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Hintergrund der Erfindung
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1. Gebiet der Erfindung
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Die
vorliegende Erfindung betrifft eine motorbetriebene Lenkradschlossvorrichtung.
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2. Beschreibung des Standes
der Technik
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Um
zu verhindern, dass Fahrzeuge gestohlen werden, wird in einer konventionellen
motorbetriebenen Lenkradschlossvorrichtung der Verriegelungsvorgang
derart durchgeführt, dass eine Lenkwelle nicht rotieren
kann, wenn ein führendes Endstück einer Schlosswelle
in ein konkaves Teil der Lenkwelle unter Verwendung eines elektrischen
Motors eingreift.
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Wenn
die Lenkung in einem Zustand verriegelt ist, in dem ein Restlenkvorgang
verbleibt (gelenkt während eines Stoppvorgangs des Fahrzeugs)
und ein Rad gedreht ist, dann wird die Lenkwelle in einem Moment
gedreht, wenn das Rad durch eine Rückstellkraft zurückgedreht
wird und der Eingriffsanteil des konkaven Teils der Lenkwelle und
das Endstück der Schlosswelle zu einem Druckkontaktzustand kommen.
Dieser Zustand wird Restlenkzustand genannt. Eine Spannungsquelle
mit großer Leistung ist notwendig, um die Schlosswelle
in eine Entriegelungsrichtung zu bewegen, weil ein Drehmoment, welches
die Betätigung der Schlosswelle verhindert, in der Lenkwelle
des Restlenkzustandes generiert wird. Jedoch wird das Betätigungsgeräusch
der motorbetriebenen Lenkradschlossvorrichtung sogar im Normalzustand
laut, wenn eine Spannungsquelle mit großer Leistung benutzt
wird. Weiterhin tritt das Risiko auf, dass das Betätigungsdrehmoment
durch Hitzeentwicklung im Moment der ständigen Betätigung der
motorbetriebenen Lenkradschlossvorrichtung abgesenkt wird.
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Zusätzlich
zur Restlenkung des Rades wie oben beschrieben, z. B. unter arktischer
Umgebung wie bei –40°C, tritt dasselbe Problem
wie bei der oben beschriebenen Restlenkung auf, da die Betätigung
der Schlosswelle durch eine Erhöhung der Viskosität
der Schmiermittel zwischen der Lenkwelle und der Schlosswelle oder
den anderen mechanischen Teilen verhindert wird.
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Die
japanische ungeprüfte
Patentoffenlegungsschrift Nr. 2007-308100 zeigt eine motorbetriebene
Lenkradschlossvorrichtung, die den Restlenkzustand auflöst,
indem die motorbetriebene Lenkkraft in eine Richtung treibt, die
den Sperrriegel von der Verriegelungswand einer Nut während
der Entriegelungszeit wegbewegt. Weiterhin schlägt die
japanische nicht geprüfte
Patentoffenlegungsschrift Nr. 2002-211419 eine motorbetriebene
Lenkradschlossvorrichtung vor, die den Restlenkzustand abbaut, indem
die motorbetriebene Lenkkraftvorrichtung auf einen betriebsbereiten
Zustand während der Entriegelungszeit setzt.
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Bei
diesen Vorrichtungen tritt das Problem auf, dass das Entriegeln
eine lange Zeit benötigt und eine hohe elektrische Leistung
verbraucht wird.
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Offenbarung der Erfindung
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Problem, welches durch die Erfindung zu
lösen ist
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Eine
Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, eine motorbetriebene
Lenkradschlossvorrichtung bereitzustellen, welche generell ein geringes
Betätigungsgeräusch abgibt, eine einfache Struktur
ohne die Verwendung einer motorbetriebenen Lenkvorrichtung aufweist,
ein Absenken eines Betätigungsdrehmoments im Moment einer
fortlaufenden Betätigung durch Beschränken einer
Hitzeentwicklung eines elektrischen Motors verhindert und ein sicheres Führen
in eine Entriegelung im Moment einer Restlenkung gewährleistet.
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Mittel zur Lösung
des Problems
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Um
die oben beschriebenen Probleme zu lösen, ist ein erstes
Mittel (Anspruch 1) der vorliegenden Erfindung, eine motorbetriebene
Lenkradschlossvorrichtung für das Verriegeln und Entriegeln eines
Lenkrades durch Eingreifen und Lösen einer Schlosswelle
mit einem beweglichen Element, welche mit dem Lenkbetrieb eines
Fahrzeugs unter Verwendung eines elektrischen Motors arbeitet, umfassend:
eine
Entriegelungserfassungseinheit zum Erfassen, ob das Lenkrad entriegelt
ist, und eine Spannungsquellensteuereinheit zur Steuerung einer
Betriebsspannungsquelle des elektrischen Motors, wobei die Spannungsquellensteuereinheit
die Betriebsspannungsquelle des elektrischen Motors im Moment des Entriegelns
des Lenkrades auf einen ersten Spannungswert steuert, welcher kleiner
als eine maximale Zuführspannung einer Fahrzeugsbetriebsspannungsquelle
ist, und die Betriebsspannungsquelle des elektrischen Motors auf
einen zweiten Spannungswert im Moment der Erfassung keiner Entriegelung
durch die Entriegelungserfassungseinheit bei Steuerung der Betriebsspannungsquelle
des elektrischen Motors auf den ersten Spannungswert steuert, welcher
größer als der erste Spannungswert ist.
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Ein
zweites Mittel (Anspruch 2) der vorliegenden Erfindung ist eine
motorbetriebene Lenkradschlossvorrichtung für das Verriegeln
und Entriegeln eines Lenkrades durch Eingreifen und Lösen
einer Schlosswelle mit einem beweglichen Element, welche mit dem
Lenkbetrieb eines Fahrzeuges unter Verwendung eines elektrischen
Motors arbeitet, umfassend:
eine Entriegelungserfassungseinheit
zum Erfassen, ob das Lenkrad entriegelt ist, und eine Spannungsquellensteuereinheit
zur Steuerung einer Betriebsspannungsquelle des elektrischen Motors,
wobei die Spannungsquellensteuereinheit die Betriebsspannungsquelle
des elektrischen Motors auf einen ersten Spannungswert im Moment
des Entriegelns des Lenkrades steuert, welcher kleiner als eine
maximale Zuführspannung einer Fahrzeugsbetriebsspannungsquelle
ist, und die Betriebsspannungsquelle des elektrischen Motors auf
einen zweiten Spannungswert ist im Moment einer nochmaligen Entriegelung
des Lenkrades steuert, welcher größer als der erste
Spannungswert in dem Fall, in dem die Entriegelungserfassungseinheit
bei Steuerung der Betriebsspannungsquelle des elektrischen Motors
auf den ersten Spannungswert keine Entriegelung erfasst.
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Beim
ersten und zweiten Mittel ist die Entriegelungserfassungseinheit
vorzugsweise eine Positionserfassungseinheit zum Erfassen einer
Entriegelungsposition der Schlosswelle.
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Wenn
die Entriegelungserfassungseinheit die Entriegelung im Moment der
Steuerung der Betriebsspannungsquelle des elektrischen Motors auf den
zweiten Spannungswert erfasst, dann steuert die Spannungsquellensteuereinheit
vorzugsweise die Betriebsspannungsquelle des elektrischen Motors auf
den ersten Spannungswert, welcher kleiner als die maximale Zuführspannung
der Fahrzeugsbetriebsspannungsquelle ist.
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Ein
drittes Mittel (Anspruch 5) der vorliegenden Erfindung ist eine
motorbetriebene Lenkradschlossvorrichtung für das Verriegeln
und Entriegeln eines Lenkrades durch Eingreifen und Lösen
einer Schlosswelle mit einem beweglichen Element, welche mit dem
Lenkbetrieb eines Fahrzeugs unter Verwendung eines elektrischen
Motors arbeitet, umfassend:
eine Drehmomentgenerierungsbestimmungseinheit zum
Bestimmen, ob ein Drehmoment am beweglichen Element des Lenkrades
generiert ist, und eine Spannungsquellensteuereinheit zur Steuerung
einer Betriebsspannungsquelle des elektrischen Motors, wobei die
Spannungsquellensteuereinheit die Betriebsspannungsquelle des elektrischen
Motors auf einen ersten Spannungswert steuert, welcher kleiner als
eine maximale Zuführspannung einer Fahrzeugsbetriebsspannungsquelle
ist, wenn die Drehmomentgenerierungsbestimmungseinheit keine Generierung des
Drehmoments im Moment der Entriegelung des Lenkrades bestimmt, und
die Betriebsspannungsquelle des elektrischen Motors auf einen zweiten Spannungswert
steuert, welcher größer als der erste Spannungswert
ist, wenn die Drehmomentgenerierungsbestimmungseinheit die Generierung
eines Drehmoments bestimmt.
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Beim
dritten Mittel ist die Drehmomentbestimmungseinheit vorzugsweise
eine Drehmomenterfassungseinheit zum Erfassen, ob das Drehmoment
des beweglichen Elements des Lenkrades größer
oder gleich eines zuvor ermittelten Wertes ist.
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Das
dritte Mittel beinhaltet eine motorbetriebene Lenkradschlossvorrichtung
vorzugsweise eine Entriegelungserfassungseinheit zum Erfassen, ob das
Lenkrad entriegelt ist, wobei wenn die Entriegelungserfassungseinheit
die Entriegelung im Moment der Steuerung der Betriebsspannungsquelle
des elektrischen Motors auf den zweiten Spannungswert erfasst, dann
steuert die Spannungsquellensteuereinheit die Betriebsspannungsquelle
des elektrischen Motors auf den ersten Spannungswert, welcher kleiner
als die maximale Zuführspannung der Fahrzeugsbetriebsspannungsquelle
ist. In diesem Fall ist die Entriegelungserfassungseinheit vorzugsweise
eine Positionserfassungseinheit zum Erfassen einer Entriegelungsposition
der Schlosswelle.
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Bei
dem ersten bis dritten Mittel ist die zweite Spannung die maximale
Zuführspannung der Fahrzeugsbetriebsspannungsquelle.
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Weiterhin
wird bevorzugt, dass die Spannungsquellensteuereinheit im Zulieferkreis
des elektrischen Motors bereitgestellt ist. Die Spannungsquellensteuereinheit
kann speziell im Zulieferkreis von der Fahrzeugsbetriebsspannungsquelle
zum Betriebskreis des elektrischen Motors bereitgestellt werden,
d. h. in einem inneren Teil der Hauptsteuervorrichtung, oder in
einem inneren Teil der Lenkradschlosssteuervorrichtung.
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Effekt der Erfindung
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Gemäß der
vorliegenden Erfindung ist es mit einer einfachen Struktur der Steuerung
der Betriebsspannungsquelle des elektrischen Motors mit der Spannungsquellensteuereinheit
möglich, das Betätigungsgeräusch durch
die generelle Ansteuerung des elektrischen Motors mit der ersten
kleineren Spannung gering zu halten, um eine Hitzeentwicklung des elektrischen
Motors zu drosseln und das Absenken des Betätigungsdrehmomentes
im Moment der fortlaufenden Betätigung zu verhindern, und
ein sicheres Führen in die Entriegelung durch Ansteuerung
des elektrischen Motors mit dem zweiten Spannungswert, welcher größer
als der erste Spannungswert ist, zu gewährleisten.
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Kurze Beschreibung der Figuren
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1 ist
eine Ansicht eines Mechanismus von einer Lenkradschlossvorrichtung
gemäß der vorliegenden Erfindung;
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2 zeigt
eine perspektivische Ansicht eines Positionserfassungsmechanismus;
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3 zeigt
ein zeitliches Ablaufdiagramm einer Bewegung des Positionserfassungsmechanismus;
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4 ist
ein Schaltungsdiagramm einer Lenkradschlosssteuervorrichtung;
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5 ist
eine Ansicht eines Mechanismus der Lenkradschlossvorrichtung einer
Lenkwelle in einem Restlenkzustand;
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6 ist
ein modifiziertes Beispiel des Schaltungsdiagramms der Lenkradschlosssteuervorrichtung
in 4;
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7 zeigt
ein Flussdiagramm einer ersten Ausführungsform von einer
Entriegelungssteuerbewegung einer motorbetriebenen Lenkradschlossvorrichtung;
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8 zeigt
ein Flussdiagramm einer zweiten Ausführungsform der Entriegelungssteuerbewegung der
motorbetriebenen Lenkradschlossvorrichtung; und
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9 zeigt
ein Flussdiagramm einer dritten Ausführungsform der Entriegelungssteuerbewegung der
motorbetriebenen Lenkradschlossvorrichtung.
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Bevorzugte Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung
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Es
wird eine Beschreibung einer Ausführungsform gemäß der
vorliegenden Erfindung mit Bezug auf die beigefügten Zeichnungen
gegeben.
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1 ist
eine Ansicht eines Mechanismus einer automatischen Lenkradschlossvorrichtung 1 gemäß der
vorliegenden Erfindung. Eine Vielzahl von konkaven Teilen 3 und
konvexen Teilen 4 sind abwechselnd entlang einer äußeren
Peripherie in einer Lenkwelle 2 gebildet, welche ein bewegliches
Element ist, das mit einer rotierenden Bewegung eines Lenkrades
(nicht gezeigt) arbeitet. Eine Schlosswelle 5, die sich
in vertikaler Richtung zu einer Achse der Lenkwelle 4 bewegen
kann, ist in der Umgebung der Lenkwelle 2 vorgesehen. Die
Schlosswelle 5 hat ein Endstück 6, das
in das konkave Teil 3 der Lenkwelle 2 eingefügt
werden kann, und ein Gleitstück 7.
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Auf
dem Gleitstück 7 steht ein Nockenfolger 8 und
ein Betätigungsschalter 9 in einer senkrechten Richtung
zu einer Achse der Schlosswelle 5 hervor. Der Nockenfolger 8 des
Gleitstücks 7 ist in eine Nockenfuge 12 eingefügt,
die in einer äußeren Peripherie eines zylindrischen
Nockenelements 11 gebildet ist, das durch einen elektrischen
Motor 10 drehend angetrieben ist. Wenn das Nockenelement 11 durch eine
Vorwärtsrotation und eine Rückwärtsrotation des
elektrischen Motors 10 gedreht wird, wird die Schlosswelle 5 vorwärts
und rückwärts bewegt und das Endstück 6 in
das konkave Teil 3 der Lenkwelle 2 eingefügt
und daraus zurückgezogen. Der Betätigungsschalter 9 des
Gleitstücks 7 ist so strukturiert, dass ein unten
aufgeführter Positionserfassungsmechanismus 14 betätigt
wird. Weiterhin ist die Schlosswelle 5 durch eine Feder 13,
die zu einem Druckkontakt mit dem Gleitstück 7 kommt,
in eine Richtung belegt, in welcher das Endstück 6 in
das konkave Teil 3 der Lenkwelle 2, eingefügt
ist.
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2 zeigt
einen Positionserfassungsmechanismus 14. Der Positionserfassungsmechanismus 14 besteht
aus einem Positionsblock 15, einem ersten und einem zweiten
Positionsschalter 16a und 16b und einem Rastenelement 17.
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Der
Positionsblock 15 ist so angebracht, um eine Halterungswelle 18 herumzudrehen,
welche orthogonal zur Achse der Schlosswelle 5 ist, und
hat einen ersten und einen zweiten Hebel 19a und 19b, welche
sich ungefähr parallel zur Achse der Schlosswelle 5 von
der Halterungswelle 18 aus erstrecken, und einen dritten
Hebel 19c, welcher sich ungefähr vertikal zur
Achse der Schlosswelle 5 von der Halterungswelle 18 aus
erstreckt. Der erste und zweite Kontakt 20a und 20b,
die mit dem Betätigungsschalter 9 des Gleitstücks 7 in
Kontakt kommen, sind auf der einen Oberflächenseite des
ersten Hebels 19a und des zweiten Hebels 19b gebildet.
Die ersten und zweiten Schalterdruckelemente 22a und 22b sind
auf der anderen Oberflächenseite des ersten Hebels 19a und
des zweiten Hebels 19b angebracht. Das erste und das zweite
Schalterdruckelement 22a und 22b betätigen
einen ersten Positionsschalter 16a bzw. einen zweiten Positionsschalter 16b,
die in einer gedruckten Leiterplatine 21 vorgesehen sind.
Eine Stahlkugel 23 ist derart in den dritten Hebel 19c aufgenommen,
dass sie mittels einer Arretierungsfeder 24 von deren Endstück
hervorsteht.
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Die
ersten und zweiten Positionsschalter 16a und 16b sind
in der gedruckten Leiterplatine 21 angebracht und werden
durch die ersten und zweiten Schalterdruckelemente 22a und 22b des
Positionsblocks 15 ein- und ausgeschaltet.
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Das
Rastenteil 17 ist ausgebildet mit den ersten und zweiten
konkaven Rastenteilen 25a und 25b, wo die Stahlkugel 23 des
Positionsblocks 15 eingerastet wird und die zueinander
benachbart sind, einer ersten sich neigenden Oberfläche 26a benachbart zum
ersten konkaven Rastenteil 25a, und einer zweiten sich
neigenden Oberfläche 26b benachbart zum zweiten
konkaven Rastenteil 25b. Weiterhin ist ein Loch 27 gegenüberliegend
zum zweiten Hebel 19b des Positionsblocks 15 in
dem Rastenteil 17 ausgebildet und eine Rückführungsfeder 28 ist
in das Loch 27 eingelassen, damit der Positionsblock 15 im
Uhrzeigersinn in der Zeichnung belegt wird.
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Der
Positionserfassungsmechanismus 14 ist so aufgebaut, wie
gezeigt in 3, dass in einem Zustand A (einem
Verriegelungszustand), in welchem die Schlosswelle 5 in
das konkave Teil 3 der Lenkwelle 2 eingefügt
ist, der Betätigungsschalter 9 des Gleitstücks 7 so
mit dem ersten Kontakt 20a des Positionsblocks 15 zusammenkommt,
dass der Positionsblock 15 gemäß Zeichnung
im Uhrzeigersinn rotiert ist, wodurch der erste Positionsschalter 16a angeschaltet
und der zweite Positionsschalter 16b ausgeschaltet ist.
In einem Zustand B in dem die Schlosswelle 5 so zurückbewegt
ist, dass die Schlosswelle vom konkaven Teil 3 der Lenkwelle 2 losgelöst
wird, ist die Stahlkugel 23 in das zweite konkave Rastenteil 25b eingerastet,
bis der Betätigungsschalter 9 des Gleitstücks 7 mit
dem zweiten Kontakt 20b des Positionsblocks 15 zusammenkommt,
und der erste Positionsschalter 16a verbleibt im Ein-Zustand.
Wenn der Betätigungsschalter 9 des Gleitstücks 7 in
einem Zustand C mit dem zweiten Kontakt 20b des Positionsblocks 15 so
zusammenkommt, dass der Positionsblock 15 gemäß Zeichnung
gegen den Uhrzeigersinn rotiert wird, ist der erste Positionsschalter 16a des Gleitstücks 7 ausgeschaltet
und die Stahlkugel 23 gelangt über einen Scheitel
des zweiten konkaven Rastenteils 25b zum ersten konkaven
Rastenteil 25a. In einem Zustand D wird die Schlosswelle 5 weiterhin
so zurückgeführt, dass der Positionsblock 15 gemäß Zeichnung
gegen den Uhrzeigersinn rotiert wird, wodurch der zweite Positionsschalter 16b angeschaltet
ist und die Stahlkugel 23 in das zweite konkave Rastenteil 25b eingerastet
ist. In einen Zustand E wird die Schlosswelle 5 weiterhin
so zurückgeführt, dass der Positionsblock 15 gemäß Zeichnung
gegen den Uhrzeigersinn rotiert wird, wodurch ein Entriegelungszustand
gebildet wird. Der Zustand kommt gemäß der entgegengesetzten
Bewegung von einem Entriegelungszustand zu einem Verriegelungszustand.
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4 zeigt
ein Schaltungsdiagramm einer elektronischen Steuervorrichtung 30 (im
Folgenden Lenkradschlosssteuervorrichtung genannt) der motorbetriebenen
Lenkradschlossvorrichtung 1. Die Lenkradschlosssteuervorrichtung 30 beinhaltet
eine zentrale Steuereinheit (CPU) 31, einen Ansteuerschaltkreis
für einen elektrischen Motor 32, der den elektrischen
Motor 10 ansteuert, und einen EEPROM 33. Die CPU 31 ist
mit einer Hauptsteuervorrichtung 35 über einen
Kommunikationsschaltkreis 34 so verbunden, dass beide miteinander
kommunizieren können. Eine Betriebsspannungsquelle V1 wird
durch eine Batterie (nicht gezeigt), welche in einem Fahrzeug installiert
ist, über einen Betriebsspannungssteuerschaltkreis 36,
der sich in der Hauptsteuervorrichtung 35 befindet, für
den Ansteuerschaltkreis 32 des elektrischen Motors bereitgestellt.
Die Betriebsspannungsquelle V1, die für den Ansteuerschaltkreis 32 des
elektrischen Motors bereitgestellt wird, wird durch eine V1-Erfassungseinheit 37 erfasst
und zur CPU 31 ausgegeben. Die CPU 31 sendet ein
Kommando zum Betriebsspannungssteuerschaltkreis 36, so
dass die Betriebsspannungsquelle V1 angesteuert wird. Weiterhin
wird eine 12 V-Steuerspannungsquelle V2 von der Batterie über
die Hauptsteuervorrichtung 35 durch eine Diode 38 geführt
für einen Konstantspannungsschaltkreis 39, für
den Kommunikationsschaltkreis 34 und einen Rücksetzschaltkreis 40 bereitgestellt.
Der Konstantspannungsschaltkreis 39 wandelt die 12 V-Steuerspannungsquelle
V2 der Batterie auf 5 V um, so dass die resultierende Steuerspannungsquelle
V2 zur CPU 31 geliefert wird. Der Rücksetzschaltkreis 40 ist
so ausgeführt, dass eine Überlastung der CPU 31 verhindert
wird. Zustände der ersten und zweiten Positionsschalter 16a und 16b werden
in die CPU 31 eingegeben. Die Zustände der ersten
und zweiten Positionsschalter 16a und 16b werden
in die Hauptsteuervorrichtung 35 eingegeben.
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Signale
von einem Startschalter 41 (ein Zündungsschalter,
der zum Zeitpunkt des Einschaltens des Motors betätigt
wird), einem Drehmomentsensor 42 (ein Sensor, der ein Drehmoment
erfasst, dass an der Lenkwelle 2 angelegt wird) und einem
Lenkwinkelsensor 43 (ein Sensor, der einen Rotationswinkel der
Lenkwelle 2 erfasst) werden in die Hauptsteuervorrichtung 35 eingegeben.
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Basierend
auf dem Erfassungssignal des Drehmoments der Lenkwelle 2,
welches von dem Drehmomentsensor 42 ausgegeben wird, ermittelt die
Hauptsteuervorrichtung 35, dass die Lenkwelle 2 zu
einem Restlenkzustand kommt, wie in 5 gezeigt,
und das Drehmoment wird in der Lenkwelle 2 generiert, wenn
das Drehmoment größer oder gleich einem zuvor
ermittelten Wert ist. In gleicher Weise, basierend auf dem Erfassungssignal
des Rotationswinkels der Lenkwelle 2, das vom Lenkwinkelsensor 43 ausgegeben
wird, ermittelt die Hauptsteuervorrichtung 35, dass die
Lenkwelle 2 zu einem Restlenkzustand kommt, wie in 5 gezeigt,
und das Drehmoment wird in der Lenkwelle 2 generiert, wenn
der Rotationswinkel gemäß einer Referenzposition
(6 Positionen a bis f in 5), in welcher
die Schlosswelle 5 in das konkave Teil 3 der Lenkwelle 2 eingefügt
ist, größer oder gleich einem zuvor ermittelten Winkel
ist. Es ist hinsichtlich der Genauigkeit bevorzugt, wenn die Hauptsteuervorrichtung 35 die
Drehmomentgenerierung basierend auf beiden Erfassungssignalen vom
Drehmomentsensor 42 und Lenkwinkelsensor 43 ermittelt.
Jedoch kann die Hauptsteuervorrichtung 35 die Drehmomentgenerierung
basierend auf dem Erfassungssignal von einem der beiden Sensoren
ermitteln.
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Die
Lenkradschlosssteuervorrichtung 30 startet und stoppt basierend
auf den Kommandos der Hauptsteuervorrichtung 35. Die Zustände
der ersten und zweiten Positionsschalter 16a und 16b werden von
der Lenkschlosssteuervorrichtung 30 und der Hauptsteuervorrichtung 35 überwacht.
Um ferner zu verhindern, dass die entriegelte Schlosswelle 5 unerwartet
in die Lenkwelle 2 während des Startens des Motors
einrastet (oder während des Fahrens), wird die Betriebsspannungsquelle
V1 des Ansteuerschaltkreises des elektrischen Motors 32 von
der Steuerspannungsquelle V2 zur Lenkradschlosssteuervorrichtung 30 separiert.
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6 zeigt
eine modifizierte Ausführungsform der Lenkradschlosssteuervorrichtung 30,
die in 4 gezeigt ist. Die modifizierte Ausführungsform jedoch
ist dieselbe wie die Lenkradschlosssteuervorrichtung 30 in 4 ausgenommen
einiger spezieller Aspekte und eine Beschreibung hiervon wird unter Hinzunahme
gleicher Bezugszeichen ausgelassen.
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In
dieser Lenkradschlosssteuervorrichtung 30, ist der Spannungsquellensteuerschaltkreis 36 in einem
inneren Teil der Lenkradschlossvorrichtung 30 vorgesehen.
Eine Zulieferspannungsquelle V3 und eine Steuerspannungsquelle V4
werden von der Batterie über die Hauptsteuervorrichtung 35 zur
Lenkradschlosssteuervorrichtung 30 geliefert. Die Zulieferspannungsquelle
V3 wird zum Spannungsquellensteuerschaltkreis 36 geliefert.
Der Spannungsquellensteuerschaltkreis 36 liefert eine Betriebsspannungsquelle
V3' zum Antriebsschaltkreis des elektrischen Motors 32.
Die Betriebsspannungsquelle V3', die zum Antriebsschaltkreis des
elektrischen Motors 32 geliefert wird, wird durch einen
V3'-Erfassungsschaltkreis 37 erfasst und an die CPU 31 ausgegeben.
Die CPU 31 sendet ein Kommando zur Hauptsteuervorrichtung 35 und
zum Betriebsspannungssteuerschaltkreis 36 und steuert die
Betriebsspannungsquelle V3'.
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Als
Nächstes wird eine Beschreibung eines Steuerbetriebes zu
einem Entriegelungszeitpunkt der motorbetriebenen Lenkradschlossvorrichtung 1 wie oben
aufgebaut anhand der Flussdiagramme in 7 bis 9 gegeben.
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7 zeigt
eine erste Ausführungsform der Entriegelungssteuerbewegung
der motorbetriebenen Lenkradschlossvorrichtung 1. Zuerst
wird in Schritt S1 ermittelt, ob der Startschalter eingeschaltet
ist. Wenn der Startschalter eingeschaltet ist, wird zu Schritt S2
fortgefahren, und wenn der Startschalter nicht eingeschaltet ist,
wird zum Startpunkt zurückgesetzt. In Schritt S2 wird ermittelt,
ob der Lenkradschlosslöszustand erreicht ist oder nicht.
Mit anderen Worten wird ermittelt, ob (1) die Spannung zum Antriebsschaltkreis
des elektrischen Motors 32 basierend auf dem Signal des
V1(V3')-Erfassungsschaltkreises 37 geliefert wird und ob
(2) der erste Positionsschalter 16a des Positionserfassungsmechanismus 14 in
einem Ein-Zustand ist und der zweite Positionsschalter 16b in
einem Aus-Zustand ist. Wenn dieser Zustand erreicht ist, dann wird
zum Schritt S3 fortgefah ren und wenn dieser Zustand nicht erreicht ist,
dann wird auf den Startpunkt zurückgesetzt.
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In
Schritt S3 wird ein Drehmomentgenerierungsflag zurückgesetzt.
Das Drehmomentgenerierungsflag gibt an, dass ein Drehmoment in der
Lenkwelle 2 generiert wird. Als Nächstes wird
in Schritt S4 die Betriebsspannungsquelle des elektrischen Motors 10 auf
einen ersten Spannungswert gesetzt (z. B. ein niedriger Spannungswert
zwischen 8 und 9 Volt). Im Fall eines Schaltkreises gemäß 4 steuert
die CPU 31 des Lenkradschlosssteuerschaltkreises 30 den
Spannungsquellensteuerschaltkreis 36 innerhalb der Hauptsteuervorrichtung 35 über
den Hauptsteuerschaltkreis 35 und setzt die Betriebsspannungsquelle
V1 des elektrischen Motors 10 auf einen niedrigen Spannungswert
(z. B. 8 bis 9 Volt). Im Fall eines Schaltkreises gemäß 6 steuert
die CPU 31 der Lenkradschlosssteuervorrichtung 30 den Spannungsquellensteuerkreis 36 und
setzt die Betriebsspannungsquelle V3 des elektrischen Motors 10 auf
einen kleinen Spannungswert (z. B. 8 bis 9 Volt). In Schritt S5
wird der elektrische Motor 10 in Entriegelungsweise betrieben
und in Schritt S6 wird ein Zeitgeber gestartet. Eine eingestellte
Zeit des Zeitgebers ist eine Zeit ab Beginn des Betriebs des elektrischen
Motors 10 bis zur Beendigung des Entriegelungsvorgangs.
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In
Schritt S7 wird ermittelt, ob der Zeitgeber die eingestellte Zeit überschreitet.
Wenn der Zeitgeber die eingestellte Zeit überschreitet,
wird mit Schritt S11 fortgefahren. Wenn der Zeitgeber die eingestellte
Zeit nicht überschreitet, wird basierend auf den Signalen
des ersten Positionsschalters 16a und des zweiten Positionsschalters 16b des
Positionserfassungsmechanismus 14 ermittelt, ob die Entriegelung abgeschlossen
ist. Mit anderen Worten wird wenn der erste Positionsschalter 16a auf
dem Ein-Zustand verbleibt oder wenn der zweite Positionsschalter 16b nicht
eingeschaltet ist, obwohl der erste Positionsschalter 16a ausgeschaltet
ist, bestimmt, dass das Entriegeln nicht abgeschlossen ist und es
wird dann auf Schritt S7 zurückgesetzt. Wenn der erste
Positionsschalter 16a ausgeschaltet ist und der zweite
Positionsschalter 16b eingeschaltet ist, wird bestimmt, dass
die Entriegelung abgeschlossen ist. In Schritt S9 wird der Entriegelungsantrieb
des elektrischen Motors 10 gestoppt und in Schritt S10
wird der Motor gestartet und es wird auf den Startpunkt zurückgesetzt.
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Wenn
wie im oben beschriebenen Schritt S7 der Zeitgeber die eingestellte
Zeit überschreitet, während der Zustand, in welchem
die Entriegelung nicht abgeschlossen ist, verbleibt, wird in Schritt
S11 der Entriegelungsantrieb durch den elektrischen Motor gestoppt
und in Schritt S13 wird ein Zustand eines Drehmomentgenerierungsflags
bestätigt, nachdem der Zeitgeber in Schritt S11 zurückgesetzt
ist.
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In
einem Fall, in dem das Drehmomentgenerierungsflag in Schritt S13
nicht gesetzt ist, wird der Drehmomentgenerierungsmerker in Schritt
S15 gesetzt und in Schritt S16 wird die Betriebsspannungsquelle
V1 (V3') des elektrischen Motors 10 auf einen zweiten Spannungswert
gesetzt (z. B. ein Spannungswert von 12 Volt), welcher höher
als der erste Spannungswert ist. Danach wird auf Schritt S5 zurückgesetzt
und der Betrieb wird ab Schritt S5 wiederholt.
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In
einem Fall, in dem das Drehmomentgenerierungsflag in Schritt S13
gesetzt ist, wird in Schritt S14 eine Alarmlampe angezeigt, um anzuzeigen, dass
die Entriegelung auch durch Wiederholung nicht erreicht werden kann,
und es wird auf den Startpunkt zurückgesetzt.
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Bei
dieser ersten Ausführungsform ist es für den Benutzer
nicht notwendig, den Startschalter noch einmal zu betätigen,
weil ein Entriegelungsantrieb (ein Autoneuversuch) automatisch bei
hoher Spannung ausgetragen wird in einem Fall, in dem die Entriegelung
gerade beim Betrieb des Entriegelns bei einer niedrigen Spannung
nicht erreicht werden kann.
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Weiterhin
ist es möglich durch den allgemeinen Betrieb des elektrischen
Motors 10 mit der niedrigen ersten Spannung und mit der
einfachen Schaltkreisstruktur, die im Betriebsspannungssteuerschaltkreis 36 bereitgestellt
ist, welche die Betriebsspannungsquelle des elektrischen Motors 10 steuert,
das Betriebsgeräusch klein zu halten und es ist möglich, die
Hitzeentwicklung des elektrischen Motors 10 so zu reduzieren,
dass die Reduktion des Betriebsdrehmoments während fortdauernder
Betätigung verhindert wird. Während der Restlenkung
oder Ähnlichem ist es möglich, die Entriegelung
sicher zu betreiben, indem der elektrische Motor 10 mit
einem zweiten Spannungswert betrieben wird, welcher größer
als der erste Spannungswert ist.
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8 zeigt
eine zweite Ausführungsform des Entriegelungssteuerbetriebes
der motorbetriebenen Lenkradschlossvorrichtung 1.
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In
Schritt S21 wird ermittelt, ob der Startschalter eingeschaltet ist.
Wenn der Startschalter eingeschaltet ist, wird mit dem Schritt S22
fortgefahren, und wenn der Startschalter nicht eingeschaltet ist, wird
zum Startpunkt zurückgesetzt. In Schritt S22 wird ermittelt,
ob der Lenkradschlosslöszustand erreicht ist. Wenn dieser
Zustand erreicht ist, wird zu Schritt 23 fortgefahren und
wenn dieser Zustand nicht erreicht ist, wird zum Startpunkt zurückgesetzt.
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In
Schritt S23 wird der Zustand des Drehmomentgenerierungsflags bestätigt.
In einem Fall, in dem das Drehmomentgenerierungsflag nicht gesetzt ist,
wird in Schritt S24 die Betriebsspannungsquelle des elektrischen
Motors 10 auf einen ersten Spannungswert gesetzt (z. B.
die niedrige Spannung zwischen 8 und 9 Volt), und wenn das Drehmomentgenerierungsflag
gesetzt ist, wird in Schritt S25 die Betriebsspannungsquelle V1
(V3') des elektrischen Motors 10 auf einen zweiten Spannungswert
gesetzt (z. B. eine Betriebsspannung 12 Volt), welche größer
als der erste Spannungswert ist, und danach wird mit Schritt S26
fortgefahren.
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In
Schritt S26 wird der elektrische Motor 10 in entriegelnder
Weise betrieben und in Schritt S27 wird der Zeitgeber gestartet.
Wenn der Zeitgeber die eingestellte Zeit in Schritt S28 überschreitet,
wird der Schritt, der auf Schritt S33 folgt, ausgeführt.
Wenn der Zeitgeber die eingestellte Zeit nicht überschreitet, wird
in Schritt S29 bestimmt, ob die Entriegelung abgeschlossen ist.
Wenn dieser Schritt ermittelt, dass die Entriegelung nicht abgeschlossen
ist, wird auf Schritt S28 zurückgesetzt. Wenn ermittelt
wird, dass die Entriegelung abgeschlossen ist, wird in Schritt S30
der Entriegelungsantrieb durch den elektrischen Motor 10 gestoppt,
in Schritt S31 das Drehmomentgenerierungsflag zurückgesetzt,
wonach in Schritt S32 der Motor gestartet wird und auf den Startpunkt zurückgekehrt
wird.
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Wenn
der Zeitgeber im oben genannten Schritt S28 die gesetzte Zeit überschreitet,
während der Zustand, in welchem die Entriegelung nicht
abgeschlossen ist, verbleibt, wird in Schritt S33 der Entriegelungsantrieb
gestoppt, in Schritt S34 der Drehmomentgenerierungsmerker gesetzt
und in Schritt S35 der Zeitgeber zurückgesetzt, wonach
in Schritt S36 die Alarmlampe angezeigt wird und zum Startpunkt zurückgekehrt
wird.
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Bei
dieser zweiten Ausführungsform ist der Benutzer eingeschränkt,
da er den Startschalter noch einmal betätigen muss, weil
der Motor nicht gestartet wird, aber gewarnt ist in einem Fall,
in dem die Entriegelung gerade bei Betrieb der Entriegelungseinheit
mit einer niedrigen Spannung nicht erreicht werden kann. Eine sichere
Entriegelung ist möglich, weil der Entriegelungsantrieb
(Wiederholungsoperation durch den Benutzer) mit der hohen Spannung
durch die Wiederholung durch den Nutzer erreicht wird. Die anderen
Effekte sind die gleichen wie die der ersten oben beschriebenen
Ausführungsform.
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9 zeigt
eine dritte Ausführungsform des Entriegelungssteuerbetriebs
der motorbetriebenen Lenkradschlossvorrichtung 1.
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In
Schritt S41 wird ermittelt, ob der Startschalter eingeschaltet ist.
Wenn der Startschalter eingeschaltet ist, wird mit Schritt S42 fortgesetzt,
und wenn der Startschalter nicht eingeschaltet ist, wird zum Startpunkt
zurückgesetzt. In Schritt S42 wird ermittelt, ob der Lenkradschlosslöszustand
erreicht ist. Wenn dieser Zustand erreicht ist, wird mit Schritt
S43 fortgesetzt, und wenn dieser Zustand nicht erreicht ist, wird
zum Startpunkt zurückgekehrt.
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In
Schritt S43 werden Ausgabesignale des Drehmomentsensors 42 und/oder
des Lenkwinkelsensors 43 bestätigt und in Schritt
S44 wird basierend auf den Ausgabesignalen dieser Sensoren ermittelt,
ob das Drehmoment in der Lenkwelle generiert wird. In einem Fall,
in dem das Drehmoment nicht generiert wird, wird in Schritt S45
die Betriebsspannungsquelle V1 (V3') des elektrischen Motors 10 auf
einen ersten Spannungswert gesetzt (z. B. die niedrige Spannung
zwischen 8 und 9 Volt), und in einem Fall, in dem das Drehmoment
generiert wird, wird in Schritt S46 die Betriebsspannungsquelle
V1 (V3') des elektrischen Motors 10 auf einen zweiten Spannungswert
gesetzt (z. B. die Betriebsspannung 12 Volt), welcher größer
als der erste Spannungswert ist, wonach mit Schritt S47 fortgefahren
wird.
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In
Schritt S47 wird der elektrische Motor 10 in entriegelnder
Weise betrieben und in Schritt S48 wird der Zeitgeber gestartet.
Wenn der Zeitgeber eine eingestellte Zeit in Schritt S49 überschreitet,
wird Schritt S53 ausgeführt. Wenn der Zeitgeber die eingestellte Zeit
nicht überschreitet, wird in Schritt S50 ermittelt, ob
die Entriegelung abgeschlossen ist. Wenn ermittelt wird, dass die
Entriegelung nicht abgeschlossen ist, wird zum Schritt S49 zurückgesetzt.
Wenn ermittelt wird, dass die Entriegelung abgeschlossen ist, wird
in Schritt S51 der Entriegelungsantrieb durch den elektrischen Motor 10 gestoppt,
wonach der Motor in Schritt S52 gestartet wird und zum Startpunkt zurückgekehrt
wird.
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Wenn
im oben genannten Schritt S49 der Zeitgeber die eingestellte Zeit überschreitet,
während der Zustand, in welchem die Entriegelung nicht
abgeschlossen ist, verbleibt, wird in Schritt S53 der Entriegelungsantrieb
gestoppt und in Schritt S54 der Zeitgeber zurückgesetzt,
wonach in Schritt S55 die Alarmlampe angezeigt wird und zum Startpunkt
zurückgekehrt wird.
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Bei
dieser dritten Ausführungsform wird basierend auf den Ausgabesignalen
des Drehmomentsensors 42 und/oder des Lenkwinkelsensors 43 ermittelt,
ob das Drehmoment in der Lenkwelle 2 vor dem Entriegelungsantrieb
generiert wird, der elektrische Motor 10 mit einer niedrigen
Spannung in entriegelnder Weise betrieben, wenn das Drehmoment nicht
generiert ist, und mit einer hohen Spannung in entriegelnder Weise
betrieben, wenn das Drehmoment generiert ist, ist eine Wiederholung
des Vorgangs nicht notwendig und möglich, die Entriegelung schnell
auszuführen. Die anderen Effekte sind dieselben wie die
der ersten Ausführungsform wie oben beschrieben.
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In
diesem Fall, bei den Ausführungsformen gemäß 7 bis 9,
ist es möglich, ein Betätigungsgeräusch
des elektrischen Motors 10 dazu zu hindern laut zu werden,
und die Hitzeentwicklung nach dem Loslösen der Schlosswelle 5 vom
konkaven Teil 3 der Lenkwelle 2 durch Steuerung
der Betriebsspannungsquelle auf den ersten Spannungswert (die niedrige
Spannung) zum Zeitpunkt (Schritt S9 in 7, Schritt
S29 in 8 und Schritt 50 in 9)
zu verhindern, wenn die Entriegelung im Fall des Entriegelungsbetriebs
mit dem zweiten Spannungswert (die Betriebsspannung) abgeschlossen ist.
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Weiterhin
wird der erste Spannungswert der Betriebsspannungsquelle des elektrischen
Motors 10 bei den oben beschriebenen Ausführungsformen
auf 8 bis 9 Volt eingestellt und der zweite Spannungswert auf 12
Volt eingestellt, welches unter der Annahme, dass die Betriebsspannung
der Batterie 12 Volt ist, die Betriebsspannung ist. Jedoch
ist die Struktur nicht auf diese Spannungswerte limitiert. Es ist
nicht notwendig, den zweiten Spannungswert auf die maximale Betriebsspannung
zu setzen, da die zweite Spannung kleiner gewählt werden
kann als die maximale Spannung, soweit es möglich ist,
den Entriegelungsbetrieb auch im Restlenkzustand des Lenkrades zu
betreiben. Weiterhin kann die erste Spannung kleiner oder größer
als 8 bis 9 Volt gewählt werden, soweit es möglich
ist, den Entriegelungsbetrieb zu betätigen, während
das Betätigungsgeräusch begrenzt wird. In den
letzten Jahren hat sich die Betriebsspannung der Batterie auf 24
oder 28 Volt in Verbindung mit einer Verbreitung eines Elektroautos und
eines Hybrid-Autos, einer Erhöhung einer elektrischen Ausstattung
im Fahrzeug, wie z. B. ein Navigationssystem oder Ähnliches
und einer erhöhten Funktionalität, erhöht.
Auch in diesem Fall kann die vorliegende Erfindung die Entriegelung
effektiv betreiben.
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Weiterhin
ermittelt bei den oben genannten Ausführungsformen die
CPU 31 der Lenkschlosssteuervorrichtung 30 den
Steuerungsprozess und führt diesen aus, obwohl die Hauptsteuervorrichtung 35 diese
Operation ebenfalls ausführen kann. Mit anderen Worten
kann im Schaltungsdiagramm gemäß 4 die
Hauptsteuervorrichtung 35 das Kommando zum Betriebsspannungssteuerschaltkreis 36 so
ausgeben, dass die Steuerung basierend auf den Informationen der
CPU 31 ausgetragen wird, kann im Schaltungsdiagramm gemäß 6 die
CPU 31 das Kommando zum Betriebsspannungssteuerschaltkreis 36 so
ausgeben, dass die Steuerung basierend auf dem Kommando der Hauptsteuervorrichtung 35 ausgetragen
wird.
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Gemäß dem
Zustand, dass das Drehmoment generiert wird, wobei der Entriegelungsbetrieb der
Schlosswelle 5 verhindert wird, kann z. B. eine Erhöhung
der Viskosität des Schmiermittels zwischen der Lenkwelle 2 und
der Schlosswelle 5, zwischen den anderen mechanischen Teilen
unter arktischer Umgebung bei –40°C zusätzlich
zum oben beschriebenen Restlenkzustand des Lenkrades beachtet werden.
Auch in diesem Fall ist es möglich, die Schlosswelle 5 effektiv
zu betätigen.
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- - JP 2007-308100 [0005]
- - JP 2002-211419 [0005]