起始角0度旋转到初始目标相对角 45度，但是在旋转操作中间的时间t21处目标角改变。如上所述，当旋转 部分朝着初始目标相对角45度旋转的同时目标角改变时，根据比较例的ecu 将实际相对角重置为0。图10b的时序图示出了目标角在时间t21改变。因 此，在图10a的时序图中，在时间t21处旋转部分的实际相对角被重置为0。 然后，旋转部分的实际相对角从在时间t21处重置的0朝向改变后的目标 相对角55度逐渐增加，并且在时间t22处达到改变后的目标相对角55度。
[0089]
图10c的时序图示出了目标相对角与实际相对角之间的偏差(通过等 式“目标相对角
”‑“
实际相对角”来计算)。在时间t20，偏差为45度。 在时间t21之后，偏差逐渐减小。然后，在目标角改变的时间t21，偏差从 a改变为55度。此后，偏差逐渐减小并且在时间t22变为0。
[0090]
图11是示出旋转部分基于参照10a至10c描述的控制的实际操作的示 意图。图11中的箭头m3指示时间t20和时间t21之间的旋转部分的旋转 量，并且箭头m4指示时间t21和时间t22之间的旋转部分的旋转量。如箭 头m3所示，在时间t21，旋转部分尚未达到初始目标角45度，并且保持偏 差。然而，由于比较例的ecu在时间t21执行将实际相对角重置为0的处 理，因此目标相对角与实际相对角之间的偏差为55度。因此，在时间t21 之后，由于反馈控制，目标相对角与实际相对角之间的偏差逐渐减小，并 且即使在时间t22处该偏差变为0，在旋转部分的实际角与改变后的目标角 100度之间也仍然保持在目标角改变时的偏差a。因此，如箭头m4所示， 旋转部分尚未达到改变后的目标角。以这种方式，在由比较例的ecu执行 的控制处理中，当在旋转部分朝向初始目标相对角旋转的同时目标角改变 时，旋转部分无法达到改变后的目标角。即，在比较例中，无法通过反馈 控制来吸收目标角改变时的偏差a。
[0091]
与上述比较例的ecu相比，第一实施例的ecu 1具有以下效果。
[0092]
(1)在第一实施例中，当在旋转部分朝着改变前的目标相对角旋转的 同时目标角改变时，ecu 1将“目标角改变时的实际相对角”减去“改变前 的目标相对角”获得的值设置为重置后的实际相对角。
[0093]
结果，当在旋转部分朝着改变前的目标相对角旋转的同时目标角改变 时，可以反馈控制致动器2以修改当目标角改变时的实际相对角与改变前 的目标相对角之间的偏差。
[0094]
(2)此外，在第一实施例中，ecu 1在预定的计算周期中根据传感器 检测角的变化量来计算旋转部分的角速度。然后，当角速度等于或大于第 一阈值时或当角速度等于或小于第二阈值时，执行校正以使角速度更接近 正常角速度。然后，通过对预定计算周期中计算出的角速度和校正后的角 速度进行积分，计算出旋转部分从旋转起始角旋转到的实际相对角，并且 根据目标相对角与实际相对角之间的偏差来反馈控制致动器2的驱动。
[0095]
结果，当传感器7的输出值经过基准位置时，ecu 1可以执行校正以使 角速度更接近正常角速度。然后，通过将校正后的角速度用于角速度的积 分，即使当传感器7的输出值经过基准位置时，ecu 1也可以连续且准确地 计算实际相对角。因此，ecu 1可以连续且准确地控制致动器2的反馈。
[0096]
(3)具体地，在第一实施例中，当角速度等于或大于第一阈值时，ecu 1进行校正，从等于或大于第一阈值的角速度中减去360度/秒。另一方面， 当角速度等于或小于第二阈值时，ecu 1进行校正，将等于或小于第二阈值 的角速度增加360度/秒。
[0097]
结果，当传感器7的输出值的基准位置在360度时，当传感器7的输 出值通过基准位置时，ecu 1可以校正角速度以接近正常角速度。
[0098]
(第二实施例)
[0099]
将描述第二实施例。第二实施例与第一实施例的不同之处在于，由ecu 1执行的致动器控制方法的一部分改变自第一实施例，其他部分与第一实施 例的那些相同。以下仅描述不同部分。
[0100]
图12的流程图示出了第二实施例中的致动器控制方法。如图12所示， 在第二实施例的控制方法中，步骤s61的处理与第一实施例中描述的处理 不同。另一方面，步骤s10至s50和步骤s70至s110的处理与第一实施例 的那些相同。
[0101]
在第二实施例的步骤s50的确定中，当角速度等于或大于第一阈值时 或当角速度等于或小于第二阈值时(即，当步骤s50做出肯定确定)时， 处理进行到步骤s61。
[0102]
在步骤s61中，ecu 1校正角速度以使其接近正常角速度。在第二实施 例中，作为用于使角速度更接近正常角速度的校正，当角速度等于或大于 第一阈值或小于第二阈值时，ecu 1执行以下校正，用于将角速度改变为在 一个或几个计算周期之前计算得出的角速度，其中，角速度小于第一阈值 或等于或大于第二阈值。在一个或几个计算周期之前计算出的角速度是角 速度处于基本恒定状态时的角速度。这可以使等于或大于第一阈值的角速 度或者等于或小于第二阈值的角速度更接近正常角速度。
[0103]
同样在上述第二实施例中，当传感器7的输出值经过基准位置时，ecu 1可以执行校正以使角速度更接近正常角速度。
[0104]
通过以这种方式校正角速度，ecu 1不仅可以在传感器7的输出值经过 基准位置时而且可以在噪声添加到传感器7的输出值时执行校正，使角速 度接近正常角速度。
[0105]
(第三实施例)
[0106]
将描述第三实施例。第三实施例与第一实施例的不同之处在于，由ecu 1执行的致动器控制方法的一部分改变自第一实施例，其他部分与第一实施 例的那些相同。以下仅描述不同部分。
[0107]
将参考图13的流程图、图14的说明图、图15a至15e的时序图来描 述根据第三实施例的致动器控制方法。
[0108]
如图13所示，在第三实施例的控制方法中，步骤s62至s64的处理与 第一实施例等不同。另一方面，步骤s10至s50和步骤s70至s110的处理 与第一实施例等相同。
[0109]
在第三实施例的步骤s50的确定中，当角速度等于或大于第一阈值时 或当角速度等于或小于第二阈值时(即，在步骤s50中做出肯定确定)时， 处理进行到步骤s62。
[0110]
在步骤s62中，ecu 1确定传感器检测角是否在预定角度范围内。预定 角度范围包括传感器输出值不具有连续性(即，在理想波形中线性中断) 的角度范围。预定角度范围也称为“基准位置校正范围”。然后，通过确 定基准位置校正范围标记是“1”还是“0”来执行步骤s62中的确定。当 基准位置校正范围标记为“1”时，传感器检测角在预定角度范围内。另一 方面，当基准位置校正范围标记为“0”时，传感器检测角不在预定角度范 围内。
[0111]
在图14的说明图中，阴影线被添加到用于步骤s62中确定的预定角度 范围(即，基准位置校正范围)。当使用基准位置为0度(即360度)的传 感器7时，基准位置校正范围被设定为例如基准位置
±
5度的范围。在这种 情况下，在旋转部分正向旋转时，传感器检测角为
355度以上且基准位置 校正范围标记为“1”，传感器检测角为5度以上且基准位置校正范围标记 为“0”。另一方面，当旋转部分反向旋转时，传感器检测角为5度以下且 基准位置校正范围标记为“1”，传感器检测角为355度以下且基准位置校 正范围标记为“0”。基准位置校正范围之外的范围被称为噪声确定范围。
[0112]
如果在图13的步骤s62中基准位置校正范围标记被确定为“1”(即， 传感器检测角在基准位置校正范围内)，则处理进行到步骤s63。在这种情 况下，由于传感器检测角在基准位置校正范围内，因此认为传感器7的输 出值通过基准位置。
[0113]
在步骤s63中，ecu 1执行与在第一实施例中描述的步骤s60相同的处 理。即，当角速度等于或大于第一阈值时，通过减去360[度/秒]来校正角 速度。结果，可以使等于或大于第一阈值的角速度更接近正常角速度。另 一方面，当角速度等于或小于第二阈值时，通过增加360[度/秒]来校正角 速度。结果，可以使等于或小于第二阈值的角速度更接近正常角速度。
[0114]
如果在图13的步骤s62中基准位置校正范围标记被确定为“0”(即， 传感器检测角不在基准位置校正范围内)，则处理进行到步骤s64。在这种 情况下，由于传感器检测角不在基准位置校正范围内，因此认为噪声被包 括在传感器7的输出值中。
[0115]
在步骤s64中，ecu 1执行与第二实施例中描述的步骤s61相同的处理。 即，当角速度等于或大于第一阈值或者等于或小于第二阈值时，执行校正 以代替在一个或几个计算周期之前计算的角速度，在此角速度小于第一阈 值或大于第二阈值。在一个或几个计算周期之前计算出的角速度是角速度 处于基本恒定状态时的角速度。这可以使等于或大于第一阈值或等于或小 于第二阈值的角速度更接近正常角速度。
[0116]
在图15a的时序图中，用虚线表示旋转部分的实际角，用实线表示传 感器检测角。另外，基准位置(即360度)由点划线表示。随着旋转部分 旋转，旋转部分的实际角从时间t30连续增加到时间t39。
[0117]
另一方面，传感器检测角在时间t34附近急剧变化。时间t34周围的 变化是由于添加到传感器输出的噪声引起的。此外，当传感器7的输出值 经过基准位置(即360度)时，在时间t37附近，传感器检测角从360度 变为0度。
[0118]
图15b的时序图示出了通过对传感器检测角的变化量进行时间微分而 计算出的旋转部分的角速度。在图15b中，角速度在时间t34附近迅速地 增加和减小，角速度的最大值等于或大于第一阈值，并且角速度的最小值 等于或小于第二阈值。此外，在时间t37附近，角速度急剧减小，并且角 速度的最小值等于或小于第二阈值。
[0119]
在步骤s63或步骤s64中描述的校正是对图15b所示的角速度的一部 分执行的。如图15e所示，基准位置校正范围标记在时间t34附近为“0”。 因此，对图15b中的时间t34附近的角速度进行步骤s64中描述的校正。 即，ecu 1进行校正，其中将第一阈值以上或第二阈值以下的角速度替换为 在一个或几个计算周期前计算得到的角速度，其中，角速度小于第一阈值 或大于第二阈值。
[0120]
此外，如图15e所示，基准位置校正范围标记在时间t37附近为“1”。 因此，对图15b中的时间t37附近的角速度进行步骤s63中描述的校正。 即，ecu 1通过增加360[度/秒]来校正等于或小于第二阈值的角速度。
[0121]
图15c的时序图示出了校正后的角速度。校正后的角速度从时间t30 到时间t39显
示出基本恒定的值，例如为10[度/秒]。
[0122]
在图15d的时序图中，旋转部分的实际相对角由实线表示，目标相对 角由虚线表示。旋转部分的实际相对角从时间t30到时间t39从0度逐渐 增加，并且在时间t39处与目标相对角500度一致。
[0123]
在上述第三实施例中，当传感器输出值具有在传感器输出值不具有连 续性的预定角度范围内并且角速度等于或大于第一阈值的传感器检测角时， ecu 1通过对等于或大于第一阈值的角速度减去360度来执行校正。另一方 面，当传感器输出值具有在传感器输出值不具有连续性的预定角度范围内 且角速度等于或小于第二阈值的传感器检测角时，ecu 1通过对等于或小于 第二阈值的角速度增加360度来执行校正。
[0124]
结果，当传感器7的输出值的基准位置在360度时，当传感器7的输 出值通过基准位置时，ecu 1可以校正角速度以接近正常角速度。
[0125]
另一方面，当传感器输出值具有在传感器输出值不具有连续性的预定 角度范围之外的传感器检测角并且角速度等于或大于第一阈值或者等于或 小于第二阈值时，ecu 1执行校正，以将角速度替换为在一个或几个计算周 期之前计算出的角速度，其中，速度小于第一阈值或大于第二阈值。
[0126]
结果，当传感器7的输出值包含噪声时，可以校正此时的角速度以接 近正常角速度。
[0127]
(第四实施例)
[0128]
将描述第四实施例。在第四实施例中，相对于第一实施例，具有ecu 1 的一部分结构发生改变，其他部分与第一实施例相似，因此将仅描述与第 一实施例的不同之处。
[0129]
如图16所示，在第四实施例中，传感器7检测中间齿轮4的角度。在 第四实施例中，中间齿轮4对应于“旋转部分”的示例。中间齿轮4也旋 转360度以上。ecu 1可以根据中间齿轮4的角度来控制致动器2的驱动。
[0130]
当将该系统应用于例如车辆传动系统的换挡鼓的驱动控制时，由于车 辆安装的限制，可能难以将传感器7布置在输出齿轮5中。即使在这种情 况下，在第四实施例中，也可以通过将传感器7布置在中间齿轮4中来减 轻安装限制。
[0131]
当传感器7布置在中间齿轮4中时，与将传感器7布置在输出齿轮5 中的情况相比，当以相同角度操作控制对象时，传感器检测角与齿轮的减 速比成比例地变大。因此，由于分辨率增加，可以更准确地执行致动器2 的反馈控制。
[0132]
(其他实施例)
[0133]
(1)在上述各实施例中，将车辆传动系统所使用的换挡鼓作为控制对 象6，但控制对象6不限于此，可以应用于旋转360度以上的各种对象。
[0134]
(2)在上述各实施例中，传感器7包括具有两个磁体和两个轭的磁场 形成单元8，以及设置在所述磁场形成单元8内部的磁场检测单元9。然而， 不限于此。作为传感器7，可以采用包括专利文献1所述的具有各种结构的 任意传感器7，只要能够检测出旋转部分的角度即可。
[0135]
(3)在上述各实施例中，传感器7检测输出齿轮5或中间齿轮4的角 度，但不限于此，传感器7可以检测例如电机齿轮3的角度。在这种情况 下，电机齿轮3相当于“旋转部分”的一个例子。
[0136]
(4)在上述各实施例中，已经描述了pi控制作为由ecu 1执行的反 馈控制的示例，但是反馈控制不限于此，并且可以采用诸如pid控制或p 控制的各种方法。。
[0137]
本公开不限于上述实施例，并且可以适当地修改。上述实施例不是彼 此独立的，并且可以适当地组合，除非当显然不可能组合时。除非特别说 明在前述描述中所述元件或特征是必不可少的，或者除非所述元件或特征 在原理上显然是必不可少的，否则特定实施例的各个元件或特征不一定是 必不可少的。此外，在上述每个实施例中，当引用数值例如该实施例的构 成要素的数字、数值、数量、范围等时，除了数值是明确必不可少的情况 和原则上数值显然限于具体数字之外，否则本公开不限于具体数字。此外， 在上述每个实施例中，当提及部件等的形状、位置关系等时，除了部件被 具体限定的情况，以及从根本上将部件限制为特定形状、位置关系等的情 况以外，否则并不限于该形状、位置关系等。
[0138]
可以通过专用计算机来实现根据本公开的控制装置和技术，该专用计 算机通过构成处理器和存储器来提供，该处理器和存储器被编程为执行由 计算机程序实现的一个或多个功能。可替代地，根据本公开的控制装置和 技术可以通过由构成具有一个或多个专用硬件逻辑电路的处理器提供的专 用计算机来实现。可替代地，本公开中描述的控制单元及其方法基于被编 程为执行一个或多个功能的处理器和存储器的组合以及由一个或多个硬件 逻辑电路配置的处理器。可以通过一台或多台配置的专用计算机来实现。 可以将计算机程序作为要由计算机执行的指令存储在有形的非暂时性计算 机可读存储介质中。
[0139]
注意，本技术中的流程图或流程图的处理包括部分(也称为步骤)，每 个部分例如表示为s1。此外，每个部分可以分为几个子部分，而几个部分 可以组合为单个部分。此外，每个这样配置的部分也可以称为设备、模块 或装置。
[0140]
尽管已经参考其实施例描述了本公开，但是应当理解，本公开不限于 这些实施例和结构。本公开旨在覆盖各种修改和等效设置。另外，尽管具 有各种组合和配置，但是包括更多、更少或仅单个元件的其他组合和配置 也在本公开的精神和范围内。