JP4031690B2 - ステアリングロック装置 - Google Patents

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Description

【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、ステアリングシャフトをロック状態又はアンロック状態にする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】
近年、車両の操作性向上を目的として、機械的なキー操作をすることなく車両の各種動作を行うシステムが開発されている。そのシステムの1つにスマートキーシステムがある。スマートキーシステムとはユーザ(運転者)が携帯機(スマートキー)を携帯してドアに近づけばドアロックが解錠され、遠ざかれば施錠されるキーレスエントリ機能や、キーをシリンダに差し込まなくてもイグニッションスイッチを回せばエンジンが始動するイグニッション機能等を備えたシステムである。
【0003】
この種のシステムでは機械的なキー操作が行われないので、特許文献1等で示すステアリングロックを自動で解錠又は施錠する必要がある。図11は、ステアリングロック装置61の概略を示す構成図である。ロック制御部62は携帯機のIDコードと車両側のIDコードが一致したとき、ステアリングロック用モータ63を駆動してロックピン64をアンロック側(矢印X方向)に移動させる。そして、アンロック検出スイッチ65がオン状態になると、ロック制御部62はそのオン信号を入力して、ステアリングロック66がアンロック状態になったと認識する。
【0004】
一方、ステアリングロック66がアンロック状態で、携帯機を有したユーザが所定の領域から離れたとき、ロック制御部62はステアリングロック用モータ63を逆転側に駆動してロックピン64をロック側(矢印Y方向)に移動させる。そして、ロックピン64がステアリングシャフト67の凹部68に差し込まれてロック検出スイッチ69がオン状態になると、ロック制御部62はそのオン信号を入力して、ステアリングロック66がロック状態になったと認識する。
【0005】
【特許文献1】
特開2002−249023号公報(第2−3頁、第1図)
【0006】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、ステアリングロック66のロック状態又はアンロック状態は、ロック検出スイッチ69とアンロック検出スイッチ65からのスイッチ信号により認識している。ところが、これらスイッチ65,69を用いた場合、ロックピン64が一方から他方へ移動する過程で、両方のスイッチ65,69がともにオフ状態となる中間領域がある。従って、この中間領域ではロックピン64の位置が把握できず、ロックピン64の位置検出精度が高くないという問題が生じていた。
【0007】
また、アンロック検出スイッチ65に接点不良等の故障が生じる場合もある。このとき、ロックピン64がステアリングシャフト67の凹部68から完全に抜け出ていないにも拘らず、ロック制御部62がアンロック検出スイッチ65からオン信号を入力して、ステアリングロック66がアンロック状態であると認識する。このため、ステアリングロック66がロック状態のままでエンジンがかけられてしまうことも考えられるので、これに対応する必要がある。
【0008】
本発明は前記の問題点に鑑みてなされたものであって、その目的は、ステアリングロックの係止手段の位置検出精度を向上できるステアリングロック装置を提供することにある。
【0009】
【課題を解決するための手段】
前記の目的を達成するため請求項1に記載の発明では、アクチュエータにより係止手段が駆動されて、前記係止手段がステアリングシャフトの凹部に係脱することでロック又はアンロック状態となるステアリングロックを備えたステアリングロック装置において、前記係止手段の位置を連続的又は段階的に検出する位置検出手段と、前記位置検出手段から出力される出力値に基づき前記係止手段の前記凹部に対する位置を算出し、前記ステアリングロックがロック及びアンロック状態のうちどちらの作動状態であるかを認識する制御手段とを備えたことを要旨とする。
【0010】
この発明によれば、係止手段の位置が位置検出手段によって連続的又は段階的に検出される。そして、位置検出手段からの出力値に基づき制御手段によって係止手段の凹部に対する位置が検出され、ステアリングロックが施錠及び解錠状態のうちどちらの作動状態であるかが認識される。従って、係止手段の位置を連続的又は段階的に検出する位置検出手段を用いているので、制御手段により求まる係止手段の位置検出精度が高まり、ステアリングロックが施錠状態と解錠状態とのうちどちらであるかの判定をほぼ正確に行える。
【0011】
請求項2に記載の発明では、請求項1に記載の発明において、前記制御手段は前記位置検出手段からの出力値に基づき、前記ステアリングロック装置の故障診断を実行していることを要旨とする。
【0012】
この発明によれば、請求項1に記載の発明の作用に加え、制御手段により故障診断が実行される。従って、制御手段によって故障状態であると認識されたとき、ステアリングロック装置に故障が生じたと判断してエンジン始動を許可しないようにすれば、ステアリングロックがロック状態のままでエンジンがかけられることが生じなくなる。
【0013】
請求項3に記載の発明では、請求項1又は2に記載の発明において、前記位置検出手段からの出力値に基づき、前記制御手段による前記係止手段の位置検出が正確に実行されるように、前記位置検出手段からの出力値を補正する補正処理手段を備えたことを要旨とする。
【0014】
この発明によれば、請求項1又は2に記載の発明の作用に加え、制御手段による係止手段の位置検出が正確に実行されるように、補正処理手段によって位置検出手段からの出力値が補正される。従って、例えば位置検出手段に経年変化が生じて出力値が変化することがあるが、その出力値が補正処理手段によって補正されるので、経年変化等により出力値が変化しても、係止手段の位置検出がほぼ正確に検出可能になる。
【0015】
【発明の実施の形態】
(第1実施形態)
以下、本発明を具体化したステアリングロック装置の第1実施形態を図1〜図4に従って説明する。
【0016】
図1は、電子キーシステム1の電気的な構成図である。電子キーシステム1は自由に持ち運び可能な携帯機(スマートキー)2と、車両3に搭載されたコントローラ4とを備えている。コントローラ4は照合制御部5及び送受信部6を備え、照合制御部5は送受信部6からリクエスト信号を間欠的に車外に出力させる。そして、携帯機2は所定の領域に入り込んでリクエスト信号を受け取ると、携帯機2が持つIDコードを乗せたIDコード信号を車両3側に自動で出力する。
【0017】
照合制御部5はIDコード信号を送受信部6を介して入力し、そのIDコードと車両3に予め登録されたIDコードとを照合する。そして、照合制御部5は2つのIDコードが一致すればドアロック用モータ7を駆動してドアロック8を解錠する。一方、照合制御部5はドアロック8が解錠された状態で携帯機2からIDコード信号を入力しなくなると、ドアロック用モータ7を駆動してドアロック8を施錠する。このため、運転者が車両3に近づけば自動でドアロック8が解錠され、車両3から離れれば自動でドアロック8が施錠される。
【0018】
車両3にはステアリングロック装置9が搭載されている。ステアリングロック装置9は制御手段及び補正処理手段を構成するロック制御部10、アクチュエータとしてのステアリングロック用モータ11及びステアリングロック12を備えている。照合制御部5は携帯機2のIDコードが車両3に登録されたIDコードと一致したとき、ロック制御部10にロック解除要求信号を出力する。ロック制御部10はロック解除要求信号を入力すると、ステアリングロック用モータ11を駆動してステアリングロック12を解錠する。そして、照合制御部5はステアリングロック12の解錠が完了すると、電源制御部13及びエンジン制御部14にエンジン始動許可信号を出力する。
【0019】
車両3はエンジン制御部14及びメータ制御部15を備えている。エンジン制御部14及びメータ制御部15は電源制御部13に電気的に接続されている。エンジン制御部14はエンジン16の燃料噴射やエンジン点火を制御し、メータ制御部15はインストルメントパネルに配置されたコンビネーションメータ類を制御する。なお、照合制御部5、ロック制御部10、電源制御部13、エンジン制御部14及びメータ制御部15はCPU、ROM、RAM等により構成される。
【0020】
電源制御部13にはアクセサリリレー17、第1イグニッションリレー18、第2イグニッションリレー19及びスタータリレー20が並列に接続されている。これらリレー17〜20は接点部CP1〜CP4とコイル部L1〜L4とからなり、コイル部L1〜L4が電源制御部13によって励消磁されることでオンオフ状態が切り換わる。これらリレー17〜20の接点部CP1〜CP4は一端がバッテリ(+B)に接続され、他端は接点部CP2がメータ制御部15、接点部CP3がエンジン制御部14、接点部CP4がエンジンスタータ(図示省略)に接続されている。
【0021】
また、車両3は押しボタン式スイッチを操作することによりエンジン16の始動・停止が行えるワンプッシュ式エンジン作動システムを備え、車両3にはワンプッシュ用の操作スイッチ21が配設されている。電源制御部13はステアリングロック12が解錠されて、照合制御部5からエンジン始動許可信号を入力するとエンジン始動許可状態となる。このとき、操作スイッチ21が押されると、電源制御部13は接点部CP2〜CP4をオン状態にして、エンジン制御部14及びメータ制御部15への給電を実行するとともに、エンジンスタータを作動させる。
【0022】
操作スイッチ21が押されたとき、電源制御部13はエンジン始動開始信号をエンジン制御部14に出力する。エンジン制御部14は照合制御部5からエンジン始動許可信号を入力した状態でエンジン始動開始信号を入力すると、エンジン始動を開始して燃料噴射やエンジン点火の制御を実行する。そして、エンジン制御部14はイグニッションパルスやオルタネータ出力等に基づいてエンジン16の駆動状態を監視し、エンジン16が駆動しているときにはスタータを非作動状態にする。
【0023】
図2は、ステアリングロック装置9の概略的な構成図である。ステアリングロック用モータ11の出力軸にはウォームギア22が取り付けられ、ウォームギア22は平歯車23を介して係止手段としてのロックピン(ロックバー)24のギア部25と連結されている。ロックピン24はステアリングロック用モータ11が駆動されることで図2(又は図3)に示す矢印A方向に移動し、この移動に伴ってステアリングシャフト26の凹部27に対して先端部が係脱可能となっている。
【0024】
そして、ステアリングロック用モータ11が例えば正転してロックピン24がステアリングシャフト26の凹部27に差し込まれると、ステアリングロック12がロック状態となってステアリングシャフト26の回動が規制される。一方、図3に示すようにステアリングロック用モータ11が逆転してロックピン24が凹部27から抜け出すと、ステアリングロック12がアンロック状態となってステアリングシャフトが回動可能な状態となる。
【0025】
図2及び図3に示すように、ステアリングロック装置9は位置検出手段としての抵抗変化測定器28を備え、抵抗変化測定器28の出力側はロック制御部10に接続されている。この抵抗変化測定器28の測定対象として、ロックピン24の外周面29には抵抗膜30が形成されている。抵抗膜30はカーボン抵抗等を材質とし、ロックピン24の移動方向に沿って抵抗値が徐変するように塗布されている。本例では、例えばロックピン24の先端部に向かうに従い抵抗値が徐々に大きくなるように抵抗材を塗布している。
【0026】
抵抗変化測定器28は固定点31と可動点32とを有し、固定点31及び可動点32は抵抗膜30の表面に接触した状態となっている。可動点32はロックピン24が移動すると、固定点31を基点としてロックピン24に沿って移動する。そして、抵抗変化測定器28は固定点31と可動点32との間の抵抗変化を測定し、その抵抗変化に応じた検出信号(出力値)をロック制御部10に出力する。ロック制御部10は抵抗変化測定器28からの検出信号に基づき、ロックピン24の現在位置を検出する。
【0027】
また、ステアリングロック装置9はロック検出スイッチ33及びアンロック検出スイッチ34を備えている。これらスイッチ33,34は一端がバッテリ端子(+B)に接続され、他端がロック制御部10に接続されている。これらスイッチ33,34はノーマルオープンタイプのメカニカルスイッチ(本例ではリミットスイッチ)からなり、ロック検出スイッチ33がステアリングロック12のロックを、アンロック検出スイッチ34がステアリングロック12のアンロックを検出する。
【0028】
ロック検出スイッチ33はステアリングロック12がロック状態となったとき、ロックピン24の側部の接触部35が当接して図2に示すオン状態となり、そのオン信号をロック制御部10に出力する。一方、アンロック検出スイッチ34はステアリングロック12がアンロック状態となったとき、ロックピン24の基端部の接触部36が当接して図3に示すオン状態となり、そのオン信号をロック制御部10に出力する。
【0029】
ステアリングロック12を解錠する場合、ロック制御部10は抵抗変化測定器28の検出信号から求まるロックピン24の位置がアンロック位置となり、かつアンロック検出スイッチ34からオン信号を入力したときに、ステアリングロック12が解錠状態になったと認識する。また、ステアリングロック12を施錠する場合、ロック制御部10は抵抗変化測定器28の検出信号から求まるロックピン24の位置がロック位置となり、かつロック検出スイッチ33からオン信号を入力したときに、ステアリングロック12がロック状態になったと認識する。
【0030】
ここで、ステアリングロック12の解錠時の動作を以下に説明する。ステアリングロック12の施錠時、照合制御部5はエンジン始動許可信号を出力せず、エンジン16をかけられない状態としている。そして、携帯機2から発信されるIDコードのコード照合が照合制御部5により実行され、コード照合が一致すると照合制御部5からロック制御部10にロック解除要求信号が出力される。すると、ステアリングロック用モータ11がロック制御部10により駆動されて、図2に示す状態からロックピン24がアンロック側に移動してステアリングロック12の解錠が開始される。
【0031】
ところで、抵抗変化測定器28は正常に作動した場合、図4に示すように固定点31と可動点32との間の抵抗変化(検出されるべき値)に応じて検出信号(出力値)の値が変化する。本例では、固定点31と可動点32との間の抵抗変化の値が増加すると検出信号が比例的に増加している。ここで、抵抗変化測定器28に故障が生じたときには、この比例関係が崩れて検出信号の値が最大値(MAX)状態(図4に示す一点鎖線)や、ほぼ「0」の状態(図4に示す二点鎖線)になることがある。
【0032】
このとき、ロック制御部10は検出信号の単位時間当たりの傾き(変化量)ΔTを算出し、その傾きΔTが予め設定された閾値Tを超えたとき、抵抗変化測定器28に故障が生じたと判断して、照合制御部5にロック解除信号を出力しない。このため、照合制御部5は電源制御部13及びエンジン制御部14にエンジン始動許可信号を出力せず、電源制御部13及びエンジン制御部14はエンジン16の始動を許可しない状態とする。
【0033】
このため、ロックピン24の位置検出に抵抗変化測定器28を用いれば、この抵抗変化測定器28の故障の有無をロック制御部10が判断可能になる。そして、抵抗変化測定器28の検出信号の傾きΔTが閾値Tを超えて、抵抗変化測定器28(ステアリングロック装置9)が故障したと判断されたときには、エンジン16の始動が許可されない状態となるので、ステアリングロック12がロック状態のままでエンジンがかけられるようなことが生じない。
【0034】
また、ステアリングロック12が解錠されるとき、ロックピン24が凹部27から完全に抜け出ていないにも拘らず、例えば接点不良等によりアンロック検出スイッチ34がオン状態になる場合がある。このとき、ロック制御部10は演算したロックピン24の位置がアンロック位置にないので、アンロック検出スイッチ34がオン状態となってもステアリングロック12がロック状態であると認識する。
【0035】
そして、ロック制御部10はアンロック検出スイッチ34が故障したと判断して、照合制御部5にロック解除信号を出力しない。このため、照合制御部5は電源制御部13及びエンジン制御部14にエンジン始動許可信号を出力せず、電源制御部13及びエンジン制御部14はエンジン16の始動を許可しない状態とする。従って、アンロック検出スイッチ34(ステアリングロック装置9)が故障しても、ステアリングロック12がロック状態のままでエンジンがかけられるようなことが生じない。
【0036】
ところで、ロックピン24に塗布された抵抗膜30には使用度合いに応じて経年変化が生じる。このとき、抵抗膜30の経年変化に応じて抵抗変化の値が変化するので、ロック制御部10により求まるロックピン24の位置には誤差が生じることもある。これに対応するために、ロック制御部10は演算されるロックピン24の位置を補正する補正機能を備えている。この位置補正機能は所定のサイクルで繰り返し実行され、ロックピン24の位置検出精度を向上している。
【0037】
以下に詳述すると、ロック制御部10はロック検出スイッチ33からオン信号を入力したとき、そのときに抵抗変化測定器28からの検出信号(出力値)を一時記憶する。また、続いてステアリングロック12が解錠された場合、ロック制御部10はアンロック検出スイッチ34からオン信号を入力したとき、そのときに抵抗変化測定器28からの検出信号(出力値)を一時記憶する。そして、ロック制御部10は一時記憶したこれら2つの検出信号の値を基にして、抵抗変化測定器28の検出信号を補正し、検出信号の値とロックピン24の位置との関係を好適なものとする。
【0038】
このため、ロックピン24がロック位置からアンロック位置に移動するとき、使用初期時には例えば1〜10(Ω)の抵抗変化が出力されたものが、経年変化により0.5〜5(Ω)に変化しても、抵抗変化測定器28からの出力信号とロックピン24の位置との関係が好適なものとなる。従って、抵抗膜30が経年変化して抵抗変化測定器28の抵抗変化の値が変化しても、ロックピン24の位置がほぼ正確に検出されるので、ロックピン24の位置検出精度が確保される。
【0039】
従って、この実施の形態では以下のような効果を得ることができる。
(1)抵抗変化測定器28を用いてロックピン24の位置検出が行われるので、ロックピン24の位置をリニア(連続的)に検出できる。従って、ロックピン24がロック状態とアンロック状態との間で移動するときに、その移動位置の検出が逐次行え、ロックピン24の位置検出精度を向上できる。
【0040】
(2)抵抗変化測定器28の検出信号(出力値)の傾きΔTが閾値Tを超えたとき、抵抗変化測定器28(ステアリングロック装置9)に故障が生じたと判断して、エンジン16の始動を許可しない。従って、ロックピン24の位置検出に抵抗変化測定器28を用いれば、自身の故障有無が判断できる。また、故障が生じた場合にはエンジン始動が許可されないので、ステアリングロック12がロック状態のままでエンジン16がかけられることが生じない。
【0041】
(3)ロックピン24に塗布された抵抗膜30は使用頻度に応じて経年変化が生じ、これにより抵抗変化測定器28から出力される検出信号(出力値)の値が変化する場合もある。しかし、抵抗変化測定器28からの検出信号がロック制御部10により補正されるので、経年変化が生じてもロックピン24の位置検出がほぼ正確に実行できる。
【0042】
(第2実施形態)
次に、第2実施形態を図5に従って説明する。この実施形態は第1実施形態と基本的な構成は同じであり、同一部分に関しては同一符号を付して詳しい説明を省略し、異なる部分についてのみ説明する。
【0043】
図5は、ステアリングロック装置9の概略的な構成図である。ステアリングロック装置9は位置検出手段としての光センサ37を備えている。また、光センサ37は投光部38と受光部39を有し、投光部38の光の照射先としてロックピン24の外周面29には反射膜40が形成されている。反射膜40は塗料や反射材を塗布して形成され、ロックピン24の移動方向に沿って反射率が徐変するように塗布されている。本例では、例えばロックピン24の先端部に向かうに従い反射率が徐々に大きくなるように塗料や反射材を塗布している。
【0044】
反射膜40の反射光はロックピン24の移動位置に応じて変化し、ロックピン24が移動する際にはその位置に応じた光量の反射光が反射される。光センサ37は反射光を受光部39により受光し、その受光した反射光の光量を検出してその光量に応じた検出信号(出力値)をロック制御部10に出力する。ロック制御部10は光センサ37からの検出信号に基づき、ロックピン24の現在位置を検出する。
【0045】
ステアリングロック12の解錠時には、ステアリングロック用モータ11がロック制御部10により駆動されて、図5に示す状態からロックピン24がアンロック側に移動して解錠が開始される。そして、ロックピン24がアンロック位置に位置すると、ロック制御部10は光センサ37の検出信号から求まるロック位置がアンロック位置となり、かつアンロック検出スイッチ34からオン信号を入力するので、ステアリングロック12が解錠状態になったと認識する。
【0046】
一方、ロック制御部10は光センサ37からの検出信号の値に基づき単位時間当たりの傾き(変化量)ΔTを算出している。このため、光センサ37に故障が生じても、ロック制御部10は傾きΔTが予め設定された閾値Tを超えたとき、光センサ37に故障が生じたと判断して、照合制御部5にロック解除信号を出力しない。従って、光センサ37(ステアリングロック装置9)が故障しても、エンジン始動は許可されない状態となるので、ステアリングロック12がロック状態のままでエンジンがかけられるようなことが生じない。
【0047】
また、光センサ37からの出力信号から求まるロック位置がアンロック位置にならないにも拘らず、アンロック検出スイッチ34からオン信号が出力されたとする。このとき、ロック制御部10はアンロック検出スイッチ34に例えば接点不良等によりステアリングロック装置9に故障が生じたと判断し、ロック解除信号を照合制御部5に出力せず、エンジン16の始動を許可しない状態にする。従って、アンロック検出スイッチ34が誤作動しても、ステアリングロック12がロック状態のままでエンジンがかけられるようなことが生じない。
【0048】
ロックピン24の位置を検出するセンサとして光センサ37を用いているので、光センサ37とロックピン24との間には摺動する箇所がほとんどなく、センサとしては経年変化が生じ難くなる。従って、ステアリングロック装置9は装置全体として耐久性が高いものとなり、ステアリングロック装置9の使用年数の長期化や、センサの交換回数の低減に伴うコストの抑制化も図れる。
【0049】
さらに、本例においても前記第1実施形態と同様の方法で光センサ37の検出信号の補正が実行される。従って、反射膜40の表面に汚れなどが生じる場合があるが、このような汚れなどが原因で光センサ37からの検出信号が変化しても、ロックピン24の位置がほぼ正確に検出されるので、ロックピン24の位置検出精度が確保される。
【0050】
第2実施形態では、第1実施形態の(1)〜(3)と同様な効果が得られる他に、次の効果が得られる。
(4)光センサ37とロックピン24との間には摺動する箇所がほとんどないので、センサとして経年変化が生じ難くなり、ステアリングロック装置9を耐久性の高い装置とすることができる。
【0051】
(第3実施形態)
次に、第3実施形態を図6に従って説明する。なお、この実施形態も第1実施形態と基本的な構成は同じであり、異なる部分についてのみ説明する。
【0052】
図6は、ステアリングロック装置9の概略的な構成図である。ステアリングロック装置9は位置検出手段としての磁気センサ41を備えている。磁気センサ41の測定対象として、ロックピン24の外周面29には磁性膜42が形成されている。磁性膜42は磁性塗料を塗布して形成され、ロックピンの移動方向に沿って磁束密度が徐変するように塗布されている。本例では、例えばロックピン24の先端部に向かうに従い磁束密度が徐々に大きくなるように磁性塗料を塗布している。
【0053】
磁気センサ41は例えばMRE(磁気抵抗素子)やホール素子からなる。磁気センサ41はロックピン24の磁性膜42の磁束密度を検出し、その磁束密度の大きさに応じた検出信号(出力値)をロック制御部10に出力する。そして、ロック制御部10は磁気センサ41からの検出信号に基づき、ロックピン24の現在位置を検出する。なお、磁気センサ41は磁電変換作用を利用したセンサとして例えば磁気トランジスタ、磁気エンコーダ等や、電磁誘導作用を用いたタコジェネレータ、過電流センサ等を用いてもよい。
【0054】
ところで、ロック制御部10は磁気センサ41からの検出信号の値に基づき単位時間当たりの傾き(変化量)ΔTを算出している。このため、磁気センサ41に故障が生じても、ロック制御部10は傾きΔTが予め設定された閾値Tを超えたとき、磁気センサ41に故障が生じたと判断して、照合制御部5にロック解除信号を出力しない。従って、磁気センサ41(ステアリングロック装置9)が故障しても、エンジン始動は許可されない状態となるので、ステアリングロック12がロック状態のままでエンジンがかけられるようなことが生じない。
【0055】
ステアリングロック12の解錠時には、ロックピン24が凹部27から抜け出ていないにも拘らず、例えば接点不良等によりアンロック検出スイッチ34がオン状態となる場合がある。このとき、ロック制御部10は磁気センサ41の出力信号から求まるロックピン24の位置がアンロック位置にないので、ロックピン24がアンロック状態ではなくアンロック検出スイッチ34に故障が生じたと判断して、ロック解除信号を照合制御部5に出力しない。従って、エンジン16の始動が許可されない状態となり、ステアリングロック12がロック状態のままでエンジンがかけられるようなことが生じない。
【0056】
また、ロックピン24の位置を検出するセンサとして磁気センサ41を用いているので、ロックピン24との間には摺動する箇所がほとんどなく、センサとしては経年変化が生じ難くなる。従って、ステアリングロック装置9は抵抗変化測定器を用いた場合に比べ、装置全体として耐久性が高いものとなり、ステアリングロック装置9の使用年数の長期化や、センサの交換回数の低減に伴うコストの抑制化も図れる。
【0057】
さらに、本例においても前記第1実施形態と同様の方法で磁気センサ41の検出信号の補正が実行される。従って、磁性膜42の表面に汚れなどが生じる場合があるが、このような汚れなどにより磁気センサ41からの検出信号が変化しても、ロックピン24の位置がほぼ正確に検出されるので、ロックピン24の位置検出精度が確保される。
【0058】
第3実施形態では、第1実施形態の(1)〜(3)と同様な効果が得られる他に、次の効果が得られる。
(5)磁気センサ41とロックピン24との間には摺動する箇所がほとんどないので、センサとして経年変化が生じ難くなり、ステアリングロック装置9を耐久性の高い装置とすることができる。
【0059】
(第4実施形態)
次に、第4実施形態を図7に従って説明する。なお、この実施形態も第1実施形態と基本的な構成は同じであり、異なる部分についてのみ説明する。
【0060】
図7は、ステアリングロック装置9の構成を示す模式図である。ロックピン24は一方から他方に向かうに従い外径が徐々に広くなる楔形(略円錐形)に形成され、ロックピン24の外周面29は所定の傾度を有する傾斜面43となっている。本例の傾斜面43は、先端部に向かうに従い外径が徐々に大きくなる形状となっている。なお、傾斜面43の形状は先端部に向かうに従い外径が徐々に小さくなる形状や、円錐形ではなく方形状で一面に傾斜面(テーパ面)を備える形状としてもよい。
【0061】
一方、ステアリングロック装置9は位置検出手段としての荷重センサ44を備えている。荷重センサ44は可変するバネ材(図示省略)を有し、このバネ材はロックピン24の傾斜面43に当接している。そして、荷重センサ44はロックピン24の移動時に可変するバネ材の荷重変化を測定し、その荷重変化に応じた検出信号(出力値)をロック制御部10に出力する。ロック制御部10は荷重センサ44からの検出信号に基づき、ロックピン24の現在位置を検出する。
【0062】
ところで、ロック制御部10は荷重センサ44からの検出信号の値に基づき単位時間当たりの傾き(変化量)ΔTを算出している。このため、荷重センサ44に故障が生じても、ロック制御部10は傾きΔTが予め設定された閾値Tを超えたとき、荷重センサ44に故障が生じたと判断して、照合制御部5にロック解除信号を出力しない。従って、荷重センサ44(ステアリングロック装置9)が故障しても、エンジン始動は許可されない状態となるので、ステアリングロック12がロック状態のままでエンジンがかけられるようなことが生じない。
【0063】
また、ステアリングロック12の解錠時には、ロックピン24が凹部27から抜け出ていないにも拘らず、例えば接点不良等によりアンロック検出スイッチ34がオン状態となる場合がある。このとき、ロック制御部10は荷重センサ44の検出信号から求まるロックピン24の位置がアンロック位置にないので、ロックピン24がアンロック状態ではなくステアリングロック装置9に故障が生じたと判断して、ロック解除信号を照合制御部5に出力しない。従って、エンジン16の始動が許可されない状態となり、ステアリングロック12がロック状態のままでエンジンがかけられるようなことが生じない。
【0064】
さらに、本例においても前記第1実施形態と同様の方法で荷重センサ44の検出信号の補正が実行される。従って、荷重センサ44のバネ材は使用年数(使用回数)に応じてそのバネ定数が変化する場合があるが、このようにバネ定数が経年変化によって変化しても、ロックピン24の位置がほぼ正確に検出されるので、ロックピン24の位置検出精度が確保される。
【0065】
第4実施形態では、第1実施形態の(1)〜(3)と同様な効果が得られる他に、次の効果が得られる。
(6)荷重センサ44によってロックピン24の位置を測定することができる。
【0066】
(第5実施形態)
次に、第5実施形態を図8に従って説明する。なお、この実施形態も第1実施形態と基本的な構成は同じであり、異なる部分についてのみ説明する。
【0067】
図8は、ステアリングロック装置9の構成を示す模式図である。ロックピン24にはロックピン24の長手方向に沿って延びるように、断面略三角形状の貫通部45が形成されている。本例の貫通部45はロックピン24の先端部に向かうに従い幅が徐々に大きくなる形状となっている。なお、貫通部45の形状は先端部に向かうに従い幅が徐々に小さくなる形状としてもよい。
【0068】
また、ステアリングロック装置9は位置検出手段としての光センサ46を備えている。光センサ46は貫通部45を挟んで対向位置に配置された投光部47と受光部48を有している。貫通部45を通過して受光部48に至る透過光は貫通部45の幅に応じて変化し、本例ではロックピン24がアンロック側に向かうに従い光量が徐々に多くなる。そして、受光部48は透過光の光量を検出して、その光量に応じた検出信号をロック制御部10に出力する。ロック制御部10は受光部48からの検出信号に基づき、ロックピン24の現在位置を検出する。
【0069】
ところで、ロック制御部10は受光部48からの検出信号の値に基づき単位時間当たりの傾き(変化量)ΔTを算出している。このため、光センサ46に故障が生じても、ロック制御部10は傾きΔTが予め設定された閾値Tを超えたとき、光センサ46に故障が生じたと判断して、照合制御部5にロック解除信号を出力しない。従って、光センサ46(ステアリングロック装置9)が故障しても、エンジン始動は許可されない状態となるので、ステアリングロック12がロック状態のままでエンジンがかけられるようなことが生じない。
【0070】
ステアリングロック12の解錠時には、ロックピン24が凹部27から抜け出ていないにも拘らず、例えば接点不良等によりアンロック検出スイッチ34がオン状態となる場合がある。このとき、ロック制御部10は受光部48の検出信号から求まるロックピン24の位置がアンロック位置にないので、ロックピン24がアンロック状態ではなく光センサ46に故障が生じたと判断して、ロック解除信号を照合制御部5に出力しない。従って、エンジン16の始動が許可されない状態となり、ステアリングロック12がロック状態のままでエンジンがかけられるようなことが生じない。
【0071】
また、本例においても前記第1実施形態と同様の方法で光センサ46の検出信号の補正が実行される。従って、透過光の経路上に汚れや異物が生じる場合もあるが、このように汚れや異物が原因で光センサ46からの検出信号が変化しても、ロックピン24の位置がほぼ正確に検出されるので、ロックピン24の位置検出精度が確保される。
【0072】
第5実施形態では、第1実施形態の(1)〜(3)と同様な効果が得られる他に、次の効果が得られる。
(7)光センサ46とロックピン24との間には摺動する箇所がほとんどないので、センサとして経年変化が生じ難くなり、ステアリングロック装置9を耐久性の高い装置とすることができる。
【0073】
なお、実施形態は前記に限定されるものではなく、例えば、次のように変更してもよい。
・ 第1〜第5実施形態において、ロックピン24の位置を検出する位置検出手段は各実施形態に記載の各種センサに限定されない。例えば、図9に示すように位置検出手段としての可変抵抗器50でもよい。以下に詳述すると、可変抵抗器50は同図の矢印方向に回動可能な回動部51を有し、回動部51の回転量に応じた抵抗値をとる。そして、ロックピン24が移動するに連れて回動部51が回動し、可変抵抗器50はその回動量に応じた検出信号をロック制御部10に出力する。そして、ロック制御部10はこの検出信号に基づきロックピン24の現在位置を検出する。この場合も、ステアリングロック12のロック状態時におけるエンジン始動防止が図れ、経年変化に対しても耐久性の高いものとなる。
【0074】
・ 第1〜第5実施形態において、位置検出手段は図10に示す光学式のエンコーダ52でもよい。以下に詳述すると、エンコーダ52は複数(本例では3つ)の投光部53と、各々の投光部53と組をなす複数(本例では3つ)の受光部54とを有している。また、ロックピン24には投光部53から投光される光の経路となる複数(本例では4つ)の貫通部55が形成されている。貫通部55は図10の上から3つが連続して等間隔に配置され、4つ目が1つ分間隔を開けて配置されている。
【0075】
そして、これら受光部54は各々対向する投光部53から光を受光したとき、オン信号をロック制御部10に出力する。ロック制御部10はこれら受光部54からのオン信号(Hレベル信号)の組み合わせを基にして、ロックピン24の現在位置を検出する。この場合も、ステアリングロック12のロック状態時におけるエンジン始動防止が図れ、経年変化に対しても耐久性の高いものとなる。なお、投光部53(受光部54)の数は3つに限定されず、4つ以上使用して位置測定の分解能を高めてもよい。
【0076】
・ 第1〜第5実施形態において、ロック検出スイッチ33とアンロック検出スイッチ34はなくてもよい。即ち、各種センサからの検出信号のみに基づいてロックピン24の位置を検出してもよい。
【0077】
・ 第1〜第5実施形態において、ロックピン24の位置検出は連続的に検出されることに限定されず、所定の間隔で段階的に位置検出がなされてもよい。
・ 第1〜第5実施形態において、ロックピン24の位置検出を行うセンサ、ひいてはステアリングロック装置9の故障診断の方法は、検出信号の傾きΔTが閾値Tを超えたときに故障状態であると認識する方法に限定されない。例えば、検出信号の実測値に許容範囲を設けておき、その許容範囲を超えるときにセンサに故障が生じたと判断して、エンジン始動を許可しないようにしてもよい。また、この種の故障診断は必ずしも実行する必要はなく、故障診断がないものでもよい。
【0078】
・ 第1〜第5実施形態において、ロックピン24の位置検出を行うセンサ、ひいてはステアリングロック装置9に故障が生じたとき、ランプやスピーカ等の報知装置(報知手段)でその旨を報知させてもよい。この場合、ユーザ(運転者)に対し故障を伝えることができる。
【0079】
・ 第1〜第5実施形態において、ロックピン24の位置検出を行うセンサの検出信号を補正する処理は必ずしも必要ではなく、この処理をなくしてもよい。・ 第1〜第5実施形態において、IDコード照合はスマートキーシステムのコード照合に限定されない。例えば、IDコード照合はトランスポンダを用いたイモビライザーシステムで実行されるコード照合でもよい。
【0080】
・ 第1〜第5実施形態において、車両は自動車に限らず、例えば二輪車や産業車両(フォークリフト等)などでもよく、車両の種類は特に限定されない。
前記実施形態及び別例から把握できる請求項以外の技術的思想について、以下にその効果とともに記載する。
【0081】
(1)請求項1〜3において、前記ステアリングロックの施錠状態を検出する施錠側スイッチ手段(33)と、前記ステアリングロックの解錠状態を検出する解錠側スイッチ手段(34)とを備え、前記制御手段は前記位置検出手段から出力される出力値に基づき前記係止手段の前記凹部に対する位置を算出し、その算出位置と前記スイッチ手段から出力されるスイッチ信号とに基づき前記ステアリングロックがロック及びアンロック状態のうちどちらの作動状態であるかを認識する。
【0082】
(2)請求項2において、前記制御手段は前記位置検出手段から出力される出力値の所定時間当たりの変化量を算出し、前記変化量が閾値を超えたときに故障状態であると認識する。
【0083】
(3)請求項2において、前記ステアリングロックの施錠状態を検出する施錠側スイッチ手段と、前記ステアリングロックの解錠状態を検出する解錠側スイッチ手段とを備え、前記制御手段は前記出力値に基づき算出された係止手段の位置と、前記スイッチ手段から出力されるスイッチ信号とに基づき前記故障診断を実行する。
【0084】
(4)請求項2、前記技術的思想(2),(3)において、前記制御手段により故障状態であると認識されたとき、報知手段にその旨を報知させる報知処理手段(10)を備えた。
【0085】
(5)請求項3において、前記ステアリングロックの施錠状態を検出する施錠側スイッチ手段と、前記ステアリングロックの解錠状態を検出する解錠側スイッチ手段とを備え、前記補正処理手段は前記施錠側スイッチ手段からスイッチ信号を入力したときと、前記解錠側スイッチ手段からスイッチ信号を入力したときとのタイミングで前記位置検出手段から出力値を各々取り込み、これら出力値をピーク値として前記位置検出手段からの出力値を補正する。
【0086】
【発明の効果】
以上詳述したように本発明によれば、連続的又は段階的に位置検出可能な位置検出手段を用いて係止手段の位置を検出するので、ステアリングロックの係止手段の位置検出精度を向上できる。
【図面の簡単な説明】
【図1】 第1実施形態における電子キーシステムの電気的な構成図。
【図2】 ステアリングロック装置がロック時の概略的な構成図。
【図3】 ステアリングロック装置がアンロック時の概略的な構成図。
【図4】 抵抗変化測定器で検出されるべき値と検出信号との関係図。
【図5】 第2実施形態のステアリングロック装置の概略的な構成図。
【図6】 第3実施形態のステアリングロック装置の概略的な構成図。
【図7】 第4実施形態のステアリングロック装置の概略的な模式図。
【図8】 第5実施形態のステアリングロック装置の概略的な模式図。
【図9】 別例におけるステアリングロック装置の概略的な構成図。
【図10】 他の別例のステアリングロック装置の概略的な構成図。
【図11】 従来におけるステアリングロック装置の概略的な構成図。
【符号の説明】
9…ステアリングロック装置、10…制御手段及び補正処理手段を構成するロック制御部、11…アクチュエータとしてのステアリングロック用モータ、12…ステアリングロック、24…係止手段としてのロックピン、26…ステアリングシャフト、27…凹部、28…位置検出手段としての抵抗変化測定器、37…位置検出手段としての光センサ、41…位置検出手段としての磁気センサ、44…位置検出手段としての荷重センサ、46…位置検出手段としての光センサ、50…位置検出手段としての可変抵抗器、52…位置検出手段としてのエンコーダ。

Claims (3)

  1. アクチュエータにより係止手段が駆動されて、前記係止手段がステアリングシャフトの凹部に係脱することでロック又はアンロック状態となるステアリングロックを備えたステアリングロック装置において、
    前記係止手段の位置を連続的又は段階的に検出する位置検出手段と、
    前記位置検出手段から出力される出力値に基づき前記係止手段の前記凹部に対する位置を算出し、前記ステアリングロックがロック及びアンロック状態のうちどちらの作動状態であるかを認識する制御手段と
    を備えたことを特徴とするステアリングロック装置。
  2. 前記制御手段は前記位置検出手段からの出力値に基づき、前記ステアリングロック装置の故障診断を実行していることを特徴とする請求項1に記載のステアリングロック装置。
  3. 前記位置検出手段からの出力値に基づき、前記制御手段による前記係止手段の位置検出が正確に実行されるように、前記位置検出手段からの出力値を補正する補正処理手段を備えたことを特徴とする請求項1又は2に記載のステアリングロック装置。
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