JP2008168741A - ロックシステム - Google Patents

Abstract

【課題】車両の不使用時におけるハンドルのロックがより確実に行われる技術を提供する。
【解決手段】ロックシステム１００は、ハンドル側の回転を車輪側に伝達するステアリングシャフト１４と、ステアリングシャフト１４と係合してステアリングシャフト１４の回転をロックするロック機構２０と、ロック機構２０をステアリングシャフト１４の周方向に移動させる移動機構７４と、を備える。移動機構７４は、ステアリングシャフト１４の回転のロックが要求された場合、ステアリングシャフト１４とロック機構２０とが係合可能なロック位置にロック機構２０を移動させる。
【選択図】図４

Description

本発明は、ハンドルの動きをロックする技術に関する。

従来、盗難防止のために、ステアリングシャフトを回転不能にするロック装置が知られている。ロック装置は、一般的に、モータの回転をウォーム、ウォームホイール、ピニオン、ラック等から構成される減速機を介してロックバーに伝達し、ロックバーを動作させることでステアリングシャフトのロック、ロック解除を行う。

また、このようなロック装置とは異なる方式として、特許文献１および特許文献２には、ソレノイドを用いてロックバーを動作させるステアリングロック装置が開示されている。また、特許文献３には、ステアリングシャフトに固着しているカラーに形成されたロック溝の側面に、ステアリングシャフトの回転方向に係止溝を形成する共に、ロッキングロッドの先端に、係止溝に係脱する突縁部を形成したステアリングロック構造が開示されている。

また、特許文献４には、ステアリングホイールと操舵輪の間の操舵特性を調整する駆動機構を利用してステアリングホイールを所定のロック位置まで回転させる車両操舵装置が開示されている。また、特許文献５には、ロックピンのスライドに伴いロックピンの下部に設けられた先細り状の係合部が回動し、非円形のロック孔と当接することでシートバックをがた付きなくロックするロック装置が開示されている。
特開昭６２−２０３８５３号公報 特開平７−１１７６２４号公報 特開平７−１１９３４１号公報 特開２００６−４４４８５号公報 特開２００２−２６４７０５号公報

ところで、上述のようなロック装置では、ステアリングシャフトに設けられた溝の位置とロックピンの位置とが合わないとロックが行われないため、運転者の操作や何らかの機構を用いて溝とロックピンとが係合するような動作が必要となる。そのため、このようなロック装置を設けた車両であっても、運転者の操作し忘れなどによりステアリングシャフトがロックされないまま駐車された場合、盗難防止の効果が低くなってしまう。

本発明はこうした状況に鑑みてなされたものであり、その目的とするところは、車両の不使用時におけるハンドルのロックがより確実に行われる技術を提供することにある。

上記課題を解決するために、本発明のある態様のロックシステムは、ハンドル側の回転を車輪側に伝達する回転軸と、前記回転軸と係合して該回転軸の回転をロックするロック機構と、前記ロック機構を前記回転軸の周方向に移動させる移動機構と、を備える。前記移動機構は、前記回転軸の回転のロックが要求された場合、前記回転軸と前記ロック機構とが係合可能なロック位置に前記ロック機構を移動させる。

この態様によると、駐車中や放置中等の車両の不使用時のように回転軸の回転のロックが要求された場合、回転軸を回転させることなくロック機構が所定のロック位置に移動されるので、ハンドルのロックがより確実に行われる。

前記移動機構は、前記ロック機構を前記回転軸の周方向にガイドするガイド部と、前記ロック機構を前記ガイド部に沿って前記回転軸の周方向に移動させる動力源と、を有してもよい。これにより、簡易な構成でロック機構を回転軸の周方向へ移動させることができる。

回転軸の回転位置の情報とロック機構の回転位置の情報とに基づいて前記動力源による前記ロック機構の移動を制御する制御部を更に備えてもよい。これにより、回転軸の回転位置やロック機構の位置にかかわらずロック機構をロック位置に精度良く移動させることができる。

前記ロック機構は、前記ロック位置において前記回転軸の径方向に移動するロック部材と、前記回転軸の外周部に形成されたロック孔に対して前記ロック部材が係合するように該ロック部材を移動させるソレノイドと、を有してもよい。これにより、一般的な減速機構を用いたロック機構と比較して、簡易な構成で応答性の高いロック動作を行うことができる。

本発明の別の態様もまた、ロックシステムである。このロックシステムは、ハンドル側の回転を車輪側に伝達する回転軸と、前記回転軸と係合して該回転軸の回転をロックするロック部材を有するロック機構と、前記ロック機構を前記回転軸の周方向に移動させる移動機構と、を備える。前記移動機構は、前記回転軸の回転のロックが要求された場合、前記ロック部材が前記回転軸を付勢している際に該回転軸から受ける力により前記ロック機構を前記回転軸と前記ロック部材とが係合可能なロック位置に移動させるように構成されている。

この態様によると、車両の不使用時のように回転軸の回転のロックが要求された場合、回転軸を回転させることなくロック機構が所定のロック位置に移動されるので、ハンドルのロックがより確実に行われる。また、ロック部材が回転軸を付勢している際に回転軸から受ける力を利用してロック機構が回転軸の周方向に移動される。そのため、ロック機構がロック位置にない場合にロック位置に移動させるための動力源が必要なく、簡易な構成でロック機構を回転軸の周方向へ移動させることができる。

前記回転軸は、前記ロック部材が係合可能なように該回転軸の周方向に形成された複数のロック孔と、前記ロック部材の移動方向に対して斜めに、かつ、前記ロック孔に近づくにつれて回転軸の径が小さくなるように形成された傾斜部と、を有してもよい。これにより、ロック部材にはロック孔に近づく向きに傾斜部から力が働き、ロック部材がロック孔に係合するまで確実にロック機構が移動される。

前記移動機構は、前記ロック機構の前記回転軸の径方向への移動を規制するとともに、前記ロック機構を前記回転軸の周方向にガイドするガイド部を有してもよい。これにより、簡易な構成でロック機構を回転軸の周方向へ移動させることができる。

前記ロック機構は、前記ロック部材を前記回転軸の径方向に移動させるソレノイドを有してもよい。これにより、一般的な減速機構を用いたロック機構と比較して、簡易な構成で応答性の高いロック動作を行うことができる。

本発明によれば、車両の不使用時におけるハンドルのロックがより確実に行われる。

以下、図面を参照しながら、本発明を実施するための最良の形態について詳細に説明する。なお、図面の説明において同一の要素には同一の符号を付し、重複する説明を適宜省略する。

（第１の実施の形態）
図１は、第１の実施の形態に係るロックシステムを備えるに好適なステアリングシステムの一例を模式的に示した構成概略図である。図２は、第１の実施の形態に係るステアリングシステムを説明するための機能ブロック図である。

ステアリングシステム１０は、ハンドルとしてのステアリングホイール１２の回転を前輪５４の動きに変換するシステムである。ステアリングシステム１０は、ステアリング装置８０と、ステアリング装置の動きを前輪の動きに変換するギヤ装置４０とを備える。

ステアリング装置８０は、ステアリングホイール１２、ステアリングシャフト１４、舵角センサ１６、イグニッションセンサ１８、ロック機構２０、トルクセンサ２４、電動パワーステアリング（Electric Power Steering：ＥＰＳ）機構３２、連結軸１７、およびＥＣＵ５６を有する。

ステアリングホイール１２は、車両室内に設けられ、運転者によって回転操作される。ステアリングシャフト１４は、ステアリングホイール１２とともに回転するように一端がステアリングホイール１２に連結されており、ステアリングホイール１２の回転を車輪側に伝達する回転軸として機能する。

舵角センサ１６は、ステアリングシャフト１４に設けられ、ステアリングホイール１２の操舵角および操舵方向を検出する。舵角センサ１６は、ＥＣＵ５６に接続されている。舵角センサ１６の検出結果は、ＥＣＵ５６に出力される。

イグニッションセンサ１８は、ユーザによるイグニッション（ＩＧ）キーのオンおよびオフの操作を検出する。イグニッションセンサ１８は、ＥＣＵ５６に接続されている。イグニッションセンサ１８の検出結果は、ＥＣＵ５６に出力される。

ロック機構２０は、車両の駐停車時や放置時等の不使用時にステアリングシャフト１４のロックを行うために、ステアリングシャフト１４と係合してステアリングシャフト１４の回転をロックする。ロック機構２０は、図２に示すように、ステアリングシャフト１４とロック機構２０とが係合可能なロック位置において、ステアリングシャフト１４の径方向に移動するロック部材と、ロック部材をステアリングシャフト１４に対して移動させるソレノイド６０と、ロック部材により正常にステアリングシャフト１４の回転がロックされているか否かを検出するロック検出センサ６２とを有する。ロック検出センサ６２は、ＥＣＵ５６に接続されている。ロック検出センサ６２の検出結果は、ＥＣＵ５６に出力される。なお、ロック機構２０の構造や動作の詳細は後述する。

トルクセンサ２４は、ステアリングシャフト１４に設けられ、ステアリングシャフト１４に与えられるトルクを検出する。トルクセンサ２４にはトーションバーが設けられている。トルクセンサ２４は、トーションバーの捻れ角度を検出することによってステアリングシャフト１４に与えられるトルクを検出する。トルクセンサ２４は、ＥＣＵ５６に接続されている。トルクセンサ２４の検出結果は、ＥＣＵ５６に出力される。

電動パワーステアリング機構３２は、トルクセンサ２４のギヤ装置４０側に設けられている。電動パワーステアリング機構３２は、モータ２８、減速機構２６、および角度センサ３０を有する。モータ２８のモータ軸は減速機構２６に接続されている。減速機構２６にはギヤが設けられ、ステアリングシャフト１４に設けられたギヤ部と噛合する。モータ２８が作動すると、その回転運動が減速機構２６によって減速され、ステアリングシャフト１４が回転駆動される。角度センサ３０は、モータ２８の回転角度を検出する。角度センサ３０は、ＥＣＵ５６に接続されている。角度センサ３０による検出結果は、ＥＣＵ５６に入力される。

ステアリングシャフト１４の他端は、ユニバーサルジョイント３４を介して連結軸１７の一端に連結されている。連結軸１７の他端にはピニオンギヤ（図示せず）が設けられている。

ギヤ装置４０は、ギヤボックス４４、操舵軸４６、タイロッド４８、ナックルアーム５０を含む。ギヤボックス４４は略円筒形状に形成され、軸方向が車両左右方向と平行となるように配置されている。ギヤボックス４４の内部には操舵軸４６が挿通されている。操舵軸４６は、両端がギヤボックス４４から突出するよう配置されている。操舵軸４６にはラックギヤが設けられている。連結軸１７のピニオンギヤと操舵軸４６のラックギヤがギヤボックス４４内部において噛合し、ラックアンドピニオン機構４２が構成されている。ラックアンドピニオン機構４２によって、ステアリングホイール１２の回転が操舵軸４６の軸方向の移動に変換される。

操舵軸４６の端部にはそれぞれタイロッド４８の一端が連結されている。タイロッド４８の他端は、前輪５４を支持するナックルアーム５０に連結されている。ナックルアーム５０は、キングピン５２を中心に回動可能に車両に取り付けられる。操舵軸４６が軸方向に移動すると、タイロッド４８を介してナックルアーム５０が回動され、前輪５４の向きが変わる。

また、本実施の形態に係るステアリングシステム１０は、図２に示すように、ロック機構２０をステアリングシャフト１４の周方向に移動させる移動モータ２２を備える。回転位置検出センサ５８は、ステアリングシャフト１４の周方向へのロック機構２０の回転位置を検出する。回転位置検出センサ５８は、ＥＣＵ５６に接続されている。回転位置検出センサ５８の検出結果は、ＥＣＵ５６に出力される。なお、移動モータ２２を含む移動機構の詳細については後述する。

ＥＣＵ５６は、舵角センサ１６およびトルクセンサ２４の検出結果を利用して、ステアリングシャフト１４を駆動する目標アシストトルクを算出する。ＥＣＵ５６は、算出した目標アシストトルクを発生させるための電流をモータ２８に供給するよう、制御電流を駆動回路６４に出力する。駆動回路６４は、ＥＣＵ５６から供給された制御電流に応じた電流をバッテリ６６からモータ２８に供給し、モータ２８を作動させる。

ＥＣＵ５６は、このように操舵角やトルクに応じてユーザによるステアリングホイール１２の操舵をアシストする。ＥＣＵ５６は、イグニッションセンサ１８によってイグニッションキーがオンにされたと検出されてからオフにされたと検出されるまでの間、ユーザによるステアリングホイール１２の操舵をアシストする操舵アシスト制御を実行する。

また、ＥＣＵ５６は、イグニッションセンサ１８、車輪速センサ３６、シフトポジションセンサ３８、トルクセンサ２４等の検出結果から、車両が走行中でない不使用時でありステアリングシャフト１４のロックが要求されていると判断した場合、ロック機構２０や移動モータ２２を駆動させるための電流をそれぞれに供給するために、制御電流を駆動回路６８に出力する。駆動回路６８は、ＥＣＵ５６から供給された制御電流に応じた電流をバッテリ６６からソレノイド６０や移動モータ２２に供給し、ソレノイド６０や移動モータ２２を作動させる。

（ロック機構）
次に、本実施の形態に係るロック機構の詳細について説明する。図３は、第１の実施の形態に係るロック機構の概略構成を示す断面図である。本実施の形態に係るロック機構２０は、ソレノイドを利用した直動型のアクチュエータであり、ソレノイド６０と、ソレノイド６０への通電に応じてステアリングシャフト１４の径方向に移動するロック部材としてのロックピン７０と、ロックピン７０により正常にステアリングシャフト１４の回転がロックされているか否かを検出するロック検出センサ６２と、ソレノイド６０、ロックピン７０およびロック検出センサ６２を収容するケース７２とを備える。

ロックピン７０は、ステアリングシャフト１４に対してロックピン７０が係合しているロック状態を検出するための第１の被検出部材７０ａと、ステアリングシャフト１４に対してロックピン７０が解除されているアンロック状態を検出するための第２の被検出部材７０ｂとを有する。

ロック検出センサ６２としては、例えば、光学式センサや磁気式センサを採用することができる。また、ロック検出センサ６２の方式に応じて、第１の被検出部材７０ａおよび第２の被検出部材７０ｂは、例えば、ロックピン７０の外周面と反射率が異なる部材や、ロックピン７０と透磁率の異なる部材を採用することができる。

（ロックシステム）
次に、本実施の形態に係るロックシステムについて詳細に説明する。図４は、第１の実施の形態に係るロックシステムの概略構成を示した模式図である。図５は、第１の実施の形態に係る移動機構を説明するための概略構成を示した模式図である。

本実施の形態に係るロックシステム１００は、図４に示すように、ステアリングホイール１２の回転を前輪５４側に伝達するステアリングシャフト１４と、ステアリングシャフト１４と係合してステアリングシャフト１４の回転をロックするロック機構２０と、ロック機構２０をステアリングシャフト１４の周方向に移動させる移動機構７４とを備える。ステアリングシャフト１４は、その外周面の周方向に複数のロック孔１４ａがロックピン７０と係合可能なように形成されている。ステアリングシャフト１４の外側には、車両本体に固定されているハウジング７８が配置されている。

また、図５に示すように、移動機構７４は、ロック機構２０をステアリングシャフト１４の周方向にガイドするガイド部としてのガイドレール７６と、ロック機構２０をガイドレール７６に沿ってステアリングシャフト１４の周方向に移動させる動力源としての移動モータ２２と、を有している。ハウジング７８の外周面には複数のギヤ歯７８ａが環状に設けられている。移動モータ２２の回転軸２２ａは、ステアリングシャフト１４の周方向に移動可能な状態でガイドレール７６に支持されている。また、歯車８２は、回転軸２２ａの端部に固定されており、移動モータ２２の駆動により回転される。

本実施の形態に係る移動機構７４は、ステアリングシャフト１４の回転のロックが要求された場合、ステアリングシャフト１４とロック機構２０とが係合可能なロック位置にロック機構２０を移動させる。これにより、車両の不使用時のようにステアリングシャフト１４の回転のロックが要求された場合、ステアリングシャフト１４を回転させることなくロック機構２０が所定のロック位置に移動されるので、ステアリングホイール１２のロックがより確実に行われる。

また、移動機構７４は、移動モータ２２を駆動することで歯車８２とギヤ歯７８ａが噛み合い、ロック機構２０をハウジング７８に対してガイドレール７６に沿って移動させることができる。これにより、簡易な構成でロック機構２０を回転軸の周方向へ移動させることができる。

本実施の形態に係るロック機構２０は、ロックピン７０とロック孔１４ａとの位相が同期しているロック位置においてステアリングシャフト１４の径方向に移動するロックピン７０と、ステアリングシャフト１４の外周部に形成されたロック孔１４ａに対してロックピン７０が係合するようにロックピン７０を移動させるソレノイド６０とを有しているので、一般的な減速機構を用いたロック機構と比較して、簡易な構成で応答性の高いロック動作を行うことができる。

（ロックシステムのロック／アンロック動作）
図６は、第１の実施の形態に係るロックシステム１００のロック動作を示すフローチャートである。本フローチャートにおける処理は、イグニッションキーがオンにされたときに開始される。なお、ロックシステム１００は、イグニッションキーのオンに連動させてロックシステムのロック動作を開始する代わりに、イグニッションキーとは別に設けられたロックスイッチを操作することによりロック動作を開始するように構成されていてもよい。

ＥＣＵ５６は、イグニッションセンサ１８の検出結果を利用してイグニッションキーがオフにされたか否かを判定することにより（Ｓ１０）、ロック機構２０によるステアリングシャフト１４の回転のロックが要求されているか否かを判定する。

イグニッションキーがオフにされていないと判定された場合（Ｓ１０のＮｏ）、ＥＣＵ５６は、ロック機構２０によるステアリングシャフト１４の回転のロックが要求されていないと判定し、引き続きイグニッションキーがオフにされたか否かを所定時間ごとに判定する。イグニッションキーがオフにされたと判定された場合（Ｓ１０のＹｅｓ）、ＥＣＵ５６は、ロック機構２０によるステアリングシャフト１４の回転のロックが要求されていると判定し、車輪速センサ３６やシフトポジションセンサ３８の検出結果を利用して車速が０でシフトポジションがＰレンジであるか否かを判定する（Ｓ１２）。

車速が０でない、あるいは、シフトポジションがＰレンジでないと判定された場合（Ｓ１２のＮｏ）、ロックシステム１００を動作させるのは適当ではないため、再度Ｓ１０の処理に戻る。これにより、誤って走行中にイグニッションキーがオフにされても、ロックシステム１００が動作することを防止することができる。

一方、車速が０である、かつ、シフトポジションがＰレンジであると判定された場合（Ｓ１２のＹｅｓ）、不図示の報知手段によりロックシステム１００の動作が開始させることが運転者や乗員に対して警告される（Ｓ１４）。報知手段としては、音声を発するスピーカ、操作パネルの所定箇所に設けられている点灯部、液晶ディスプレイ等の表示部を適宜選択することができる。

報知手段による警告が開始された後、ＥＣＵ５６は、駆動回路６８を介して移動モータ２２を制御し、ロック機構２０をロックピン７０とロック孔１４ａとが係合可能なロック位置まで移動させる（Ｓ１６）。この際、ＥＣＵ５６は、舵角センサ１６の検出結果に基づくステアリングシャフト１４の回転位置の情報と回転位置検出センサ５８の検出結果に基づくロック機構２０の回転位置の情報とに基づいて移動モータ２２によるロック機構２０の移動を制御するとよい。これにより、イグニッションオフ時のステアリングシャフト１４の回転位置やロック機構２０の位置にかかわらずロック機構２０をロック位置に精度良く移動させることができ、車両の不使用時におけるハンドルのロックがより確実に行われる。

ロック機構２０が所望のロック位置まで移動されると、ＥＣＵ５６は、駆動回路６８を介してソレノイド６０に通電し、ロックピン７０がロック孔１４ａに挿入されるようにロック機構２０を制御する（Ｓ１８）。そして、ロック検出センサ６２の検出結果により、ロックピン７０がロック孔１４ａに対して正常に挿入されロックが完了されているか否かを判定する（Ｓ２０）。ロックが完了されていると判定された場合（Ｓ２０のＹｅｓ）、報知手段によるロック動作の警告が解除され（Ｓ２２）、ロック動作の処理が終了する。

ロックが完了されていないと判定された場合（Ｓ２０のＮｏ）、例えば、ロックピン７０とロック孔１４ａとの位相が合っていないため、ロックピン７０がステアリングシャフト１４の外周面にぶつかりロック検出センサ６２により第１の被検出部材７０ａが検出されない場合が考えられる。この場合、ＥＣＵ５６は、舵角センサ１６の検出結果に基づくステアリングシャフト１４の回転位置の情報と回転位置検出センサ５８の検出結果に基づくロック機構２０の回転位置の情報とに基づいて再度移動モータ２２によるロック機構２０の移動を制御する。これにより、何らかの原因でロックピン７０がロック孔１４ａに挿入されずにロック動作が完了されていない状態で車両が放置されることが防止され、盗難防止の効果を更に高めることができる。

図７は、第１の実施の形態に係るロックシステム１００のアンロック動作を示すフローチャートである。本フローチャートにおける処理は、イグニッションキーがオフにされたときに開始する。

ＥＣＵ５６は、イグニッションセンサ１８の検出結果を利用してイグニッションキーがオンにされたか否かを判定する（Ｓ３０）。イグニッションキーがオンにされていないと判定された場合（Ｓ３０のＮｏ）、ＥＣＵ５６は、ロック機構２０によるステアリングシャフト１４の回転のアンロックが要求されていないと判定し、引き続きイグニッションキーがオンにされたか否かを所定時間ごとに判定する。

イグニッションキーがオンにされたと判定された場合（Ｓ３０のＹｅｓ）、ＥＣＵ５６は、ロック機構２０によるステアリングシャフト１４の回転のアンロックが要求されていると判定し、その時点でロック状態になっているか否かを判定する（Ｓ３２）。

ロック検出センサ６２の検出結果に基づいてロック状態でないと判定された場合（Ｓ３２のＮｏ）、これ以降のアンロック動作は必要ないため、そのままエンジンが始動される（Ｓ４２）。一方、ロック検出センサ６２の検出結果に基づいてロック状態であると判定された場合（Ｓ３２のＹｅｓ）、不図示の報知手段によりロックシステム１００によるアンロック動作が開始させることが運転者や乗員に対して警告される（Ｓ３４）。

報知手段による警告が開始された後、ＥＣＵ５６は、駆動回路６８を介してソレノイド６０に通電し、ロックピン７０がロック孔１４ａから抜き出されるようにロック機構２０を制御する（Ｓ３６）。そして、ロック検出センサ６２の検出結果により、ロックピン７０がロック孔１４ａに対して正常に抜き出されアンロックが完了されているか否かを判定する（Ｓ３８）。アンロックが完了されていると判定された場合（Ｓ３８のＹｅｓ）、報知手段によるアンロック動作の警告が解除され（Ｓ４０）、エンジンが始動され（Ｓ４２）、アンロック動作の処理が終了する。

アンロックが完了されていないと判定された場合（Ｓ３８のＮｏ）、例えば、ロック中における運転者のステアリングホイール１２の操作によりロックピン７０がロック孔１４ａの壁面に押し付けられ、摩擦によりロックピン７０がロック孔１４ａからうまく抜き出されない場合が考えられる。この場合、ＥＣＵ５６は、再度、駆動回路６８を介してソレノイド６０に通電し、ロックピン７０がロック孔１４ａから抜き出されるようにロック機構２０を制御する（Ｓ３６）。そして、ＥＣＵ５６は、ロック検出センサ６２により第２の被検出部材７０ｂが検出されアンロックが完了するまで同様の処理を繰り返す。これにより、アンロックが完了されていない状態でエンジンが始動されることを防止することができる。

（第２の実施の形態）
図８は、第２の実施の形態に係るロックシステムの概略構成を示した模式図である。図９は、第２の実施の形態に係るステアリングシステムを説明するための機能ブロック図である。本実施の形態に係るロックシステムを備えるに好適なステアリングシステムは、図１におけるステアリングシステム１０とほぼ同様なためその説明を省略する。また、本実施の形態に係るロック機構は、図３におけるロック機構２０とほぼ同様なためその説明を省略する。なお、図９に示す機能ブロック図は、図２に示す機能ブロック図に対して、回転位置検出センサ５８と移動モータ２２とが設けられていない点を除いてほぼ同様なためその説明を省略する。その他、第１の実施の形態と同様の内容については適宜説明を省略する。

本実施の形態に係るロックシステム２００は、図８に示すように、ステアリングホイール１２の回転を前輪５４側に伝達するステアリングシャフト１４と、ステアリングシャフト１４と係合してステアリングシャフト１４の回転をロックするロック機構２０と、ロック機構２０をステアリングシャフト１４の周方向に移動させる移動機構１７４とを備える。ステアリングシャフト１４は、その外周面の周方向に複数のロック孔１１４ａがロックピン７０と係合可能なように形成されている。

本実施の形態に係る移動機構１７４は、ステアリングシャフト１４の回転のロックが要求された場合、ロックピン７０がステアリングシャフト１４を付勢している際にステアリングシャフト１４から受ける力によりロック機構２０をステアリングシャフト１４とロックピン７０とが係合可能なロック位置に移動させるように構成されている。

これにより、車両の不使用時のようにステアリングシャフト１４の回転のロックが要求された場合、ステアリングシャフト１４を回転させることなくロック機構２０が所定のロック位置に移動されるので、ハンドルのロックがより確実に行われる。また、ロックピン７０がステアリングシャフト１４を付勢している際にステアリングシャフト１４から受ける力を利用してロック機構２０がステアリングシャフト１４の周方向に移動される。そのため、ロック動作が要求された際にロック機構２０をロック位置に移動させるためのモータのような動力源が必要なく、簡易な構成でロック機構２０をステアリングシャフト１４の周方向へ移動させることができる。

具体的には、本実施の形態に係る移動機構１７４は、ロック機構２０をステアリングシャフト１４の周方向にガイドするガイドレール１７６をステアリングシャフト１４の外周面に沿って配置している。ガイドレール１７６は、不図示のハウジングに設けられており、ハウジングは車両本体に固定されている。

ロック機構２０は、ガイドレール１７６と係合する凸部２０ｂが設けられている。そして、ロック機構２０は、凸部２０ｂがガイドレール１７６と係合することでステアリングシャフト１４の径方向への動きが規制されるとともに、ステアリングシャフト１４の周方向への移動が可能となる。このように、本実施の形態に係るロックシステム２００は、簡易な構成でロック機構２０をステアリングシャフト１４の周方向へ移動させることができる。

また、ステアリングシャフト１４は、ステアリングシャフト１４の周方向にロックピン７０が係合可能なように形成された複数のロック孔１１４ａと、ロックピン７０の移動方向Ｘ１に対して斜めに、かつ、ロック孔１１４ａに近づくにつれてステアリングシャフト１４の径が小さくなるように形成された傾斜部１１４ｂとを有する。

ロック動作が要求された際、ロックピン７０とロック孔１１４ａとの位相が一致していない場合、ソレノイド６０が制御されてロックピン７０の突出量が増加すると、ロックピン７０が傾斜部１１４ｂに当接する。そのため、ロックピン７０は、傾斜部１１４ｂから受ける反力によりロック孔１１４ａに近づく向きＸ２に力が働き、ロック機構２０が周方向Ｘ３に移動する。これにより、ロック機構２０は、ロックピン７０とロック孔１１４ａとが係合するロック位置まで他の動力源を用いることなく確実に移動される。

また、本実施の形態に係るステアリングシャフト１４は、２つの傾斜部１１４ｂの間にロック孔１１４ａが設けられた領域が全周にわたり形成されている。そのため、ロック機構２０がステアリングシャフト１４の周方向のどの位置にあっても、ロック機構２０を移動させる動力源を用いることなく、ステアリングホイール１２のロックをより確実に行うことができる。

本実施の形態に係るロックシステム２００のロック動作は、図６に示す第１の実施の形態に係るロックシステム１００のロック動作とほぼ同様であるが、ロック機構２０を移動モータ２２を用いて移動させるＳ１６の処理が必要ない。そのため、ロックシステム２００は、簡易な構成で応答性の高いロック動作を行うことができる。

（第３の実施の形態）
図１０は、第３の実施の形態に係るロックシステムの概略構成を示した断面図である。図１１は、第３の実施の形態に係るロックピンの概略構成を示した斜視図である。本実施の形態に係るロックシステムを備えるに好適なステアリングシステムは、図１におけるステアリングシステム１０とほぼ同様なためその説明を省略する。また、本実施の形態に係るステアリングシステムの機能ブロック図は、図９で説明した第２の実施の形態に係る機能ブロック図と同様なためその説明を省略する。その他、前述の各実施の形態と同様の内容については適宜説明を省略する。

本実施の形態に係るロック機構１２０は、ソレノイドを利用した直動型のアクチュエータであり、ソレノイド６０と、ソレノイド６０への通電に応じてステアリングシャフト１４の径方向に移動するロック部材としてのロックピン１７０と、ロックピン１７０により正常にステアリングシャフト１４の回転がロックされているか否かを検出するロック検出センサ６２と、ソレノイド６０、ロックピン１７０およびロック検出センサ６２を収容するケース１７２とを備える。

ロックピン１７０は、ステアリングシャフト１４に対してロックピン１７０が係合しているロック状態を検出するための第１の被検出部材７０ａと、ステアリングシャフト１４に対してロックピン７０が解除されているアンロック状態を検出するための第２の被検出部材７０ｂとを有する。

本実施の形態に係るロックシステム３００は、図１０に示すように、ステアリングホイール１２の回転を前輪５４側に伝達するステアリングシャフト１４と、ステアリングシャフト１４と係合してステアリングシャフト１４の回転をロックするロック機構１２０とを備える。ステアリングシャフト１４は、その外周面の周方向に複数のロック孔２１４がロックピン１７０と係合可能なように形成されている。ステアリングシャフト１４の外側には、車両本体に固定されているハウジング１７８が配置されている。

図１１に示すように、ロックピン１７０は、ソレノイド６０から駆動力を受ける本体部１７０ａと、本体部１７０ａより小径で本体部１７０ａのステアリングシャフト１４側に設けられた小径部１７０ｂと、ロック孔２１４と係合しロックされるように小径部１７０ｂの先端部に設けられたロック部１７０ｃとを有する。ロック部１７０ｃは、方向によって直径が異なる異方性形状であり、本実施の形態では楕円形状をしている。ロック部１７０ｃの先端側には、ロックピン１７０がロック孔２１４と係合する際の衝突音を抑制するための消音部材１７０ｄが設けられている。消音部材１７０ｄは、例えば、ゴムのような弾性体や樹脂が好ましい。

図１２は、ロック部１７０ｃとロック孔２１４との関係を示すための模式図である。ロック部１７０ｃと係合するロック孔２１４は、ロック部１７０ｃが侵入可能な大きさで形成された開口部２１４ａと、開口部２１４ａより内部に開口部２１４ａの開口幅Ｗ１より広い幅Ｗ２で形成された係合部２１４ｂとを有する。

ロック部１７０ｃの短径の長さＬ１は、ロック部１７０ｃが開口部２１４ａに侵入可能な程度に、開口部２１４ａの開口幅Ｗ１より小さくなるように設定されている。また、ロック部１７０ｃの長径の長さＬ２は、開口幅Ｗ１より大きく、かつ、係合部２１４ｂの幅Ｗ２より小さく設定されている。

ロックピン１７０の外周面には、ガイド溝１８０が形成されている。また、ケース１７２の内周面には、ガイド溝１８０にはまるガイドピン１８２が設けられている。ガイド溝１８０は、ロックピン１７０の先端側から後端側に向かってロックピン１７０の軸方向と平行に形成された直線部１８０ａと、直線部１８０ａの後端側からロックピン１７０の周方向に螺旋状に設けられた螺旋部１８０ｂと、螺旋部１８０ｂの後端側からロックピン１７０の先端側に向かってロックピン１７０の軸方向と平行に形成された固定部１８０ｃとを有する。ガイド溝１８０には、ガイドピン１８２と係合する際の摺擦音を抑制するための部材を設けるとよい。このような部材としては、例えば、摩擦係数の低い樹脂が好ましい。

次に、本実施の形態に係るロックシステム３００の動作について説明する。ロックシステム３００は、ステアリングシャフト１４の回転のロックが要求された場合、ソレノイド６０に通電し、ロックピン１７０をステアリングシャフト１４側に送り出す力を発生させる。ロックピン１７０は、ガイドピン１８２にガイド溝１８０の直線部１８０ａが係合した状態で矢印Ｙの方向に回転せずに直線移動する。その際、ロック部１７０ｃは、開口部２１４ａに侵入した後、係合部２１４ｂに到達する。

ロックピン１７０が更にステアリングシャフト１４側に送り出されると、ガイドピン１８２にガイド溝１８０の螺旋部１８０ｂが係合されるようになるため、ロックピン１７０が矢印Ｒ方向に回転し始める。そして、ロック部１７０ｃは、係合部２１４ｂの空間内で回転し、図１０や図１２の点線で示す位置になることで、開口幅Ｗ１より大きい長径部が開口部２１４ａから抜け出なくなる。

その後、ロックシステム３００は、ロックピン１７０をステアリングシャフト１４側から抜き出す向きの力を発生するようにソレノイド６０を制御する。これにより、ロックピン１７０は、ガイドピン１８２にガイド溝１８０の固定部１８０ｃが係合するようになる。固定部１８０ｃは、ロックピン１７０の軸方向と平行に形成されているため、ガイドピン１８２と固定部１８０ｃとが係合している状態では、ロックピン１７０は回転しない。そのため、本実施の形態に係るロックシステム３００は、何らかの要因によりロックピン１７０を回転する力が加わっても、ロック部１７０ｃがロック孔２１４から外れることはなく、確実にロック状態を維持することができる。

なお、上述の実施の形態では、ロックピン１７０の外周面に形成されたガイド溝１８０とケース１７２の内周面に設けられたガイドピン１８２との係合によりロックピン１７０が回転する構成について説明したが、ロックピン１７０の外周面に設けられたガイドピンとケース１７２の内周面に形成されたガイド溝との係合によりロックピン１７０が回転する構成としてもよい。

図１３は、第３の実施の形態に係るロックシステム３００のロック動作を示すフローチャートである。本フローチャートにおける処理は、イグニッションキーがオンにされたときに開始される。

Ｓ５０からＳ５４の処理は、第１の実施の形態で説明したＳ１０からＳ１４までの処理と同様なため説明を省略する。

Ｓ５４において報知手段による警告が開始された後、ＥＣＵ５６は、トルクセンサ２４から入力された検出結果に基づいて操舵入力が有るか否かを判定する（Ｓ５６）。操舵入力が有ると判定された場合（Ｓ５６のＹｅｓ）、運転者がステアリングホイール１２を操作していることが想定されるため、運転者がステアリングホイール１２の操作をやめるまでＳ５４の処理を繰り返し警告を続ける。これにより、運転者がステアリングホイール１２を操作中に、後述する電動パワーステアリング機構３２の作動によるステアリングホイール１２を回転する力の発生を防止することができる。

操舵入力がないと判定された場合（Ｓ５６のＮｏ）、ＥＣＵ５６は、駆動回路６４を介して電動パワーステアリング機構３２のモータ２８を制御し、ステアリングシャフト１４をロックピン１７０とロック孔２１４とが係合可能なロック位置まで移動させる（Ｓ５８）。本実施の形態に係るロック位置は、ステアリングシャフト１４の周方向に対するロックピン１７０とロック孔２１４との位相が一致する位置である。この際、ＥＣＵ５６は、舵角センサ１６の検出結果に基づくステアリングシャフト１４の回転位置の情報に基づいてモータ２８によるステアリングシャフト１４の回転を制御するとよい。これにより、イグニッションオフ時のステアリングシャフト１４の回転位置にかかわらずステアリングシャフト１４をロック位置に精度良く移動させることができ、車両の不使用時におけるハンドルのロックがより確実に行われる。

ステアリングシャフト１４が所望のロック位置まで移動されると、ＥＣＵ５６は、駆動回路６８を介してソレノイド６０に通電し、ロックピン７０がロック孔２１４に挿入されるようにロック機構１２０を制御する（Ｓ６０）。そして、ロック検出センサ６２の検出結果により、ロックピン７０がロック孔２１４に対して正常に挿入されロックが完了されているか否かを判定する（Ｓ６２）。ロックが完了されていると判定された場合（Ｓ６２のＹｅｓ）、電動パワーステアリング機構３２の作動が停止するとともに（Ｓ６４）、報知手段によるロック動作の警告が解除され（Ｓ６６）、ロック動作の処理が終了する。

ロックが完了されていないと判定された場合（Ｓ６２のＮｏ）、例えば、ロックピン１７０とロック孔２１４との位相が合っていないため、ロックピン１７０がステアリングシャフト１４の外周面にぶつかりロック検出センサ６２により第１の被検出部材７０ａが検出されない場合が考えられる。この場合、ＥＣＵ５６は、舵角センサ１６の検出結果に基づくステアリングシャフト１４の回転位置の情報に基づいて再度モータ２８によるステアリングシャフト１４の回転を制御する。これにより、何らかの原因でロックピン１７０がロック孔２１４に挿入されずにロック動作が完了されていない状態で車両が放置されることが防止され、盗難防止の効果を更に高めることができる。

図１４は、第３の実施の形態に係るロックシステム３００のアンロック動作を示すフローチャートである。本フローチャートにおける処理は、イグニッションキーがオフにされたときに開始する。

Ｓ７０からＳ７４の処理は、第１の実施の形態で説明したＳ３０からＳ３４までの処理と同様なため説明を省略する。

Ｓ７４において報知手段による警告が開始された後、ＥＣＵ５６は、トルクセンサ２４から入力された検出結果に基づいて操舵入力が有るか否かを判定する（Ｓ７６）。操舵入力が有ると判定された場合（Ｓ７６のＹｅｓ）、運転者がステアリングホイール１２を操作していることが想定されるため、運転者がステアリングホイール１２の操作をやめるまでＳ７４の処理を繰り返し警告を続ける。これにより、運転者がステアリングホイール１２を操作中に、後述する電動パワーステアリング機構３２の作動によるステアリングホイール１２を回転する力の発生を防止することができる。

操舵入力がないと判定された場合（Ｓ７６のＮｏ）、ＥＣＵ５６は、駆動回路６８を介してソレノイド６０に通電し、ロックピン１７０がロック孔２１４から抜き出されるようにロック機構１２０を制御する（Ｓ７８）。

そして、ロック検出センサ６２の検出結果により、ロックピン１７０がロック孔２１４に対して正常に抜き出されアンロックが完了されているか否かを判定する（Ｓ８０）。アンロックが完了されていると判定された場合（Ｓ８０のＹｅｓ）、報知手段によるアンロック動作の警告が解除され（Ｓ８２）、エンジンが始動され（Ｓ８４）、アンロック動作の処理が終了する。

アンロックが完了されていないと判定された場合（Ｓ８０のＮｏ）、例えば、ロック中における運転者のステアリングホイール１２の操作によりロックピン１７０がロック孔２１４の壁面に押し付けられ、摩擦によりロックピン１７０がロック孔２１４からうまく抜き出されない場合が考えられる。この場合、ＥＣＵ５６は、再度、駆動回路６８を介してソレノイド６０に通電し、ロックピン１７０がロック孔２１４から抜き出されるようにロック機構１２０を制御する（Ｓ７８）。

なお、ロックピン１７０がロック孔２１４の壁面に押し付けられているような場合、Ｓ７８の処理に先立ち、電動パワーステアリング機構３２によりステアリングシャフト１４をわずかに回転させてもよい。これにより、それまでロック孔２１４の壁面に押し付けられていたロックピン１７０が離間し抜き出しやすくなる。

ＥＣＵ５６は、ロック検出センサ６２により第２の被検出部材７０ｂが検出されアンロックが完了するまで同様の処理を繰り返す。これにより、アンロックが完了されていない状態でエンジンが始動されることを防止することができる。

以上、本発明を上述の各実施の形態を参照して説明したが、これは例示であり、本発明は上述の各実施の形態に限定されるものではなく、各実施の形態の構成を適宜組み合わせたものや置換したものについても本発明に含まれるものである。また、当業者の知識に基づいて各種の設計変更等の変形を各実施の形態に対して加えることも可能であり、そのような変形が加えられた実施の形態も本発明の範囲に含まれうる。

第１の実施の形態に係るロックシステムを備えるに好適なステアリングシステムの一例を模式的に示した構成概略図である。 第１の実施の形態に係るステアリングシステムを説明するための機能ブロック図である。 第１の実施の形態に係るロック機構の概略構成を示す断面図である。 第１の実施の形態に係るロックシステムの概略構成を示した模式図である。 第１の実施の形態に係る移動機構を説明するための概略構成を示した模式図である。 第１の実施の形態に係るロックシステムのロック動作を示すフローチャートである。 第１の実施の形態に係るロックシステムのアンロック動作を示すフローチャートである。 第２の実施の形態に係るロックシステムの概略構成を示した模式図である。 第２の実施の形態に係るステアリングシステムを説明するための機能ブロック図である。 第３の実施の形態に係るロックシステムの概略構成を示した断面図である。 第３の実施の形態に係るロックピンの概略構成を示した斜視図である。 ロック部とロック孔との関係を示すための模式図である。 第３の実施の形態に係るロックシステムのロック動作を示すフローチャートである。 第３の実施の形態に係るロックシステムのアンロック動作を示すフローチャートである。

符号の説明

１０ ステアリングシステム、 １２ ステアリングホイール、 １４ ステアリングシャフト、 １４ａ ロック孔、 １６ 舵角センサ、 １７ 連結軸、 １８ イグニッションセンサ、 ２０ ロック機構、 ２２ 移動モータ、 ２４ トルクセンサ、 ３２ 電動パワーステアリング機構、 ３６ 車輪速センサ、 ３８ シフトポジションセンサ、 ５６ ＥＣＵ、 ５８ 回転位置検出センサ、 ６０ ソレノイド、 ６２ ロック検出センサ、 ７０ ロックピン、 ７４ 移動機構、 ７６ ガイドレール、 ８０ ステアリング装置、 １００ ロックシステム、 １１４ａ ロック孔、 １１４ｂ 傾斜部。

Claims (8)

1. ハンドル側の回転を車輪側に伝達する回転軸と、
   前記回転軸と係合して該回転軸の回転をロックするロック機構と、
   前記ロック機構を前記回転軸の周方向に移動させる移動機構と、を備え、
   前記移動機構は、前記回転軸の回転のロックが要求された場合、前記回転軸と前記ロック機構とが係合可能なロック位置に前記ロック機構を移動させることを特徴とするロックシステム。
2. 前記移動機構は、
   前記ロック機構を前記回転軸の周方向にガイドするガイド部と、
   前記ロック機構を前記ガイド部に沿って前記回転軸の周方向に移動させる動力源と、
   を有することを特徴とする請求項１に記載のロックシステム。
3. 回転軸の回転位置の情報とロック機構の回転位置の情報とに基づいて前記動力源による前記ロック機構の移動を制御する制御部を更に備えることを特徴とする請求項２に記載のロックシステム。
4. 前記ロック機構は、
   前記ロック位置において前記回転軸の径方向に移動するロック部材と、
   前記回転軸の外周部に形成されたロック孔に対して前記ロック部材が係合するように該ロック部材を移動させるソレノイドと、
   を有することを特徴とする請求項１乃至３のいずれかに記載のロックシステム。
5. ハンドル側の回転を車輪側に伝達する回転軸と、
   前記回転軸と係合して該回転軸の回転をロックするロック部材を有するロック機構と、
   前記ロック機構を前記回転軸の周方向に移動させる移動機構と、を備え、
   前記移動機構は、前記回転軸の回転のロックが要求された場合、前記ロック部材が前記回転軸を付勢している際に該回転軸から受ける力により前記ロック機構を前記回転軸と前記ロック部材とが係合可能なロック位置に移動させるように構成されていることを特徴とするロックシステム。
6. 前記回転軸は、
   前記ロック部材が係合可能なように該回転軸の周方向に形成された複数のロック孔と、
   前記ロック部材の移動方向に対して斜めに、かつ、前記ロック孔に近づくにつれて回転軸の径が小さくなるように形成された傾斜部と、
   を有することを特徴とする請求項５に記載のロックシステム。
7. 前記移動機構は、前記ロック機構の前記回転軸の径方向への移動を規制するとともに、前記ロック機構を前記回転軸の周方向にガイドするガイド部を有することを特徴とする請求項５または６に記載のロックシステム。
8. 前記ロック機構は、前記ロック部材を前記回転軸の径方向に移動させるソレノイドを有することを特徴とする請求項５乃至７のいずれかに記載のロックシステム。

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