JP2019156238A - ロック装置及びロック装置の故障判定方法 - Google Patents

Abstract

【課題】ロック装置の故障要因を把握する精度を向上させること。【解決手段】ロック対象物をロックするロック位置とアンロックするアンロック位置との間を移動するロック部と、駆動力を受けることでロック部に対して相対的に移動する相対移動状態と、ロック部とともに移動することでロック部をロック位置またはアンロック位置に向けて移動させる一体移動状態とで変移するロックストッパ、及び駆動力をロックストッパに伝達することでロックストッパを移動させる伝達部を有する駆動部と、ロックストッパまたは伝達部の動作に応じて出力値Ｓｃが変化する第１の検出部３２ａと、出力値Ｓｃの変化に基づいて故障判定を実施する制御部と、を備えるロック装置。【選択図】図２

Description

本発明は、ロック装置に関するものである。

従来、ロック対象物をロックまたはアンロックするロック装置が周知である。
例えば、特許文献１に記載されるようなロック対象物をステアリングシャフトとする電動ステアリングロック装置が知られている。電動ステアリングロック装置は、ステアリングシャフトの回転をロックまたはアンロックすることでステアリングホイールの操作をロックまたはアンロックするものである。

図３（ａ）及び図３（ｂ）に示すように、電動ステアリングロック装置は、ロック位置及びアンロック位置の間を移動するロック部と、ロック部を移動させる駆動部とを有している。

ロック部は、電動ステアリングロック装置のハウジングに設けられた孔部の内部に往復動可能に挿通されている。ロック部には、貫通孔が設けられている。ロック部の貫通孔には、駆動部のロックストッパの挿入部が挿入されていて、ロック部の貫通孔とロックストッパの挿入部との間には、所定の隙間が形成されている。ロック部の貫通孔にロックストッパが挿通された状態で、ロック部の貫通孔とロックストッパの挿入部との間にはコイルばねが圧縮された状態で設けられている。コイルばねは、ロックバーを常にロック位置に向けて付勢している。駆動部は、モータと、ギア部と、回転シャフトと、ロックストッパを有している。回転シャフトは、モータとロックストッパとの間に架設されている。回転シャフトは、モータの回転軸の回転及びギア部の回転に応じて回転する。回転シャフトとロックストッパの連結部分にはボールねじ機構が構成されているため、回転シャフトの回転に伴いロックストッパが往復直線運動する。なお、モータと、ギア部と、回転シャフトとは、モータの駆動力をロックストッパに伝達することでロックストッパを移動させる伝達部をなしている。

図３（ａ）及び図３（ｂ）に示すように、ロック部をロック位置に移動させる場合、ロックストッパは、ステアリングシャフトに近づく方向（図３（ａ）の右方向）に向けて移動する。ロックストッパの移動に伴い、コイルばねの弾性力によりロック部の先端部がステアリングシャフトの凹部に進入する。そのため、ステアリングシャフトの回転が規制され、ステアリングシャフトの回転がロックされ、ステアリングホイールの操作がロックされる。

ロック部をアンロック位置に移動させる場合、ロックストッパは、ステアリングシャフトから離間する方向（図３（ｂ）の左側）に向けて移動する。このとき、ロックストッパは、ロック部に対して相対的に移動する。ロックストッパの移動に伴い、ロックストッパがロック部の貫通孔の内周面に当接する。ロックストッパとロック部とが互いに当接している状態で、ロックストッパがステアリングシャフトから離間する方向に向けてロック部とともに移動すると、ロック部の先端部がステアリングシャフトの凹部から離脱する。そのため、ステアリングシャフトが回転自在となり、ステアリングホイールの操作がアンロックされる。

特開２０１４−１１３８３３号公報

図３（ａ）に示すように、例えば、ロック部がロック位置にある場合、ステアリングホイールが操作されることによりステアリングシャフトの凹部がステアリングシャフトの回転方向（図３（ａ）の矢印Ａ方向）に向けてロック部の先端部に押し付けられることが考えられる。ロック部の先端部が押圧されることで、ロック部をアンロック位置に移動させようとしてもロック部の先端部とステアリングシャフトの凹部との間に摩擦が生じ、ロック部がロック位置から移動しないことがある。

また、図３（ｂ）に示すように、例えば、ロック部がアンロック位置にある場合、外力によりロック部が傾斜し、ロック部とハウジングの孔部の内周面との間に摩擦が生じ、ロック部がアンロック位置から移動しないことがある。

また、例えば、モータのマグネット割れ等の故障によりモータが回転しない場合、ロックストッパが往復直線運動しないため、ロック部はロック位置またはアンロック位置から移動しないことがある。

ここで、一般的に電動ステアリングロック装置の故障判定として、ロック位置からアンロック位置へのロックストッパの移動時間、アンロック位置からロック位置へのロックストッパの移動時間が閾値を超える場合、電動ステアリングロック装置が故障していると判定する技術が知られている。この技術では、ロック部の故障に基づく場合であっても、駆動部の故障に基づく場合であっても、ロックストッパの移動時間が閾値を超えることにより、電動ステアリングロック装置の故障が判定される。

しかし、上記の故障判定では、電動ステアリングロック装置における駆動部からロック部にかけて形成される駆動力伝達系のどの部分で故障しているかを判定することは難しい。また、上記の故障判定を用いてロック部の故障及び駆動部の故障を切り分けることが難しいという観点では、電動ステアリングロック装置に限らず、ロック対象物をロックまたはアンロックするロック装置であれば同様の課題が生じうる。

本発明の目的は、ロック装置の故障要因を把握する精度を向上させることにある。

上記目的を達成し得るロック装置は、ロック対象物をロックするロック位置とアンロックするアンロック位置との間を移動するロック部と、駆動力を受けることで前記ロック部に対して相対的に移動する相対移動状態と、前記ロック部とともに移動することで前記ロック部を前記ロック位置または前記アンロック位置に向けて移動させる一体移動状態とで変移する変移部、及び前記駆動力を前記変移部に伝達することで前記変移部を移動させる伝達部を有する駆動部と、前記変移部または前記伝達部の動作に応じて出力値が変化する検出部と、前記出力値の変化に基づいて故障判定を実施する制御部と、を備える。

この構成によれば、制御部は、ロック部に対する変移部の移動または変位部を動作させる伝達部の動作による出力値の変化に基づいて故障判定を実施する。特に、検出部から出力される出力値には、ロック部に対する変移部の移動態様または伝達部の動作態様が反映されていることから、変移部の移動態様または伝達部の動作態様に応じて、駆動力伝達系におけるどの部分で故障が発生したのかを把握することが可能となる。

上記構成において、前記制御部は、前記駆動部の駆動を制御するとともに前記駆動部の始動時に出力される前記出力値としての第１の出力値と、前記第１の出力値が出力された後から前記駆動部の停止時までに出力される前記出力値としての第２の出力値とに基づいて故障判定を実施することが好ましい。

この構成によれば、故障判定を実施する場合に第１の出力値と第２の出力値とに基づくことによって、ロック装置の駆動力伝達系において、どの部分で故障が発生したのかの推定精度を向上させることができる。

上記構成において、前記制御部は、前記出力値の変化としての前記第１の出力値と前記第２の出力値との差分の大きさが閾値を超えるか否かに基づいて故障判定を実施することが好ましい。

この構成によれば、閾値の設定の仕方によってロック装置の駆動力伝達系における伝達部のどこかで故障が発生していることを判別することが可能である。
上記構成において、前記制御部は、前記閾値を「０」として設定していることが好ましい。

この構成によれば、駆動部の伝達部に関わる故障であることを判別することができる。
上記構成において、前記ロック装置は、ステアリングロック装置に具体化できる。

本発明のロック装置によれば、ロック装置の故障要因を把握する精度を向上させることができる。

（ａ）は、一実施形態のロック位置のステアリングロック装置の概略図、（ｂ）は、一実施形態のアンロック位置のステアリングロック装置の概略図。 一実施形態のステアリングロック装置の位置判定及び故障判定の方法を示すタイミングチャート。 （ａ）は、従来技術におけるロック位置のステアリングロック装置の概略図、（ｂ）は、従来技術におけるアンロック位置のステアリングロック装置の概略図。

以下、ロック装置の一実施形態を電動ステアリングロック装置に具体化して説明する。
図１（ａ）に示すように、電動ステアリングロック装置１は、ステアリングホイールの操作をロックするためのロック位置とステアリングホイールの操作をアンロックするためのアンロック位置との間でロック部１０を移動させる装置である。

電動ステアリングロック装置１は、ロック部１０と、駆動部２０と、検出装置３０と、制御部４０とを有している。
ロック部１０は、板状に形成されていて、その先端部１０ｂ（図１（ａ）中の右端部）は、電動ステアリングロック装置１のハウジング９２に形成された孔部９３に対して往復動可能に挿通されている。ロック部１０は、ロック位置のとき先端部１０ｂをステアリングシャフト９０の凹部９１に係止させることでステアリングホイールの操作をロックし、アンロック位置のとき先端部１０ｂを凹部９１から離脱させることによりステアリングホイールの操作をアンロックする。ロック部１０の先端部１０ｂと反対側（図１（ａ）中の左端部）の基端部１０ａには、貫通孔１０ｃが設けられている。貫通孔１０ｃは、四角形状をなしていて、基端部１０ａ側に位置する第１の内面１０ｄと、先端部１０ｂ側に位置する第２の内面１０ｅとを有している。なお、ロック部１０の先端部１０ｂ側の厚みは、ロック部１０の基端部１０ａ側の厚みよりも大きく設定されている。すなわち、ロック部１０の先端部１０ｂ側とロック部１０の基端部１０ａ側との境界部分には、段差部１０ｆが形成されている。なお、ステアリングシャフト９０は、ロック対称物の一例である。

駆動部２０は、駆動源としてのモータ２１を有する伝達部２２と、ロックストッパ２３とを有している。駆動部２０は、モータ２１で生じた駆動力を伝達部２２及びロックストッパ２３を介してロック部１０に付与することにより、ロック部１０を移動させる。モータ２１の回転軸２１ａには、ウォームギア２１ｂが設けられている。ロックストッパ２３は、ロック位置とアンロック位置との間を移動するものである。ロックストッパ２３は、四角柱状に形成されていて、一方の端部に挿入部２３ａを有している。挿入部２３ａは、ロック部１０の貫通孔１０ｃに挿入される部位であり、貫通孔１０ｃの第１の内面１０ｄと対向する第１の外面２３ｂと、貫通孔１０ｃの第２の内面１０ｅと対向する第２の外面２３ｃとを有している。ロック位置において、ロックストッパ２３の挿入部２３ａの第１の外面２３ｂと、ロック部１０の貫通孔１０ｃの第１の内面１０ｄとの間には、第１の隙間Ｓ１が形成されている。また、ロック位置及びアンロック位置において、ロック部１０の貫通孔１０ｃの第２の内面１０ｅと、ロックストッパ２３の挿入部２３ａの第２の外面２３ｃとの間には、常に第２の隙間Ｓ２が形成されている。挿入部２３ａには、第２の内面１０ｅに開口するように収容穴２３ｄが形成されている。収容穴２３ｄには、コイルばねＳｐが収容されていて、他方の端縁がロック部１０の段差部１０ｆに当接している。また、ロックストッパ２３は、他方の端部に被挿入部２３ｅを有している。被挿入部２３ｅには、ねじ孔２３ｆが形成されている。ねじ孔２３ｆには、後述する回転シャフト１２ａのねじ軸部１２ｃが挿入される。なお、ロックストッパ２３は、変移部の一例である。

伝達部２２は、モータ２１の駆動力をロックストッパ２３に伝達することでロックストッパ２３を移動させる。伝達部２２は、回転シャフト１２ａを有している。回転シャフト１２ａには、ギア部１２ｂ（図１（ａ）中の左側）が一体的に設けられている。ギア部１２ｂには、モータ２１のウォームギア２１ｂが噛み合っている。回転シャフト１２ａのギア部１２ｂよりもステアリングシャフト９０側には、ねじ軸部１２ｃが設けられている。ねじ軸部１２ｃは、ロックストッパ２３の被挿入部２３ｅのねじ孔２３ｆに挿入される。回転シャフト１２ａのねじ軸部１２ｃと、ロックストッパ２３のねじ孔２３ｆとによりボールねじ機構Ｂｓが構成される。すなわち、モータ２１が駆動することで、回転シャフト１２ａが回転する。回転シャフト１２ａが回転することに伴い、ボールねじ機構Ｂｓによってロックストッパ２３が往復直線運動する。なお、モータ２１により発生する駆動力は、伝達部２２からロックストッパ２３を介してロック部１０に伝達される。この駆動力が伝達する経路を駆動力伝達系とする。

検出装置３０は、磁石３１と、検出部３２と、基板３３とを有している。磁石３１は、ロックストッパ２３の下端部（図１（ａ）の下側）に一体的に設けられている。検出部３２は、電動ステアリングロック装置１のハウジング９２内に設けられる基板３３上に実装されている。検出部３２は、第１の検出部３２ａと、第２の検出部３２ｂと、第３の検出部３２ｃとを有している。第１の検出部３２ａは、第２の検出部３２ｂ及び第３の検出部３２ｃの中央に設けられている。第１の検出部３２ａ、第２の検出部３２ｂ、及び第３の検出部３２ｃは、磁石３１の磁界を検出する磁気センサである。磁気センサとしては、ＭＲＥもしくはホールＩＣが採用される。

第１の検出部３２ａは、ロックストッパ２３がロック位置及びアンロック位置の中間位置にあるときの磁石３１に対向する位置に設けられている。第１の検出部３２ａは、出力がアナログ式となっている。第１の検出部３２ａは、磁石３１との位置関係に応じて出力値Ｓｃが変化する。第１の検出部３２ａの出力値Ｓｃは、磁石３１との位置関係に応じて放物線状の出力変化（図２参照）をとる。

第２の検出部３２ｂは、ロックストッパ２３がロック位置であるときの磁石３１に対向する位置に設けられている。第３の検出部３２ｃは、ロックストッパ２３がアンロック位置であるときの磁石３１に対向する位置（図１（ｂ）参照）に設けられている。

第２の検出部３２ｂ及び第３の検出部３２ｃは、出力がデジタル式となっている。第２の検出部３２ｂ及び第３の検出部３２ｃは、磁石３１との位置関係に応じてＨｉレベル信号またはＬｏレベル信号の２値化信号の出力値Ｓａ，Ｓｂを出力する。

制御部４０は、駆動部２０の駆動を制御している。具体的には、制御部４０は、駆動部２０のモータ２１の動作を制御している。制御部４０には、検出部３２の出力値Ｓａ，Ｓｂ，Ｓｃが入力される。制御部４０は、第２の検出部３２ｂ及び第３の検出部３２ｃの出力値Ｓａ，Ｓｂの出力変化に基づいてロックストッパ２３及びロック部１０の位置判定を実施する。また、制御部４０は、ロックストッパ２３の移動に基づく出力値Ｓｃの変化に基づいて電動ステアリングロック装置１の故障判定を実施する。

次に、電動ステアリングロック装置１のロック位置とアンロック位置との間の動作について説明する。
＜ロック位置からアンロック位置への移動＞
図１（ａ）に示すように、モータ２１が一方向（図１（ａ）中の矢印Ｂ１方向）に回転すると、回転シャフト１２ａが一方向（図１（ａ）中の矢印Ｃ１方向）に回転し、ロックストッパ２３がアンロック方向、すなわちステアリングシャフト９０から離間する方向（図１（ａ）中の矢印Ｄ１方向）に向けて移動する。ロックストッパ２３は、第１の隙間Ｓ１をなくすように移動する。

図１（ｂ）に示すように、ロックストッパ２３がアンロック方向に移動すると、ロック部１０の第１の内面１０ｄに当接する。ロックストッパ２３がさらにアンロック方向に移動することにより、ロックストッパ２３は、ロック部１０とともにアンロック方向に移動する。そのため、ロック部１０の先端部１０ｂがステアリングシャフト９０の凹部９１から離脱し、電動ステアリングロック装置１がアンロック位置となる。なお、伝達部２２からの伝達される駆動力を受けることで、ロック部１０の第１の内面１０ｄに当接するまでロックストッパ２３が移動するときのロックストッパ２３の状態は、ロックストッパ２３がロック部１０に対して相対的に移動する相対移動状態の一例である。また、ロックストッパ２３がロック部１０の第１の内面１０ｄに当接した状態でアンロック位置に移動するときのロックストッパ２３の状態は、ロックストッパ２３がロック部１０とともに移動することでロック部１０をアンロック位置に移動させる一体移動状態の一例である。

＜アンロック位置からロック位置への移動＞
図１（ｂ）に示すように、モータ２１が他方向（図１（ｂ）中の矢印Ｂ２方向）に回転すると、回転シャフト１２ａが他方向（図１（ｂ）中の矢印Ｃ２方向）に回転し、ロックストッパ２３がロック方向、すなわちステアリングシャフト９０に近接する方向（図１（ａ）中の矢印Ｄ２方向）に向けて移動する。

図１（ａ）に示すように、ロックストッパ２３がロック方向に移動することにより、ロックストッパ２３とロック部１０との間に設けられているコイルばねＳｐがロックストッパ２３の収容穴２３ｄの底面と、ロック部１０の段差部１０ｆとの間で圧縮される。コイルばねＳｐが圧縮されることによる弾性力によりロック部１０がロック方向に向けて付勢される。そのため、ロック部１０の先端部１０ｂがステアリングシャフト９０の凹部９１に係止され、電動ステアリングロック装置１がロック位置となる。なお、伝達部２２から伝達される駆動力を受けることで、ロック部１０をロック方向に移動させるコイルばねＳｐの弾性力が発揮されるまでロックストッパ２３が移動するときのロックストッパ２３の状態は、ロックストッパ２３がロック部１０に対して相対的に移動する相対移動状態の一例である。また、コイルばねＳｐがロック部１０をロック方向に移動させられるだけ圧縮された後にロックストッパ２３がロック位置に移動するときのロックストッパ２３の状態は、ロックストッパ２３がロック部１０とともに移動することでロック部１０をロック位置に移動させる一体移動状態の一例である。

また、電動ステアリングロック装置１がロック位置となるとき、ロック部１０の先端部１０ｂがステアリングシャフト９０の凹部９１を形成する突部９４に対向することが考えられる。ひいては、ロック部１０をロック方向に向けて移動させると、ロック部１０の先端部１０ｂと突部９４とが互いに当接する半嵌合の状態となることが考えられる。このとき、ステアリングシャフト９０に一体的に設けられているステアリングホイールを所定量回転操作させると、ロック部１０の先端部１０ｂが凹部９１に対向するタイミングでコイルばねＳｐの付勢力によりロック部１０がロック方向に移動し、凹部９１に係止する。そのため、ロック部１０の半嵌合の状態が解消される。

次に、電動ステアリングロック装置１のロック部１０及びロックストッパ２３の位置判定について説明する。
図２に示すように、電動ステアリングロック装置１がロック位置からアンロック位置、またはアンロック位置からロック位置に切り替わるとき、ロック部１０及びロックストッパ２３が、モータ２１の駆動力によりロック位置からアンロック位置、またはアンロック位置からロック位置に向かって移動を開始する。なお、ロック位置からアンロック位置に向けてロックストッパ２３を移動させるときの開始条件は、例えばスマート照合成立下において、ブレーキペダルが踏み込み操作されながら、運転席のエンジンスイッチが押下されることが好ましい。また、アンロック位置からロック位置に向けてロックストッパ２３を動作させるときの開始条件は、例えばエンジンを停止させる際に運転席のエンジンスイッチを押下されることが好ましい。

ロックストッパ２３がロック位置またはアンロック位置に向けて移動を開始するとき、制御部４０は、第２の検出部３２ｂ、及び第３の検出部３２ｃの出力値Ｓａ，Ｓｂに基づきロック部１０及びロックストッパ２３の位置を判定する。

具体的には、制御部４０は、第２の検出部３２ｂの出力値ＳａがＬｏレベル信号であり、第３の検出部３２ｃの出力値ＳｂがＨｉレベル信号であるとき、ロック部１０及びロックストッパ２３がロック位置であると判定する。

制御部４０は、第３の検出部３２ｃの出力値ＳｂがＨｉレベル信号からＬｏレベル信号となり、第２の検出部３２ｂの出力値ＳａがＬｏレベル信号をとることを確認すると、ロック部１０及びロックストッパ２３がロック位置とアンロック位置との間の中間に位置していると判定する。

制御部４０は、第２の検出部３２ｂの出力値ＳａがＬｏレベル信号からＨｉレベル信号となり、第３の検出部３２ｃの出力値ＳｂがＬｏレベル信号であるとき、ロック部１０及びロックストッパ２３がアンロック位置であると判定する。

次に、電動ステアリングロック装置１の故障判定について説明する。
制御部４０には、閾値Ｖｓが記憶されている。本実施形態において、閾値Ｖｓは、「０」に設定されている。

制御部４０は、ロックストッパ２３をロック位置からアンロック位置、またはアンロック位置からロック位置に移動させようとするときに第１の検出部３２ａから出力される出力値Ｓｃである出力値Ｖｔｈ１を一時的に記憶する。具体的には、制御部４０は、駆動部２０のモータ２１の始動時に第１の検出部３２ａから出力される出力値Ｖｔｈ１を記憶する。また、制御部４０は、出力値Ｖｔｈ１が出力された後からモータ２１（駆動部２０）の停止時までに第１の検出部３２ａから出力される出力値Ｓｃである出力値Ｖｔｈ２を記憶する。

制御部４０は、記憶した出力値Ｖｔｈ１，Ｖｔｈ２の差分の大きさΔＶａを演算する。なお、差分の大きさΔＶａは、絶対値である。制御部４０は、差分の大きさΔＶａを所定周期で演算する。制御部４０は、差分の大きさΔＶａが閾値Ｖｓよりも大きくなる場合、電動ステアリングロック装置１が故障していないと判定する。また、制御部４０は、差分の大きさΔＶａが閾値Ｖｓと同じになる場合、電動ステアリングロック装置１が故障していると判定する。なお、出力値Ｖｔｈ１は、第１の出力値の一例であり、出力値Ｖｔｈ２は、第２の出力値の一例である。また、差分の大きさΔＶａは、出力値Ｓｃの変化の一例である。

ここで、差分の大きさΔＶａと閾値Ｖｓとの比較により電動ステアリングロック装置１の故障判定を実施する理由について説明する。
図１（ａ）に示すように、例えば、電動ステアリングロック装置１がロック位置である場合、運転者によりステアリングホイールが操作されてしまい、ステアリングシャフト９０がステアリングシャフト９０の回転方向（図１（ａ）中の矢印Ａ方向）に回転することがある。ステアリングシャフト９０の回転に伴い、ステアリングシャフト９０の凹部９１がロック部１０の先端部１０ｂに対して押し付けられることが考えられる。ロック部１０の先端部１０ｂが押圧されることで、ロック部１０をロック位置からアンロック位置に移動させようとしてもロック部１０とステアリングシャフト９０の凹部９１との間に摩擦が生じ、ロック部１０がロック位置から移動しないことがある。

また、図１（ｂ）に示すように、例えば、電動ステアリングロック装置１がアンロック位置である場合、外力により一時的にロック部１０が傾斜し、ロック部１０とハウジング９２の孔部９３の内周面との間に摩擦が生じ、ロック部１０がアンロック位置から移動しないことがある。

また、モータ２１の故障によりロックストッパ２３及びロック部１０がロック位置またはアンロック位置から移動しないことが考えられる。
しかし、電動ステアリングロック装置１における駆動力伝達系のどの部分で故障しているかを判定することは難しい。すなわち、ロック部１０の故障及び駆動部２０の故障を切り分けることが難しい。

そこで、モータ２１（駆動部２０）の故障によりロック部１０が移動しない場合と、それ以外の要因でロック部１０が移動しない場合との相違点を、以下の事象（ａ），（ｂ），（ｃ）を用いて説明する。

（ａ）ロック部１０をロック位置からアンロック位置に移動させる場合、ロック部１０の先端部１０ｂがステアリングシャフト９０の凹部９１と摩擦することによりロック部１０がロック位置から移動しないときには、ロックストッパ２３は、ロック部１０の第１の内面１０ｄとの間の第１の隙間Ｓ１の分だけ移動が可能であり、ロックストッパ２３が第１の内面１０ｄに当接する状態となるとき、ロックストッパ２３が停止する。ロックストッパ２３の停止時に、第１の検出部３２ａからの出力値Ｓｃの変化がなくなる。制御部４０は、この出力値Ｓｃの変化がなくなるときまでの出力値Ｖｔｈ２と、出力値Ｖｔｈ１との間の差分の大きさΔＶａを所定周期で演算する。このときの出力値Ｖｔｈ１は、ロックストッパ２３がロック位置であるときの出力値Ｓｃである。

（ｂ）ロック部１０をアンロック位置からロック位置に移動させる場合、ロック部１０がハウジング９２の孔部９３との間で摩擦することによりロック部１０がアンロック位置から移動しないときには、ロックストッパ２３は、ロック部１０の第２の内面１０ｅとの間の第２の隙間Ｓ２の分だけ移動が可能であり、ロックストッパ２３がコイルばねＳｐの弾性力によりロック方向に向けて移動できなくなるとき、ロックストッパ２３が停止する。ロックストッパ２３の停止時に、第１の検出部３２ａからの出力値Ｓｃの変化がなくなる。制御部４０は、この出力値Ｓｃの変化がなくなるときまでの出力値Ｖｔｈ２と、出力値Ｖｔｈ１との間の差分の大きさΔＶａを所定周期で演算する。このときの出力値Ｖｔｈ１は、ロックストッパ２３がアンロック位置であるときの出力値Ｓｃである。

なお、本実施形態において、ロック部１０がアンロック位置から移動しないとき、ロックストッパ２３がアンロック位置からロック位置に向けて移動できる移動量は、事象（ａ）におけるロックストッパ２３が第１の内面１０ｄに当接するまでの移動量と同じである。

（ｃ）ロック部１０をロック位置からアンロック位置、またはアンロック位置からロック位置に移動させる場合、モータ２１の故障によりロック部１０が移動しないときには、モータ２１の駆動力がなくなり、ロックストッパ２３が移動しない。すなわち、ロックストッパ２３が停止しているため、第１の検出部３２ａからの出力値Ｓｃが変化しない。制御部４０は、第１の検出部３２ａから出力される出力値Ｓｃの変化がないときの出力値Ｖｔｈ２と、出力値Ｖｔｈ１との差分の大きさΔＶａを演算する。このときの差分の大きさΔＶａは、「０」である。

上記の事象（ａ），（ｂ），（ｃ）によって、電動ステアリングロック装置１における駆動力伝達系のどの部分で故障しているかを判定方法としては、ロックストッパ２３の移動度合いを確認する方法が挙げられる。具体的には、伝達部２２のモータ２１の故障を判別する方法としては、ロックストッパ２３が移動しているか否かを判定する。

すなわち、差分の大きさΔＶａが「０」よりも大きいことは、ロックストッパ２３が移動していることを示している。また、差分の大きさΔＶａが「０」であることは、ロックストッパ２３が移動していないことを示している。

本実施形態では、閾値Ｖｓは、「０」に設定されている。すなわち、閾値Ｖｓは、ロックストッパ２３が移動しているか否かの観点で設定されている。そのため、差分の大きさΔＶａが閾値Ｖｓよりも大きい場合、駆動部２０（ロックストッパ２３）がロック位置からアンロック位置またはアンロック位置からロック位置に移動しているため、電動ステアリングロック装置１が故障していないと判定される。また、差分の大きさΔＶａが閾値Ｖｓと同じである場合、駆動部２０（ロックストッパ２３）がロック位置からアンロック位置またはアンロック位置からロック位置に移動していないため、モータ２１（伝達部２２）が故障していると判定される。

本実施形態の作用及び効果について説明する。
（１）制御部４０は、ロック部１０に対するロックストッパ２３の移動による出力値Ｓｃの変化に基づいて故障判定を実施する。特に、第１の検出部３２ａから出力される出力値Ｓｃには、ロック部１０に対するロックストッパ２３の移動態様が反映されていることから、ロックストッパ２３の移動態様に応じて、駆動力伝達系におけるどの部分で故障が発生したのかを把握することが可能となる。

（２）故障判定を実施する場合に出力値Ｖｔｈ１と出力値Ｖｔｈ２とに基づくことによって、電動ステアリングロック装置１の駆動力伝達系において、どの部分で故障が発生したのかの推定精度を向上させることができる。

（３）閾値Ｖｓが「０」に設定されており、差分の大きさΔＶａが閾値Ｖｓと同様に「０」である場合、駆動部２０の伝達部２２におけるモータ２１の故障であることを判別することができる。

なお、本実施形態は、以下のように変更して実施することができる。本実施形態及び以下の変形例は、技術的に矛盾が生じない範囲で互いに組み合わせて実施することができる。

・本実施形態において、モータ２１の故障によりロック部１０が移動しないときを駆動部２０の伝達部２２におけるモータ２１の故障としていたが、これに限らない。
例えば、モータ２１の故障によりロック部１０が移動しないときに加えて、例えば、回転シャフト１２ａの傾斜によりロックストッパ２３が移動しないときも含めてもよい。具体的には、外力により一時的に回転シャフト１２ａが傾斜し、ボールねじ機構Ｂｓの機能が低下するときも含めてもよい。このとき、回転シャフト１２ａが回転しても、ボールねじ機構Ｂｓがロックストッパ２３の往復直線運動に変換されないことが考えられる。すなわち、ロックストッパ２３が移動しないため、出力値Ｖｔｈ１，Ｖｔｈ２の差分の大きさΔＶａが閾値Ｖｓと同じになる。そのため、駆動部２０の伝達部２２におけるボールねじ機構Ｂｓが故障している旨が判定される。

・また、閾値Ｖｓを「０」に設定しなくてもよい。例えば、閾値Ｖｓを「０」よりも大きく設定してもよい。
このとき、モータ２１の故障がモータ２１の駆動力が無くなるようなマグネット割れ等ではなく、例えば、モータ２１を構成するモータコイルの一部が断線によりモータ２１の駆動力が減少してしまうことを想定する。このとき、モータ２１の駆動力によりロックストッパ２３は少なからず移動する。閾値Ｖｓは、モータ２１の故障によりロックストッパ２３が第１の隙間Ｓ１及び第２の隙間Ｓ２をどの程度移動するか、を実験的に確認して設定してもよい。

また、上記の変形例で記載している回転シャフト１２ａが傾斜し、ボールねじ機構Ｂｓの機能が低下するときに対しても、閾値Ｖｓを「０」より大きく設定してもよい。回転シャフト１２ａの傾斜の程度によっては、ボールねじ機構Ｂｓによってロックストッパ２３が若干往復直線運動することが考えられる。このときも、回転シャフト１２ａの傾斜によりロックストッパ２３が第１の隙間Ｓ１及び第２の隙間Ｓ２をどの程度移動するかを確認して閾値Ｖｓを設定してもよい。

すなわち、モータ２１の始動時に第１の検出部３２ａから出力される出力値Ｖｔｈ１と、ロックストッパ２３が第１の隙間Ｓ１及び第２の隙間Ｓ２を所定量移動したときに第１の検出部３２ａから出力される出力値Ｖｔｈ２との差分の大きさを閾値Ｖｓとしてもよい。なお、所定量とは、ロックストッパ２３がロック部１０の第１の内面１０ｄに当接しない程度のロックストッパ２３の移動量、もしくはロック部１０をロック方向に移動させる弾性力をコイルばねＳｐが発揮しない程度のロックストッパ２３の移動量である。

・本実施形態において、例えば、出力値Ｖｔｈ１が出力された後から所定時間後に第１の検出部３２ａから出力される出力値Ｓｃを出力値Ｖｔｈ２としてもよい。ここで、所定時間とは、第１の検出部３２ａから出力値Ｖｔｈ１が出力されてからロックストッパ２３がロック部１０とともにロック位置またはアンロック位置に移動していると考えられる時間である。この所定時間は、電動ステアリングロック装置１を実験的にロック、またはアンロックさせることにより予め設定される時間である。

仮に閾値Ｖｓをロックストッパ２３とロック部１０とが一体移動状態となるときの出力値Ｓｃと、出力値Ｖｔｈ１との差分の大きさΔＶａに設定する場合を考える。この場合、出力値Ｖｔｈ１と、出力値Ｖｔｈ１が出力されてから所定時間後に第１の検出部３２ａから出力される出力値Ｖｔｈ２との差分の大きさΔＶａが「０」であるとき、伝達部２２のモータ２１の故障が判別できる。また、差分の大きさΔＶａが閾値Ｖｓよりも小さいときには、ロックストッパ２３がロック部１０に対して相対的に移動する相対移動状態であるため、伝達部２２のどこかで異常は発生していることを判別できる。このようにしても、電動ステアリングロック装置１の駆動力伝達系におけるどの部位で故障が生じているかの推定精度を向上させることができる。

・本実施形態において、ロックストッパ２３の動作に応じた出力値Ｓｃの変化を用いて電動ステアリングロック装置１の駆動力伝達系におけるどの部分で故障が発生したのかを把握していたが、これに限らず、伝達部２２の動作に応じて出力値が変化する検出部を用いてもよい。例えば、ボールねじ機構Ｂｓの回転シャフト１２ａ（ギア部１２ｂ）の回転、モータ２１の回転軸２１ａの回転に応じて出力値が変化する回転角センサを用いてもよい。この場合、例えば、モータ２１の回転軸２１ａの回転数を回転角センサで検出し、モータ２１の始動時に回転角センサから出力される第１の回転数と、第１の回転数が出力された後からモータ２１の停止時までに回転角センサから出力される第２の回転数とに基づき故障判定を実施してもよい。また、回転シャフト１２ａにおいても同様である。

・本実施形態において、コイルばねＳｐを割愛してもよい。この場合、駆動部２０のロックストッパ２３をロック部１０の第２の内面１０ｅに当接させるようにすることでロック部１０をアンロック位置からロック位置に移動させる。なお、ロックストッパ２３がロック部１０の第２の内面１０ｅに当接するまで第２の隙間Ｓ２をなくすように移動するときのロックストッパ２３の状態は、ロックストッパ２３がロック部１０に対して相対的に移動する相対移動状態の一例である。また、ロックストッパ２３がロック部１０の第２の内面１０ｅに当接した状態でさらにロック方向に移動するときのロックストッパ２３の状態は、ロックストッパ２３がロック部１０とともに移動することでロック部１０をロック位置に移動させる一体移動状態の一例である。

・本実施形態において、電動ステアリングロック装置１がアンロック位置の場合において、ロック部１０がハウジング９２の孔部９３との間で摩擦することにより移動しないとき、ロックストッパ２３の移動量は、ロックストッパ２３が第１の内面１０ｄまで移動するときと同じ移動量に設定されていたが、これに限らない。例えば、コイルばねＳｐの弾性力の強さによってロックストッパ２３が停止する位置を調整してもよい。

・本実施形態において、第１の検出部３２ａは、磁気センサに限らない。例えば、光学センサ等に変更してもよい。それに伴い、磁石３１も変更してもよい。
・また、本実施形態において、第１の検出部３２ａから出力される放物線状の出力変化の頂点がピーク値Ｖｋをとる出力波形であったが、例えば、放物線状の出力変化の頂点がボトムをとる出力波形であってもよい。

・本実施形態において、電動ステアリングロック装置１の位置判定において、第１の検出部３２ａの出力値Ｓｃの出力変化も加えてもよい。この場合、第１の検出部３２ａの出力値Ｓｃの出力変化に対して閾値を設けて、出力値Ｓｃと当該閾値との大小関係でロック部１０及びロックストッパ２３の位置を判定してもよい。

・本実施形態において、第１の検出部３２ａの出力値Ｖｔｈ１，Ｖｔｈ２に基づいて電動ステアリングロック装置１の故障判定を実施していたが、これに限らない。例えば、第１の検出部３２ａに代替して、出力がデジタル式の複数の検出部を用いてもよい。このとき、駆動部２０のロックストッパ２３が第１の隙間Ｓ１及び第２の隙間Ｓ２を移動したときに複数の検出部における少なくとも１つが、Ｈｉレベル信号からＬｏレベル信号に切り替わる程度に検出部の数を調整する。この構成では、複数の検出部の全てがＨｉレベル信号からＬｏレベル信号に切り替わらない場合、駆動部２０（ロックストッパ２３）がロック位置からアンロック位置またはアンロック位置からロック位置に移動していないため、駆動部２０の伝達部２２におけるモータ２１が故障していると判定される。複数の検出部の少なくとも１つ以上がＨｉレベル信号からＬｏレベル信号に切り替わる場合、駆動部２０（ロックストッパ２３）がロック位置からアンロック位置またはアンロック位置からロック位置に移動しているため、駆動部２０の伝達部２２におけるモータ２１が故障していないと判定される。

・また、第１の検出部３２ａに代替して、出力がデジタル式の複数の検出部を用いる場合、複数の検出部のうちＨｉレベル信号からＬｏレベル信号に切り替わるものの個数を閾値として設定してもよい。例えば、閾値を「１」とすると、複数の検出部のうち１つのみがＨｉレベル信号からＬｏレベル信号に切り替わる場合、電動ステアリングロック装置１が故障していると判定されるようにしてもよい。複数の検出部の２つ以上がＨｉレベル信号からＬｏレベル信号に切り替わる場合、電動ステアリングロック装置１が故障していないと判定してもよい。この構成であれば、モータ２１を構成するモータコイルの一部が断線することによりモータ２１の駆動力が減少し、駆動部２０（ロックストッパ２３）が少なからず移動するようなモータ２１の故障についても故障判定できる。なお、Ｈｉレベル信号からＬｏレベル信号に切り替わる検出部の数については、駆動部２０（ロックストッパ２３）がどの程度移動するかに応じて適宜変更してもよい。また、本変形例で記載したＨｉレベル信号は第１の出力値の一例であり、Ｌｏレベル信号は第２の出力値の一例である。

・本実施形態において、ロック装置を電動ステアリングロック装置に具体化して説明したが、これに限らない。ロック対象物をロックまたはアンロックするロック装置であれば、どのような構成のロック装置に適用してもよい。例えば、ロック対称物としてのリッドをロックまたはアンロックするリッドロック装置等に具体化してもよい。

・本実施形態において、駆動源をモータ２１としていたが、これに限らない。例えば、ソレノイド等の駆動源に代替するように構成を変更してもよい。また、これは、上記ロック対称物をロックまたはアンロックするロック装置であっても同様である。

１…電動ステアリングロック装置、１０…ロック部、１０ｂ…先端部、１０ｃ…貫通孔、１０ｄ…第１の内面、１０ｅ…第２の内面、１２ａ…回転シャフト、１２ｂ…ギア部、２０…駆動部、２１…モータ、２１ａ…回転軸、２１ｂ…ウォームギア、２２…伝達部、２３…ロックストッパ、３０…検出装置、３１…磁石、３２…検出部、３２ａ…第１の検出部、３２ｂ…第２の検出部、３２ｃ…第３の検出部、４０…制御部、９０…ステアリングシャフト、９１…凹部、９２…ハウジング、９３…孔部、ΔＶａ…差分の大きさ、Ｖｓ…閾値、Ｖｔｈ１，Ｖｔｈ２…出力値、Ｓ１…第１の隙間、Ｓ２…第２の隙間、Ｂｓ…ボールねじ機構、Ｓｐ…コイルばね、Ｓａ，Ｓｂ，Ｓｃ…出力値。

本発明は、ロック装置及びロック装置の故障判定方法に関するものである。

本発明のロック装置及びロック装置の故障判定方法によれば、ロック装置の故障要因を把握する精度を向上させることができる。

Claims (5)

1. ロック対象物をロックするロック位置とアンロックするアンロック位置との間を移動するロック部と、
   駆動力を受けることで前記ロック部に対して相対的に移動する相対移動状態と、前記ロック部とともに移動することで前記ロック部を前記ロック位置または前記アンロック位置に向けて移動させる一体移動状態とで変移する変移部、及び前記駆動力を前記変移部に伝達することで前記変移部を移動させる伝達部を有する駆動部と、
   前記変移部または前記伝達部の動作に応じて出力値が変化する検出部と、
   前記出力値の変化に基づいて故障判定を実施する制御部と、を備える
   ロック装置。
2. 前記制御部は、前記駆動部の駆動を制御するとともに前記駆動部の始動時に出力される前記出力値としての第１の出力値と、前記第１の出力値が出力された後から前記駆動部の停止時までに出力される前記出力値としての第２の出力値とに基づいて故障判定を実施する
   請求項１に記載のロック装置。
3. 前記制御部は、前記出力値の変化としての前記第１の出力値と前記第２の出力値との差分の大きさが閾値を超えるか否かに基づいて故障判定を実施する
   請求項２に記載のロック装置。
4. 前記制御部は、前記閾値を「０」として設定している
   請求項３に記載のロック装置。
5. 前記ロック装置は、ステアリングロック装置である
   請求項１〜４のいずれか一項に記載のロック装置。