JP3623668B2 - 電動ステアリングロック装置 - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、車両の電動ステアリングロック装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来から、車両の盗難防止のためにステアリングをロックする電動ステアリングロック装置が提案されている。この電動ステアリングロック装置においては、ステアリングをロック又はアンロックする機構部が設けられている。この機構部は、そのロック動作又はアンロック動作が完了したか否かを検出するセンサを備えている。機構部には電動モータの出力軸が作動連結されている。この電動モータはトランジスタ等のスイッチング素子によりオン・オフするようになっている。スイッチング素子はＣＰＵから出力される信号に基づいてオン・オフするようになっている。そして、ＣＰＵによりスイッチング素子がオンされると、電動モータの出力軸が回転し、その回転力により機構部が駆動されて、ステアリングがロック又はアンロックされる。機構部によるステアリングのロック又はアンロックが完了したことをセンサが検出すると、その検出信号に基づいてＣＰＵは、スイッチング素子をオフし、電動モータの駆動を停止する。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
ところが、従来の電動ステアリングロック装置においては、電動モータの駆動を停止させるのに、センサからの検出信号を受ける時間に加え、更にＣＰＵからスイッチング素子に信号を出力する時間を要する。そのため、電動モータの駆動を停止させるまでの制御時間が長くなり、電動モータの駆動を迅速に停止させることが困難であった。
【０００４】
これにより、ロック又はアンロックが完了して動作しない機構部に電動モータによる負荷がかかり続ける。この結果、機構部の寿命が短くなるという問題があった。そこで、機構部の耐久性を向上するために機構部に用いられている部品を剛性の高い材料を用いて構成することも考えられる。しかしながら、部品コストが高くなり、結果として製造コストの上昇に繋がるという不具合がある。
【０００５】
この発明は上記の課題に鑑みてなされたものであり、その目的は、耐久性に優れた電動ステアリングロック装置を提供することにある。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
上記の課題を解決するために、請求項１に記載の発明は、ステアリングをロック又はアンロックする機構部の駆動源である電動モータと、その電動モータをオンオフ制御するためのスイッチング素子と、そのスイッチング素子のスイッチング動作を制御する制御手段とを備え、制御手段がロック信号又はアンロック信号を出力してスイッチング素子をオンすることにより電動モータを駆動し、その電動モータの駆動力により機構部を作動させ、ステアリングをロック又はアンロックするようにした電動ステアリングロック装置において、前記制御手段には前記スイッチング素子が接続され、前記機構部の動作が停止してステアリングのロック又はアンロックが完了したとき、前記スイッチング素子をオフし、電動モータへの通電を瞬時に遮断する機械的接点を前記制御手段とスイッチング素子との間に設け、前記機構部の動作が停止してステアリングのロック又はアンロックが完了したとき、前記機械的接点は、前記スイッチング素子をオンさせるためのロック信号又はアンロック信号を接地側へ流すことにより前記スイッチング素子をオフするものである。
【０００７】
この構成によれば、電動モータによる機構部の動作が停止すると同時に機械的接点が作動する。すると、電動モータへの通電が瞬時に遮断される。そのため、ステアリングがロック又はアンロックしたと同時に、電動モータの駆動が停止する。よって、機構部に電動モータの負荷がほとんどかかることはない。
【０００８】
請求項２に記載の発明は、請求項１に記載の電動ステアリングロック装置において、前記機械的接点はリミットスイッチである。
請求項３に記載の発明は、請求項１又は２に記載の電動ステアリングロック装置において、前記制御手段は、前記電動モータによるアンロックが完了した後に、アンロック信号を前記スイッチング素子に出力し続けるものである。
【０００９】
この構成によれば、電動モータによるアンロックが完了しても、アンロック信号がスイッチング素子に出力され続けている。そのため、万が一機構部がロック側に動作しても、電動モータにより機構部を作動させ、ステアリングをアンロック状態に保持することが可能となる。
【００１０】
【発明の実施の形態】
以下、この発明を具体化した一実施形態を図面に基づき詳細に説明する。
図１に示すように、制御手段としてのＣＰＵ（中央処理装置）１１の入力側には操作スイッチ１２が接続され、この操作スイッチ１２は図示しない車両の室内に設けられている。そして、操作スイッチ１２が操作されると、ＣＰＵ１１からロック信号又はアンロック信号が出力されるようになっている。ＣＰＵ１１の出力側には抵抗１３，１４を介してスイッチング素子としての第１及び第２トランジスタ１５，１６が接続されている。各トランジスタ１５，１６のエミッタはそれぞれ接地されている。又、各トランジスタ１５，１６のコレクタは第１及び第２リレー１７，１８にそれぞれ接続されている。
【００１１】
前記各リレー１７，１８は、電磁コイル２０，２１と、２位置切換スイッチ２２，２３とから構成されている。各電磁コイル２０，２１の一端は、前記トランジスタ１５，１６のコレクタにそれぞれ接続されている。各電磁コイル２０，２１の他端は、ＤＣ電源に接続されている。そして、各電磁コイル２０，２１が励磁されると、各２位置切換スイッチ２２，２３のスイッチ片２４，２５がオン接点２２ａ，２３ａに切り換え接続されるようになっている。各電磁コイル２０，２１が消磁されると、各２位置切換スイッチ２２，２３のスイッチ片２４，２５がオフ接点２２ｂ，２３ｂに切り換え接続されるようになっている。なお、２位置切換スイッチ２２，２３のオフ接点２２ｂ，２３ｂ同士は互いに接続され、そのオフ接点２２ｂ，２３ｂの間は接地されている。
【００１２】
前記一方のリレー１７における２位置切換スイッチ２２の共通端子２２ｃは、直流電動モータ２６のプラス端子に接続されている。又、他方のリレー１８における２位置切換スイッチ２３の共通端子２３ｃは、電動モータ２６のマイナス端子に接続されている。この電動モータ２６は、ステアリングをロック又はアンロックするための機構部（図示しない）の駆動源となっている。
【００１３】
なお機構部には、ロック位置とアンロック位置との間を自在に作動する作動部材が設けられている。そして、電動モータ２６が回転することにより、作動部材がロック位置に移動して、ステアリングがロックされるようになっている。又、電動モータ２６がロックする場合とは反対方向に回転することにより、作動部材がアンロック位置に移動して、ステアリングがアンロックされるようになっている。
【００１４】
前記抵抗１３とトランジスタ１５との間には、ダイオード３０を介して機械的接点としてのリミットスイッチ３２が接続されている。リミットスイッチ３２は常開タイプとなっている。リミットスイッチ３２は機構部の作動部材に対し干渉可能な位置に配置されている。そして、前記機構部の作動部材がロック位置に移動したときに、その作動部材により、リミットスイッチ３２のアクチュエータ３２ａがそれぞれ押圧される。これにより、リミットスイッチ３２がオン動作し、トランジスタ１５にベース電流が流れないようになっている。
【００１５】
前記抵抗１４とトランジスタ１６との間には、ダイオード３１を介して機械的接点としてのリミットスイッチ３３が接続されている。リミットスイッチ３３は常開タイプとなっている。リミットスイッチ３３は機構部の作動部材に対し干渉可能な位置に配置されている。そして、前記機構部の作動部材がアンロック位置に移動したときに、その作動部材により、リミットスイッチ３３のアクチュエータ３３ａがそれぞれ押圧される。これにより、各リミットスイッチ３３がオン動作し、トランジスタ１６にベース電流が流れないようになっている。
【００１６】
前記ＣＰＵ１１にはタイマ３９が接続されている。ＣＰＵ１１は一方のリミットスイッチ３２がオンした時に、タイマ３９による時間計測を開始する。そして、所定時間経過したら、ＣＰＵ１１にてロック信号が出力されなくなる。
次に、上記のように構成された電動ステアリングロック装置の動作について説明する。
【００１７】
（ロック動作）
まず、アンロック状態にあるステアリングがロックするときの動作について説明する。
【００１８】
ステアリングがアンロックされている状態で、操作スイッチ１２が操作されると、ＣＰＵ１１からロック信号が出力され、このロック信号に基づいてトランジスタ１５がオンされる。すると、電磁コイル２０が励磁され、２位置切換スイッチ２２のスイッチ片２４がオン接点２２ａに切り換えられ、リレー１７がオンされる。これにより、電動モータ２６が回転し、図示しない機構部の作動部材がアンロック位置からロック位置に移動し、ステアリングがロックされる。
【００１９】
機構部の作動部材がロック位置に移動を開始すると、アンロック用リミットスイッチ３３のアクチュエータ３３ａから作動部材が離間する。そのため、リミットスイッチ３３がオフになる。その後、作動部材がロック位置に移動すると、作動部材にてリミットスイッチ３２のアクチュエータ３２ａが押圧されて、リミットスイッチ３２はオン状態になる。これにより、ＣＰＵ１１から出力されるロック信号の電流がリミットスイッチ３２側に流れ、トランジスタ１５が強制的にオフされる。
【００２０】
すると、電磁コイル２０が消磁され、２位置切換スイッチ２２のスイッチ片２４がオフ接点２２ｂに切り換えられ、リレー１７がオフされる。この結果、電動モータ２６への通電が瞬時に遮断される。そのため、機構部の作動部材がロック位置に移動するのと同時に、電動モータ２６の回転が停止する。よって、機構部にモータの回転負荷が必要以上の時間かからないため、機構部にかかる負担が少なくなる。
【００２１】
なお、リミットスイッチ３２がオン動作すると、タイマ３９による時間の計測が開始される。そして、所定時間経過後、ＣＰＵ１１から出力され続けているロック信号が出力されなくなる。
【００２２】
（アンロック動作）
続いて、ロック状態にあるステアリングがアンロックするときの動作について説明する。
【００２３】
ステアリングがロックされている状態で、操作スイッチ１２が操作されると、ＣＰＵ１１からアンロック信号が出力され、このアンロック信号に基づいてトランジスタ１６がオンされる。すると、電磁コイル２１が励磁され、２位置切換スイッチ２３のスイッチ片２５がオン接点２３ａに切り換えられ、リレー１８がオンされる。これにより、電動モータ２６がロックする場合とは逆方向に回転し、図示しない機構部の作動部材がロック位置からアンロック位置に移動し、ステアリングがアンロックされる。
【００２４】
機構部の作動部材がアンロック位置に移動を開始すると、ロック用リミットスイッチ３２のアクチュエータ３２ａから作動部材が離間する。そのため、リミットスイッチ３３がオフになる。その後、作動部材がアンロック位置に移動すると、作動部材にてリミットスイッチ３３のアクチュエータ３３ａが押圧されて、リミットスイッチ３３はオン状態になる。これにより、ＣＰＵ１１から出力されるアンロック信号の電流がリミットスイッチ３３側に流れ、トランジスタ１６が強制的にオフされる。すると、電磁コイル２０が消磁され、２位置切換スイッチ２３のスイッチ片２５がオフ接点２３ｂに切り換えられ、リレー１７がオフされる。この結果、ロックする場合と同様に、電動モータ２６への通電が瞬時に遮断される。そのため、機構部の作動部材がアンロック位置に移動するのと同時に、電動モータ２６の回転が停止する。よって、機構部に電動モータ２６の回転負荷が必要以上の時間かからないため、機構部にかかる負担が少なくなる。
【００２５】
又、ステアリングが次にロックされるまで、ＣＰＵ１１はアンロック信号を出力し続ける。万が一チャタリング等によりリレー１７のスイッチ片２４がオン接点２２ａに入り、機械的にロックされそうになることが考えられる。しかし、このような場合において、アンロック信号は出力され続けているので、リレー１８をオンして、電動モータ２６をロックする場合とは逆方向に回転させることができ、ステアリングをアンロック状態に保持することができる。なお、チャタリング等によりリレー１７がオンされると、作動部材がロック位置に動作するため、リミットスイッチ３３はオフされる。そのため、ＣＰＵ１１からのアンロック信号をトランジスタ１６に出力することが可能となる。
【００２６】
従って、この実施形態によれば以下のような効果を得ることができる。
（１） 前記機構部の動作が停止してステアリングのロック又はアンロックが完了したとき、各スイッチング素子１３，１４をオフし、電動モータ２６への通電を瞬時に遮断するリミットスイッチ３２，３３を設けた。このため、ステアリングがロック又はアンロックしたと同時に、電動モータ２６の駆動を停止させることができる。従って、機構部に電動モータ２６の回転負荷がほとんどかからないため、機構部の耐久性を向上することができる。
【００２７】
（２）電動モータ２６によるアンロックが完了した後において、ＣＰＵ１１からアンロック信号がスイッチング素子１６に出力され続ける。そのため、機械的にステアリングがロックしそうになっても、電動モータ２６をアンロックする場合とは逆方向に通電することができる。従って、ステアリングをアンロック状態に確実に保持することができ、信頼性の向上を図ることができる。
【００２８】
なお、この発明の実施形態は以下のように変更してもよい。
・ 前記実施形態では操作スイッチ１２を操作してステアリングをロック又はロック解除するようにしたが、これ以外にも、車両のキーの抜き差しにより、ＣＰＵ１１から信号を出力するようにしてもよい。即ち、キーを入れたときにはアンロック信号を出力し、キーを抜いたときにはロック信号を出力するようにする。
【００２９】
・ 前記実施形態では、リミットスイッチ３２，３３を使用したが、これ以外にも、リードスイッチ等の機械的接点に変更してもよい。
次に、特許請求の範囲に記載された技術的思想のほかに、前述した実施形態によって把握される技術的思想をその効果とともに以下に列挙する。
【００３０】
（１）前記制御手段は、前記電動モータによるロックが完了してから所定時間が経過した後に、前記スイッチング素子にロック信号を出力しないようにする請求項１〜３のうち何れか一項に記載の電動ステアリングロック装置。
【００３１】
（２）ステアリングをロック又はアンロックする機構部の駆動源である電動モータと、ロック時に電動モータをオンオフ制御するためのロック用スイッチング素子（トランジスタ１５）と、アンロック時に電動モータをオンオフ制御するためのアンロック用スイッチング素子（トランジスタ１６）と、各スイッチング素子のスイッチング動作を制御する制御手段とを備え、制御手段がロック信号又はアンロック信号を出力してロック用スイッチング素子をオンすることにより電動モータを駆動し、その電動モータの駆動力によりステアリングをロックし、制御手段がアンロック用スイッチング素子をオンすることにより電動モータを駆動し、その電動モータの駆動力によりステアリングをアンロックするようにした電動ステアリングロック装置において、前記機構部の動作が停止してステアリングのロックが完了したとき、スイッチング素子をオフし、電動モータへの通電を瞬時に遮断する第１の機械的接点（リミットスイッチ３２）を設け、前記機構部の動作が停止してステアリングのアンロックが完了したとき、スイッチング素子をオフし、電動モータへの通電を瞬時に遮断する第２の機械的接点（リミットスイッチ３３）を設けた電動ステアリングロック装置。
【００３２】
この構成によれば、ステアリングをロック又はアンロックする機構部の耐久性を向上することができる。
【００３３】
【発明の効果】
以上詳述したように、請求項１に記載の発明によれば、ステアリングをロック又はアンロックする機構部の耐久性を向上することができる。
【００３４】
請求項２に記載の発明によれば、低コストで機構部の耐久性を向上することができる。
請求項３に記載の発明によれば、ステアリングをアンロック状態に保持することができ、信頼性の向上を図ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】一実施形態を示す電動ステアリングロック装置のブロック図。
【符号の説明】
１１…ＣＰＵ（制御手段）、１５，１６…トランジスタ（スイッチング素子）、２６…電動モータ、３２，３３…リミットスイッチ（機械的接点）。

Claims (3)

1. ステアリングをロック又はアンロックする機構部の駆動源である電動モータと、その電動モータをオンオフ制御するためのスイッチング素子と、そのスイッチング素子のスイッチング動作を制御する制御手段とを備え、制御手段がロック信号又はアンロック信号を出力してスイッチング素子をオンすることにより電動モータを駆動し、その電動モータの駆動力により機構部を作動させ、ステアリングをロック又はアンロックするようにした電動ステアリングロック装置において、
   前記制御手段には前記スイッチング素子が接続され、
   前記機構部の動作が停止してステアリングのロック又はアンロックが完了したとき、前記スイッチング素子をオフし、電動モータへの通電を瞬時に遮断する機械的接点を前記制御手段とスイッチング素子との間に設け、
   前記機構部の動作が停止してステアリングのロック又はアンロックが完了したとき、前記機械的接点は、前記スイッチング素子をオンさせるためのロック信号又はアンロック信号を接地側へ流すことにより前記スイッチング素子をオフすることを特徴とする電動ステアリングロック装置。
2. 前記機械的接点はリミットスイッチである請求項１に記載の電動ステアリングロック装置。
3. 前記制御手段は、前記電動モータによるアンロックが完了した後に、アンロック信号を前記スイッチング素子に出力し続けるものである請求項１又は２に記載の電動ステアリングロック装置。

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