CN105015485B - 电动转向锁定装置 - Google Patents

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CN105015485B CN201510204642.8A CN201510204642A CN105015485B CN 105015485 B CN105015485 B CN 105015485B CN 201510204642 A CN201510204642 A CN 201510204642A CN 105015485 B CN105015485 B CN 105015485B
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Abstract

本发明提供一种电动转向锁定装置,即使结构简单也可以检测出锁定构件的位置。电动转向锁定装置(1)包括:第一线性霍尔集成电路(72),检测磁场强度;磁铁(33),设置在能相对于转向轴卡合和脱离的锁栓上,或者设置在联动于所述锁栓的构件上,和所述锁栓一起移动;以及作为判断装置的CPU(91),根据第一线性霍尔集成电路(72)的检测值来判断锁栓(31)的位置。CPU(91)包括:第一检测值范围(V1),当检测值处于第一检测值范围(V1)内时,判断为锁栓(31)处于解锁位置;以及第二检测值范围(V2),当检测值处于第二检测值范围(V2)内时,判断为锁栓(31)处于锁定位置。

Description

电动转向锁定装置
技术领域
本发明涉及车辆停止时锁定转向轮的旋转的电动转向锁定装置。
背景技术
以往,电动转向锁定装置采用霍尔元件等磁传感器进行锁定构件的位置检测。
例如,专利文献1公开了一种如下的技术:在锁定构件上安装磁铁,并在与锁定位置和解锁位置对应的部位上分别配置磁传感器,通过由这些磁传感器检测磁铁的磁力,来检测锁定构件是处于锁定位置还是解锁位置。
可是,专利文献1记载的结构至少需要两个磁传感器,导致部件个数增加,从而使制造成本上升。
此外,由于每个磁铁固体的磁通密度不同,所以因所述磁通密度的偏差,存在不能准确检测锁定构件的位置的可能性。由此,以往的电动转向锁定装置容易受到各个磁铁固体的偏差的影响。
专利文献1:日本专利公开公报特开2008-049908号
发明内容
本发明的课题是提供一种即使结构简单也可以检测出锁定构件的位置的电动转向锁定装置。
此外,本发明的另一课题是提供一种不易受到各个磁铁固体的偏差的影响,能够高精度检测出锁定构件的位置的电动转向锁定装置。
本发明通过以下解决手段解决上述问题。另外,为了便于理解,标注了与本发明实施方式对应的附图标记进行说明,但是不限于此。
本发明第一方式的电动转向锁定装置(1、1B)包括:第一磁传感器(72),输出有对应于检测出的磁场强度而变化的模拟值;磁铁(33),设置在能相对于转向轴卡合和脱离的锁栓上,或者设置在联动于所述锁栓的构件上,和所述锁栓一起移动;以及判断装置(91),根据所述第一磁传感器的检测值来判断所述锁栓的位置,所述判断装置包括:第一检测值范围(V1),当所述第一磁传感器的检测值处于所述第一检测值范围(V1)内时,判断为所述锁栓处于解锁位置;以及第二检测值范围(V2),当所述第一磁传感器的检测值处于所述第二检测值范围(V2)内时,判断为所述锁栓处于锁定位置,利用所述第一磁传感器检测出所述锁栓的锁定位置和解锁位置双方。
本发明第二方式的电动转向锁定装置(1C)包括:磁铁(33),设置在能相对于转向轴卡合和脱离的锁栓(31)上,或者设置在联动于所述锁栓的构件(32)上,且设置成对应于所述锁栓的动作,和所述锁栓一起移动;第一磁传感器(72),输出有对应于检测出的磁场强度而变化的模拟值,并且以检测磁性的检测面的中心位置位于比第一虚拟线(X1)和第二虚拟线(X2)之间更靠外侧的方式配置,所述第一虚拟线(X1)从所述锁栓处于锁定位置状态下的所述磁铁的中心垂直于所述锁栓的动作方向,所述第二虚拟线(X2)从所述锁栓处于解锁位置状态下的所述磁铁的中心垂直于所述动作方向;以及判断装置(91),根据所述第一磁传感器的检测值来判断所述锁栓的锁定位置和解锁位置双方,所述判断装置包括:第一检测值范围,当所述检测值处于所述第一检测值范围内时,判断为所述锁栓处于解锁位置;以及第二检测值范围,当所述检测值处于所述第二检测值范围内时,判断为所述锁栓处于锁定位置。
本发明第三方式的电动转向锁定装置(1、1B)在第一或第二方式所述的电动转向锁定装置的基础上,所述第一磁传感器(72)配置在所述第一检测值范围(V1)的值大于所述第二检测值范围(V2)的值的位置上。
本发明第四方式的电动转向锁定装置在第三方式所述的电动转向锁定装置的基础上,在沿着所述锁栓(31)或者联动于所述锁栓的构件(32)的动作方向比所述第一磁传感器(72)更靠锁定位置侧设置有第二磁传感器(73),所述第二磁传感器输出有对应于检测出的磁场强度而变化的模拟值,所述判断装置(91)包括:第三检测值范围(V3),当所述第二磁传感器的检测值处于所述第三检测值范围(V3)内时,判断为所述锁栓处于解锁位置;以及第四检测值范围(V4),当所述第二磁传感器的检测值处于所述第四检测值范围(V4)内时,判断为所述锁栓处于锁定位置,根据采用所述第一磁传感器的输出值的判断结果以及采用所述第二磁传感器的输出值的判断结果双方,来判断所述锁栓的锁定位置和解锁位置双方。
按照本发明,电动转向锁定装置即使结构简单也可以检测出锁定构件的位置。
此外,按照本发明,电动转向锁定装置不易受到各个磁铁固体的偏差的影响,能够高精度检测出锁定构件的位置。
附图说明
图1是表示本发明的电动转向锁定装置1的第一实施方式的分解立体图。
图2是表示第一实施方式的电动转向锁定装置1的锁定状态的纵断面图。
图3是表示第一实施方式的电动转向锁定装置1的解锁状态的纵断面图。
图4是第一实施方式的电动转向锁定装置1的控制系统结构图。
图5是表示第一线性霍尔集成电路72的检测值的图,图5的横轴表示锁栓31的移动位置,左侧为解锁位置侧,右侧为锁定位置侧。
图6是表示第二实施方式的电动转向锁定装置1B的锁定状态的纵断面图。
图7是表示第二实施方式的电动转向锁定装置1B的解锁状态的纵断面图。
图8是第二实施方式的电动转向锁定装置1B的控制系统结构图。
图9是表示第二线性霍尔集成电路73的检测值的图。
图10是表示第三实施方式的电动转向锁定装置1C的解锁状态的纵断面图。
图11是表示磁铁33与第一线性霍尔集成电路72的位置关系如何影响第一线性霍尔集成电路72的检测值的图。
附图标记说明
1、1B、1C 电动转向锁定装置
10 壳体
10a 凹部
10b 连接器设置部
10c 销孔
10d 锁栓通孔
10e 卡合槽
10f 锁定构件收纳部
10g 基板收纳部
10h 连通部
11 销
20 盖
21 销固定部
21a 销通孔
22 齿轮保持筒部
23 弹簧座
30 锁定单元
31 锁栓
31a 长孔
32 驱动器
32a 阳螺纹部
32b 销通孔
32c 止转部
32d 臂
32e 磁铁收纳部
32f 分隔壁
33 磁铁
34 销
40 齿轮构件
40a 蜗轮
40b 阴螺纹部
51 弹簧
52 弹簧
61 电动机
61a 输出轴
62 蜗杆
70 基板
71 电机供电端子
72 第一线性霍尔集成电路
73 第二线性霍尔集成电路
80 连接器
91 CPU
92 通信接口
93 通信线
94 电池
95 锁定继电器
96 解锁继电器
具体实施方式
以下,参照附图等说明本发明的最佳实施方式。
(第一实施方式)
图1是表示本发明的电动转向锁定装置1的第一实施方式的分解立体图。
图2是表示第一实施方式的电动转向锁定装置1的锁定状态的纵断面图。
图3是表示第一实施方式的电动转向锁定装置1的解锁状态的纵断面图。
另外,包括图1的以下所示的各图为示意图,为便于理解而适当夸张表示了各部分的尺寸、形状。
此外,以下的说明中说明了具体的数值、形状、材料等,但是都可以适当变更。
另外,在以下的说明中,如果没有特别说明,则表示上下等朝向的记载是指图1至图3中的朝向。
本发明的电动转向锁定装置1通过电动方式对未图示的转向轴(转向轮)的转动进行锁定或解锁。电动转向锁定装置1具备壳体10和金属制的盖20作为外包装,所述壳体10由作为非磁性材料的金属(例如镁合金)构成,所述盖20覆盖壳体10的下表面开口部。
壳体10成形为矩形箱状,其上部形成有圆弧状的凹部10a。所述凹部10a中嵌入有未图示的转向轴管,所述转向轴管通过安装在壳体10上的未图示的圆弧状托架而固定于壳体10。另外,虽然没有进行图示,但转向轴管内插通有转向轴,所述转向轴的一端安装有转向轮。转向轴的另一端连接于转向齿轮箱。而且,只要驾驶员转动操作转向轮,则该旋转经由转向轴传递到转向齿轮箱,从而驱动操舵机构使左右一对前轮转向而成为所需的操舵。
此外,壳体10的侧部开设有矩形的连接器设置部10b。在形成有所述连接器设置部10b的侧面以外的其他三个侧面上,形成有用于压入销11的圆孔状的销孔10c(图1中仅图示了两个)。
盖20成形为矩形平板状,三个块状的销固定部21和有底筒状的齿轮保持筒部22一体地直立设置于盖20的内表面(上表面)。在此,三个销固定部21形成在与壳体10的销孔10c的位置对应的部位,且在三个销固定部21上形成有用于压入销11的圆孔状的销通孔21a(图1中仅图示了一个)。
盖20以从下方覆盖壳体10的下表面开口部的方式嵌入壳体10的下端部内周。通过将销11压入销通孔21a而将盖20固定于壳体10,所述销11插通壳体10的侧部上形成的三个销孔10c,所述销通孔21a形成在直立设置于盖20的三个销固定部21上。
壳体10形成有锁定构件收纳部10f和基板收纳部10g,上述锁定构件收纳部10f和基板收纳部10g利用上下方向延伸的细长的连通部10h而彼此连通。
此外,锁定单元30被收纳于锁定构件收纳部10f。所述锁定单元30具有:大致圆筒状的驱动器32,下端部外周设有阳螺纹部32a;以及板状的锁栓(锁定构件)31,以能上下移动的方式收容在所述驱动器32内。在此,锁栓31上形成有上下方向长的长孔31a,锁栓31利用沿横向插通长孔31a的销34而与驱动器32连接。另外,销34通过被压入沿横向贯穿设置于驱动器32的销通孔32b而被插通保持。
锁栓31以能上下移动的方式嵌合在矩形的锁栓通孔10d内,所述锁栓通孔10d形成在壳体10上。利用压缩安装在锁栓31与驱动器32的分隔壁32f之间的弹簧52,对锁栓31始终朝向上方施加作用力。通常,通过使销34卡合于锁栓31的长孔31a的下部,使锁栓31和驱动器32一起上下移动。
此外,在驱动器32的上部外周的相对的部位上,一体形成有水平延伸的臂32d和上下方向上长的止转部32c。臂32d以能上下移动的方式收容于壳体10上形成的连通部10h。止转部32c通过与壳体10上形成的卡合槽10e卡合,来限制驱动器32旋转。而且,臂32d的前端部形成有横断面形状为矩形的磁铁收纳部32e。四棱柱状的磁铁33通过压入所述磁铁收纳部32e而被收纳。
圆筒状的齿轮构件40以能旋转的方式收容于壳体10内形成的锁定构件收纳部10f。利用盖20的内表面(上表面)上直立设置的齿轮保持筒部22而将齿轮构件40的下部外周保持成能够旋转。而且,所述齿轮构件40的下部外周形成有蜗轮40a,内周形成有阴螺纹部40b。
驱动器32的下部插入齿轮构件40的内部,形成在所述驱动器32的下部外周上的阳螺纹部32a与形成在齿轮构件40的内周上的阴螺纹部40b啮合。弹簧51压缩安装在圆柱状的弹簧座23与驱动器32的分隔壁32f之间,所述弹簧座23形成在盖20的齿轮保持筒部22的中心部。锁定单元30(驱动器32和锁栓31)被弹簧51始终朝向上方施加作用力。
电动机61以横置状态收纳于壳体10上形成的锁定构件收纳部10f。小径的蜗杆62以和所述电动机61的输出轴61a一体旋转的方式安装于所述输出轴61a。所述蜗杆62与齿轮构件40的外周上形成的蜗轮40a啮合。蜗杆62和蜗轮40a构成驱动机构,所述驱动机构将电动机61的输出轴61a的旋转力转换为锁定单元30的进退力。
另一方面,基板70以其内表面平行于锁定单元30的动作方向的方式,收纳于壳体10上形成的基板收纳部10g。在所述基板70内表面上下的与解锁位置对应的位置上,以基板70为基座部固定有作为传感器的第一线性霍尔集成电路(第一磁传感器)72。第一线性霍尔集成电路72是输出有对应于检测出的磁场强度而变化的模拟值的传感器,当锁栓31处于解锁位置时,所述第一线性霍尔集成电路72配置在与磁铁33相对的位置上。由所述第一线性霍尔集成电路72和磁铁33构成动作位置检测机构,可以利用所述动作位置检测机构检测锁定单元30的位置(锁定位置或解锁位置)。
以下,根据图4说明包含上述动作位置检测机构的电动转向锁定装置1的控制系统的结构。
图4是第一实施方式的电动转向锁定装置1的控制系统结构图。
第一线性霍尔集成电路72与驱动控制电动机61的作为控制装置的CPU91电连接。CPU91经由通信接口(通信I/F)92和车辆的通信线93,与车辆装载的未图示的车辆侧控制部电连接。另外,如图1所示,基板70上安装有实现通信接口92的功能的连接器80。从CPU91延伸出的未图示的电连接线连接于所述连接器80。此外,本实施方式的CPU91具有作为判断装置的功能,即根据第一线性霍尔集成电路72的检测值来判断锁栓31的位置(具体后述)。
电动机(M)61借助锁定继电器95和解锁继电器96电连接于车辆上装载的电池94。利用从CPU91发送的锁定信号和解锁信号而分别驱动锁定继电器95和解锁继电器96。在此,如图1所示,连接器80上突出设置有上下两个电机供电端子71。这些电机供电端子71连接于电动机61。
在此,说明利用第一线性霍尔集成电路72检测锁栓31的位置的方法。
本实施方式的第一线性霍尔集成电路72输出有对应于检测出的磁场强度而变化的模拟电压。到达第一线性霍尔集成电路72的磁场的强度,与磁铁33和第一线性霍尔集成电路72的距离成反比。因此,磁铁33越接近第一线性霍尔集成电路72,则第一线性霍尔集成电路72输出的电压越大,磁铁33越远离第一线性霍尔集成电路72,则第一线性霍尔集成电路72输出的电压越小。本实施方式中,利用上述的线性霍尔集成电路的输出特性来检测磁铁33的位置,即检测锁栓31的位置。
图5表示了第一线性霍尔集成电路72的检测值。图5的横轴表示锁栓31的移动位置,左侧为解锁位置侧,右侧为锁定位置侧。
锁定单元30(锁栓31)利用电动机61的驱动而移动时,锁定单元30上固定的磁铁33与第一线性霍尔集成电路72之间的距离改变,由第一线性霍尔集成电路72检测出的磁通量变化。由此,如图5所示,第一线性霍尔集成电路72的检测值变化。
在图5的示例中,第一线性霍尔集成电路72的检测值处于第一检测值范围V1(Va≥V1≥Vb)时,CPU91判断为锁定单元30(锁栓31)处于解锁位置。
另一方面,第一线性霍尔集成电路72的检测值处于第二检测值范围V2(Vc≥V2≥Vd)时,CPU91判断为锁定单元30(锁栓31)处于锁定位置。
由此,本实施方式中利用磁铁33和第一线性霍尔集成电路72,可以检测出锁栓31的锁定位置和解锁位置双方。
在此,本实施方式中通过移动磁铁33,使第一线性霍尔集成电路72与磁铁33的距离变化,根据对应于所述距离而变化的磁通量,来检测锁栓31的位置。因此,仅使用一组第一线性霍尔集成电路72和磁铁33,就能检测出锁栓31的锁定位置和解锁位置,相比于专利文献1公开的结构,能够削减霍尔集成电路的数量。由此,能够降低电动转向锁定装置1的制造成本。
此外,在本实施方式的电动转向锁定装置1中,将第一线性霍尔集成电路72配置在第一检测值范围V1的值大于第二检测值范围V2的值的位置上。即,以锁栓31处于解锁位置时磁铁33与第一线性霍尔集成电路72的距离最短的方式,配置第一线性霍尔集成电路72。以下,说明其理由。
在车辆行驶中,如果电动转向锁定装置锁定转向轮(转向轴)则有可能导致大事故。因此,必须确保锁栓可靠地处于解锁位置,然后再启动发动机,以便在转向轮的转动被锁定的状态下发动机不会启动。
如本实施方式所示,将第一线性霍尔集成电路72配置成在锁栓31处于解锁位置时第一线性霍尔集成电路72位于磁铁33的附近,从而在解锁位置进行检测时来自外部的磁场的影响减少,能可靠地检测到锁栓31的解锁位置。因此,本实施方式的电动转向锁定装置1能够以简单的结构检测出锁栓31的位置,且防止损害安全性。
以下,说明上述结构的电动转向锁定装置1的动作(锁定或解锁动作)。
在未图示的发动机停止的状态下,如图2所示,锁定单元30的锁栓31处于锁定位置,锁栓31的上端部从壳体10的锁栓通孔10d向凹部10a突出并与未图示的转向轴卡合。所述状态下,转向轴的转动被锁定,在所述锁定状态下不能旋转操作未图示的转向轮,由此防止车辆被盗。此时,收容于臂32d的磁铁33与设置在基板70上的第一线性霍尔集成电路72分开,利用来自第一线性霍尔集成电路72的检测值处于第二检测值范围V2(参照图5),CPU91判断并识别为锁栓31处于锁定位置。
驾驶员从上述状态接通操作未图示的发动机启动开关时,未图示的车辆侧控制部检测到该操作并向电动转向锁定装置1发送解锁请求信号。由此,电动转向锁定装置1的CPU91向解锁继电器96输出解锁信号。因此,由于图4所示的解锁继电器96切换到虚线所示的位置,锁定继电器95处于实线位置,所以来自电池94的电流流过图4中实线所示的路线并启动电动机61。
如上所述启动电动机61时,所述电动机61的输出轴61a的旋转利用蜗杆62和蜗轮40a而减速且方向被直角转换后传递到齿轮构件40。由于齿轮构件40旋转,所以驱动器32克服弹簧51的作用力而向下方移动,所述驱动器32上形成的阳螺纹部32a与齿轮构件40的内周上设置的阴螺纹部40b螺纹连接。如此驱动器32向下方移动时,利用与驱动器32一体形成的臂32d和销34,使驱动器32上连接的锁栓31向下方移动。
如上所述驱动器32的臂32d向下方移动而使锁栓31如图3所示到达解锁位置时,锁栓31的上端部向壳体10的锁栓通孔10d的内部退避。因此,锁栓31与转向轴的卡合被解除,转向轴的锁定被解除而成为解锁状态,驾驶员能够对转向轮进行旋转操作。此时,驱动器32的臂32d上设置的磁铁33的中心到达第一线性霍尔集成电路72的附近(解锁位置附近的预定范围(参照图5))时,到达第一线性霍尔集成电路72的来自磁铁33的磁场变强,如上所述通过使来自第一线性霍尔集成电路72的检测值成为第一检测值范围V1(参照图5)内的值,CPU91判断并识别为锁栓31移动到解锁位置。而后,CPU91停止驱动电动机61,并借助通信I/F92和通信线93向车辆侧控制部发送解锁结束信号。其结果,维持了图3所示的解锁状态,从而车辆能够行驶。
而后,车辆停止,驾驶员对发动机启动开关进行切断操作而切断发动机时,车辆侧控制部检测到该操作并向电动转向锁定装置1发送锁定请求信号。由此,电动转向锁定装置1的CPU91输出锁定信号,如图4所示将锁定继电器95切换到虚线位置,并且解锁继电器96处于实线位置,所以来自电池94的电流流过图4中虚线所示的路线,使电动机61反转启动而使所述输出轴61a反转。
如上所述电动机61的输出轴61a反转时,其旋转经由蜗杆62和蜗轮40a向齿轮构件40传递。由于齿轮构件40反转,所以驱动器32向上方移动,利用与驱动器32一体形成的臂32d和销34,使驱动器32上连接的锁栓31向上方移动。
如上所述驱动器32的臂32d向上方移动而使磁铁33的中心到达锁定位置附近的预定范围(参照图5)时,到达第一线性霍尔集成电路72的来自磁铁33的磁场变弱,来自第一线性霍尔集成电路72的检测值成为第二检测值范围V2内的值。由此,CPU91判断并识别为锁栓31移动到锁定位置,停止驱动电动机61。而后,CPU91借助通信I/F92和通信线93向车辆侧控制部发送锁定结束信号。
如上所述,按照第一实施方式,利用磁铁33和第一线性霍尔集成电路72可以检测出锁栓31的锁定位置和解锁位置双方。因此,可以仅采用一个磁传感器进行锁栓31的位置检测,即使结构简单也可以检测出锁定构件的位置。
(第二实施方式)
图6是表示第二实施方式的电动转向锁定装置1B的锁定状态的纵断面图。
图7是表示第二实施方式的电动转向锁定装置1B的解锁状态的纵断面图。
图8是第二实施方式的电动转向锁定装置1B的控制系统结构图。
第二实施方式的电动转向锁定装置1B除了还设有第二线性霍尔集成电路73以及CPU91判断锁栓31的位置的方法不同以外,与第一实施方式的电动转向锁定装置1结构相同。因此,对于和前述的第一实施方式发挥同样功能的部分,标注相同的附图标记并适当省略重复说明。
第二实施方式中,在基板70内表面上下的与锁定位置对应的位置上,以基板70为基座部固定有作为传感器的第二线性霍尔集成电路(第二磁传感器)73,所述第二线性霍尔集成电路73与第一线性霍尔集成电路72独立设置。在锁栓31处于锁定位置时,第二线性霍尔集成电路73配置在与磁铁33相对的位置上。第二线性霍尔集成电路73和第一线性霍尔集成电路72同样,输出有对应于检测出的磁场强度而变化的模拟电压。第二实施方式中,通过在第一实施方式的第一线性霍尔集成电路72和磁铁33的基础上增加所述第二线性霍尔集成电路73,来构成动作位置检测机构,由所述动作位置检测机构检测锁定单元30的位置(锁定位置或解锁位置)。
第二线性霍尔集成电路73和第一线性霍尔集成电路72同样地与CPU91电连接。而且,本实施方式的CPU91根据第一线性霍尔集成电路72和第二线性霍尔集成电路73的检测值来判断锁栓31的位置。
图9表示了第二线性霍尔集成电路73的检测值。图9的横轴与图5同样地表示了锁栓31的移动位置,左侧为解锁位置侧,右侧为锁定位置侧。
锁定单元30(锁栓31)利用电动机61的驱动而移动时,固定在锁定单元30上的磁铁33与第二线性霍尔集成电路73的距离改变,由第二线性霍尔集成电路73检测出的磁通量改变。由此,如图9所示,第二线性霍尔集成电路73的检测值改变。此外,由于第二线性霍尔集成电路73配置在锁定位置附近,所以与表示第一线性霍尔集成电路72的检测值的图5的情况相比,倾斜趋势相反。
在图9的示例中,当第二线性霍尔集成电路73的检测值处于第三检测值范围V3(Vg≥V3≥Vh)时,能够判断为锁定单元30(锁栓31)处于解锁位置。
另一方面,第二线性霍尔集成电路73的检测值处于第四检测值范围V4(Ve≥V4≥Vf)时,能够判断为锁定单元30(锁栓31)处于锁定位置。
在此,第二实施方式的CPU91一同使用基于第一线性霍尔集成电路72的检测值的判断结果,即和第一实施方式的情况同样的判断结果。
即,第二实施方式的CPU91只有在采用第一线性霍尔集成电路72的检测值的判断结果以及采用第二线性霍尔集成电路73的检测值的判断结果双方都是判断为锁定位置的判断结果时,才判断为锁定单元30(锁栓31)处于锁定位置。
同样,第二实施方式的CPU91只有在采用第一线性霍尔集成电路72的检测值的判断结果以及采用第二线性霍尔集成电路73的检测值的判断结果双方都是判断为解锁位置的判断结果时,才判断为锁定单元30(锁栓31)处于解锁位置。
另外,当根据第一线性霍尔集成电路72的检测值的判断结果与根据第二线性霍尔集成电路73的检测值的判断结果不一致时,CPU91不确定锁定单元30(锁栓31)的位置,视为故障并进行该内容的通知等。
如上所述,按照第二实施方式,由于利用第一线性霍尔集成电路72和第二线性霍尔集成电路73双方的检测值进行锁定单元30(锁栓31)的位置判断,所以能以较少的部件个数进行双重检测,能够进一步提高可靠性。
(第三实施方式)
图10是表示第三实施方式的电动转向锁定装置1C的解锁状态的纵断面图。
第三实施方式的电动转向锁定装置1C除了第一线性霍尔集成电路72所配置的位置与第一实施方式不同以外,与第一实施方式的电动转向锁定装置1结构相同。因此,对于和前述的第一实施方式发挥同样功能的部分,标注相同的附图标记并适当省略重复说明。
第三实施方式的第一线性霍尔集成电路72基本与第一实施方式的第一线性霍尔集成电路72呈同样形态。但是,第三实施方式的第一线性霍尔集成电路72与第一实施方式的第一线性霍尔集成电路72的不同点在于,即使在锁栓31处于解锁位置的图10的状态下,第三实施方式的第一线性霍尔集成电路72也配置在不和磁铁33相对的范围内。
图10表示了锁栓31处于解锁位置的状态,除此之外,用双点划线表示了与处于锁定位置的锁栓31联动的驱动器32的臂32d和磁铁33的位置。
此外,图10中表示了第一虚拟线X1,所述第一虚拟线X1从锁栓31处于锁定位置状态下的磁铁33的中心垂直于锁栓31的动作方向(图10中的上下方向)。
并且,图10中表示了第二虚拟线X2,所述第二虚拟线X2从锁栓31处于解锁位置状态下的磁铁33的中心垂直于锁栓31的动作方向。
第三实施方式的第一线性霍尔集成电路(第一磁传感器)72,以检测磁铁33的检测面的中心位置位于比第一虚拟线X1和第二虚拟线X2之间更靠外侧的方式,配置在比第二虚拟线X2更靠解锁方向侧(图10中的下侧)。换句话说,和锁栓31一起移动的磁铁33配置为:从磁铁33的中心垂直于锁栓31的动作方向的虚拟线,在与第一线性霍尔集成电路72的检测面的中心位置不重叠的范围(磁铁动作范围L)内移动。即,磁铁33在不和第一线性霍尔集成电路72的检测面正对(从正面相对)的位置上移动。
关于利用第一线性霍尔集成电路72检测锁栓31的方法,由于和第一实施方式相同,这里省略具体说明。
此处,对在第三实施方式中从第一实施方式中的配置位置变更第一线性霍尔集成电路72的位置的理由和效果进行说明。
图11表示了磁铁33和第一线性霍尔集成电路72的位置关系如何影响第一线性霍尔集成电路72的检测值。所述图11的坐标图部分与第一实施方式的图5的记载相同。
通常,线性霍尔集成电路检测来自磁铁的磁场的变化(磁通密度的变化),根据检测出的磁通密度而改变检测值。可是,线性霍尔集成电路与磁铁的位置接近时,由于磁力线的朝向与线性霍尔集成电路检测出的磁力线的朝向的关系发生变化,所以到达线性霍尔集成电路的磁通密度的输出特性发生变化。因此,来自线性霍尔集成电路的检测值有时不与磁铁的移动距离成比例。
图11示意性地图示了其中一例。当磁铁33处于相对远离第一线性霍尔集成电路72的范围A时,来自第一线性霍尔集成电路72的检测值与磁铁33的移动距离大致成比例。可是,在磁铁33接近第一线性霍尔集成电路72的范围B内,来自第一线性霍尔集成电路72的检测值相对于磁铁33移动量的变化量比范围A小,成为非线性的输出特性。尽管在所述范围B内也能进行位置检测,但是由于来自第一线性霍尔集成电路72的检测值的变化量比范围A小,所以位置检测的精度下降。即,范围B与范围A相比,相对于来自第一线性霍尔集成电路72的检测值的变化量(第一线性霍尔集成电路72检测出的磁铁33的磁通密度的变化量),锁栓31的移动量变大,所以由于各个磁铁的磁通密度的偏差,也有可能使锁栓31的位置判断的偏差变大。
此外,当越过图11中的坐标图的顶点时,由于自来第一线性霍尔集成电路72的检测值的增减反转,所以锁栓31的位置有可能发生误检测。
因此,在第三实施方式中,以使磁铁33在图11中的范围A内移动的方式,将磁铁33(锁栓31)与第一线性霍尔集成电路72的相对位置关系最佳化。由此,在磁铁33(锁栓31)的移动范围内,来自第一线性霍尔集成电路72的输出特性相对于磁铁33(锁栓31)的移动距离大致呈线性。因此,能够简单且准确地进行锁栓31的锁定位置和解锁位置的检测。
如上所述,按照第三实施方式,通过将第一线性霍尔集成电路72从与磁铁33相对的位置略向外侧偏移配置,能在得到更接近线性的输出特性的范围A内,设定锁栓31的锁定位置和解锁位置,不易受到各磁铁的磁通密度的偏差的影响,能够高精度检测出锁栓31的位置。
另外,在范围B内,磁铁33越远离和第一线性霍尔集成电路72正对的位置,即在图11中越远离坐标图的顶点的位置,锁栓31的移动量相对于第一线性霍尔集成电路72的检测值的变化量所呈的比例越小。
因此,即使在范围B内设定锁栓31的解锁位置时,通过将第一线性霍尔集成电路72从与处于解锁位置的磁铁33相对的位置略向外侧偏移配置,相比于磁铁33与第一线性霍尔集成电路72正对的位置,不易受到各磁铁的磁通密度的偏差的影响,能够高精度检测出锁栓31的位置。(变形方式)
本发明不限于以上说明的实施方式,可以进行各种变形和变更,这些变形和变更也包含在本发明的范围内。
在各实施方式中,举例说明了各线性霍尔集成电路安装于基板的示例。但是不限于此,例如线性霍尔集成电路也能以其他构件为基座部而固定于该构件。
此外,在各实施方式中,举例说明了将磁铁33设置于驱动器32的磁铁收纳部32e的示例。但是不限于此,例如也可以将磁铁33直接固定于锁栓31。
在各实施方式中,举例说明了各线性霍尔集成电路的检测值相对于锁栓的移动位置线性改变的示例。但是不限于此,只要锁栓的移动位置与检测值一一对应即可,不一定要成线性正比或者反比。
在各实施方式中,举例说明了将各线性霍尔集成电路用作磁传感器的示例。但是不限于此,例如也可以将进行模拟输出的以往的霍尔元件用作磁传感器,此外,还可以采用输出有对应于检测出的磁场强度而变化的模拟值的公知的其他磁传感器。
在第一实施方式和第三实施方式中,举例说明了将作为第一磁传感器的第一线性霍尔集成电路72设置在解锁侧的示例。但是不限于此,例如也可以在锁定侧设置第一磁传感器。即,在第一实施方式中,可以将第一线性霍尔集成电路72设置在与锁定位置的磁铁33正对的位置。此外,在第三实施方式中,还可以将第一线性霍尔集成电路72配置为:使第一线性霍尔集成电路72的检测面的中心位置在图10中位于比第一虚拟线X1和第二虚拟线X2之间更靠锁定方向侧(上侧)。
另外,各实施方式和变形方式可以适当组合使用,这里省略具体的说明。此外,本发明不受以上说明的各实施方式的限制。

Claims (3)

1.一种电动转向锁定装置,其特征在于包括:
磁铁,设置在能相对于转向轴卡合和脱离的锁栓上,或者设置在联动于所述锁栓的构件上,且设置成对应于所述锁栓的动作,和所述锁栓一起移动;
第一磁传感器,输出有对应于检测出的磁场强度而变化的模拟值,并且以检测磁性的检测面的中心位置位于比第一虚拟线和第二虚拟线之间更靠外侧的方式配置,所述第一虚拟线从所述锁栓处于锁定位置状态下的所述磁铁的中心垂直于所述锁栓的动作方向,所述第二虚拟线从所述锁栓处于解锁位置状态下的所述磁铁的中心垂直于所述动作方向;以及
判断装置,根据所述第一磁传感器的检测值来判断所述锁栓的锁定位置和解锁位置双方,
所述判断装置包括:第一检测值范围,当所述检测值处于所述第一检测值范围内时,判断为所述锁栓处于解锁位置;以及第二检测值范围,当所述检测值处于所述第二检测值范围内时,判断为所述锁栓处于锁定位置。
2.根据权利要求1所述的电动转向锁定装置,其特征在于,所述第一磁传感器配置在所述第一检测值范围的值大于所述第二检测值范围的值的位置上。
3.根据权利要求2所述的电动转向锁定装置,其特征在于,
在沿着所述锁栓或者联动于所述锁栓的构件的动作方向比所述第一磁传感器更靠锁定位置侧设置有第二磁传感器,所述第二磁传感器输出有对应于检测出的磁场强度而变化的模拟值,
所述判断装置包括:第三检测值范围,当所述第二磁传感器的检测值处于所述第三检测值范围内时,判断为所述锁栓处于解锁位置;以及第四检测值范围,当所述第二磁传感器的检测值处于所述第四检测值范围内时,判断为所述锁栓处于锁定位置,
根据采用所述第一磁传感器的输出值的判断结果以及采用所述第二磁传感器的输出值的判断结果双方,来判断所述锁栓的锁定位置和解锁位置双方。
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