JP4100570B2 - 車両用ロック装置 - Google Patents

Description

本発明は、車両用ロック装置に関し、特に、キーレスエンジン始動システムに使用され、不正な解錠操作によってはロック解除されないようにするのに好適な車両用ロック装置に関する。

４輪自動車では、人が専用のリモートキー（例えば、カードキー）を携帯したまま施錠された車両に接近して所定の認証エリア内に入ったときにドアが解錠され、エンジンの始動が可能になるキーレス・エントリ・システムもしくはキーレスエンジン始動システムが知られている。このキーレス・エントリ・システムでは、前記カードキーを携帯して車両から遠ざかると、ドアは施錠され、エンジンの始動は不能になる。キーレス・エントリ・システムは、例えば、特開平１０−３１７７５４号公報に記載されている。

また、キーレス・エントリ・システムにおいて、システムの誤作動制御を未然に防止したり電池の消費を少なくするため、リモート制御信号を車両側に送信する通常モードと前記制御信号の出力を停止する送信出力停止モードとを備えたものが知られている（特開２００３−６４９１８号公報）。
特開平１０−３１７７５４号公報 特開２００３−６４９１８号公報

上記キーレスエンジン始動システムにおいて、適合するリモートキーを使用してエンジン始動スイッチのロックを解除しないで不正にロックを解除する行為が行われうる。つまり、エンジン始動スイッチは手で回動できるようにノブが設けられているので、工具を使ってノブを強引に回すことにより不正に解錠操作を行うことが想定される。

本発明は、上記問題点に鑑み、適正なリモートキーを使用せずに強引にロックを解除する行為を防止することができる車両用ロック装置を提供することを目的とする。

本発明は、車両のハンドルロックを施錠および解錠位置に変位させるためハンドルロックに連結された回動軸と、前記回動軸の外周に沿って回動自在に嵌合された筒状部および該筒状部につながる操作部からなる操作ノブと、前記操作ノブが所定のロック位置にあるときに回動軸の外周に爪部材を係合させて該回動軸の回動を規制し、外部からの解除信号に応答して規制を解除する電磁式アクチュエータ手段と、前記操作部および前記回動軸を連結するトルクリミッタ機構とを備え、前記トルクリミッタ機構のトルク制限値が、前記操作ノブの、予定回動操作トルク以上であって、前記爪部材と前記回動軸との係合強度未満である点に第１の特徴がある。

また、本発明は、前記トルクリミッタ機構が、前記回動軸に収容されて該回動軸の外周方向に弾力的に付勢されたクリックボールと、前記クリックボールが嵌合するように前記操作ノブの筒状部に形成された凹部とからなる点に第２の特徴がある。

また、本発明は、前記トルクリミッタ機構が作動して前記回動軸と前記操作ノブとの連結が解除されたとき、前記操作ノブを前記所定のロック位置に回動させると、前記クリックボールが前記操作ノブの筒状部に形成された凹部に嵌合するように構成された点に第３の特徴がある。

また、本発明は、前記操作ノブが、車両に対する該ロック装置の取り付け面と面一に設けられている点に第４の特徴がある。

また、本発明は、前記電磁式アクチュエータ手段に代えて緊急時に前記爪部材の係合を解除する緊急解除機構と、
車両のＥＣＵと通信して車両の始動許可を与えるイモビライザー用送受信回路と、
車両に設けられる収容室の蓋を兼ねるシートのロック装置を解錠するシート解錠用スイッチとをさらに備えた点に第５の特徴がある。

上記特徴を有する本発明によれば、爪部材と回動装置との係合は電磁アクチュエータ規制手段に通電することによって解除され、操作ノブの回動が可能になる。この電磁アクチュエータ規制手段に通電することなく、所定の操作トルク以上のトルクで不正に操作ノブを回動させようとした場合、トルクリミッタ機構が作動して操作ノブと回動軸との連結が解除され、操作ノブは空回りする。

特に、第３の特徴によれば、操作ノブが空回りした後、所定のロック位置においてクリックボールが筒状部に嵌合してトルクリミッタ機構がリセットされる。

また、第４の特徴によれば、操作ノブが取り付け面から突出していないので、工具などを使って大きなトルクを掛けようとするのが困難である。

また、第５の特徴によれば、車両用のロック機構がモジュール化されるので、組み立てや保守が容易である。

以下、図面を参照して本発明の一実施形態を説明する。図５は、本発明の一実施形態に係るロック装置を搭載したスクータ型自動二輪車の外観斜視図である。同図において、スクータ型自動二輪車１の前部には、図示しない車体フレームに回動自在に支持されるステアリングハンドル（以下、単に「ハンドル」という）２が配置される。ハンドル２の周囲は計器類３が配置されたパネル４で覆われている。パネル４は縦パネル５を介してフロア部６に接続される。パネル４の前部（車両前方部分）は図示しない前照灯や方向指示器７を有するフロントカウル８で覆われる。パネル４とフロントカウル８で覆われたスペースには、ハンドルロックモジュール９が収納される。ハンドルロックモジュール９は、パネル４上に操作部つまりノブが露出したエンジン始動用スイッチ（以下、「ノブスイッチ」という）１０と、このノブスイッチ１０の操作に従動するロックバーを、ハンドル２のシャフトに形成したロック孔に係合させてハンドル２の回動を不能にする機構と、シート解錠用スイッチ１１とを有する。具体的なハンドルロックの構造は、例えば特開平９−３０１２３９号公報に開示された構造とすることができる。

さらにリヤカウル１２につながるリヤカウル１２の上部には、シート１３が配置される。シート１３はリヤカウル１２で覆われたヘルメットなどの収納ボックスと燃料タンク（いずれも図示せず）等を覆う蓋を兼用する。シート１３は、蓋としての機能を果たすために開閉自在であり、ソレノイドで作動する電動式のロック装置１４を備える。

図６は、前記ハンドルロックモジュール９を含むキーレスエンジン始動システムの全体システム構成図である。ハンドルロックモジュール９は、マイクロコンピュータを含む制御部１５と前記ノブスイッチ１０と、シート解錠用スイッチ１１と、ノブスイッチ１０の回転を規制しているロックを解錠するソレノイド１６とからなる。制御部１５には、リモートキー１００との通信を行うための送信アンテナ１７および受信ユニット１８と、燃料噴射制御用ＦＩ−ＥＣＵ（以下、単に「ＥＣＵ」という）１９と、シート用のロック装置１４を解錠させるアクチュエータつまりソレノイド２０とが接続される。さらに、ハンドルロックの解錠を表示するためのＬＥＤ２１を制御部１５に接続することができる。表示用ＬＥＤ２１は、例えば前記パネル４の上に設けることができる。

リモートキー１００は、押しボタン２２と、表示灯２３および表示灯２４とを備える。表示灯２３および表示灯２４はＬＥＤで構成するのがよい。表示灯２３，２４の機能は後述する。

図７は、リモートキー１００の構成を示すブロック図である。リモートキー１００は、車両のハンドルロックモジュール９と通信してＩＤ情報を送信する通信機能を有する。リモートキー１００には、無指向性での送受信を可能にするための複数のアンテナ２５−１，２５−２，２５−３が接続された受信回路２６と、送信回路２７と、表示灯（緑色ＬＥＤ）２３および表示灯（赤色ＬＥＤ）２４を駆動する表示灯駆動回路２８と、各種データを記憶するための記憶装置としてのＥＥＰＲＯＭ２９と、これらの構成要素を制御するＣＰＵ３０とを備える。リモートキー１００は、内蔵する電源３１で駆動される。電源３１は、例えば、リチウム電池である。ＣＰＵ３０には前記押しボタン２２の状態に応じた信号が入力される。

ＣＰＵ３０は、前記押しボタン２２の状態に応じて、前記ハンドルロックモジュール９からの受信を可能にしたり不能にしたりする機能を有する。つまり押しボタン２２を所定のように操作することによって、ハンドルロックモジュール９からの送信信号に応答したり、この送信信号を無視したりすることができる。

図８は、押しボタン２２の操作に基づく前記ＣＰＵ３０の処理を示すフローチャートである。図８において、ステップＳ１では、押しボタン２２が押されたか否かが判断され、この判断が肯定ならば、ステップＳ２に進む。ステップＳ２では、押しボタン２２が予定の時間Ｔ（例えば０．１秒）以上継続して押されたかどうかが判断され、これが肯定ならば押しボタン２２の操作は瞬時操作であると判断されてステップＳ３に進む。時間Ｔより短時間の操作はエラーとしてこのフローを抜ける。ステップＳ３では、第２の予定時間Ｔ１（Ｔ１＞Ｔ：例えば１秒）以上継続して押しボタン２２が押されたかどうかが判断され、これが肯定ならば長時間操作（長押し）であると判断されてステップＳ４に進む。

ステップＳ４では、現在のリモートキー１００の受信回路２６がアクティブか、つまり受信待ち受け状態か否かが判断される。アクティブであれば、ステップＳ５に進んで受信回路２６をストップつまり機能停止状態に移行させる。そして、機能停止状態に移行したことを示すため、ステップＳ６に進んで赤色ＬＥＤ２４を点灯させる。ここでの点灯状態は予定の短時間で終了される。つまり瞬間だけ赤色ＬＥＤが点灯される。

一方、ステップＳ４が否定ならば、ステップＳ７に進んで受信回路２６をアクティブ状態に移行させる。そして、受信待ち受け態に移行したことを示すため、ステップＳ８に進んで緑色ＬＥＤ２３を点灯させる。ここでの点灯状態は予定の短時間で終了される。つまり瞬間だけ緑色ＬＥＤ２３が点灯される。

また、ステップＳ３が否定の場合、つまり長押しには至らない短時間操作である場合は、ステップＳ９に進み、受信待ち受け状態か否かが判断される。ステップＳ９が肯定ならば、ステップＳ１０に進み、受信回路２６は受信待ち受け状態であることを示すため緑色ＬＥＤ２３を点滅させる。点滅回数は、例えば４回とする。ステップＳ９が否定ならばステップＳ１１に進み、受信回路２６は機能停止状態であることを示すため赤色ＬＥＤ２４を点滅させる。点滅回数は、例えば４回とする。

次のいずれかの処置を行うことによって、受信回路２６を停止状態にすることができる。第１に、受信回路２６の電源を遮断する。第２に、たとえ受信したとしてもＣＰＵ３０を起動させない。つまりランモードにしない。第３に、ＣＰＵ３０が起動されても、ＩＤ情報の照合処理を実行させない。

図６のキーレスエンジン始動システムは、前記押しボタン２２が操作され、リモートキー１００の受信回路２６がアクティブになっていて、かつ前記リモートキー１００を持って車両に設定された認証エリアに入ったときにシステム全体が動作する。そして受信回路２６が停止状態であるときには動作しない。したがって、リモートキーを持って前記認証エリア外に出ているとき、キーレスエンジン始動システムは初期状態にあり各ロック装置が施錠されている

図１は、ハンドルロックモジュールの外観斜視図、図２は断面図、図３は、図２のＡ−Ａ断面図である。これらの図において、ハンドルロックモジュール９には、前記自動二輪車のパネル４にこのハンドルロックモジュール９を装着するためのフランジ９０を有する。フランジ９０にはノブスイッチ１０を構成する筒状のハウジング９１の端部が嵌合され、ハウジング９１内にはノブ９２および回動軸９３が嵌挿されている。回動軸９３の頭部つまりノブ９２寄りの太径部９３２には、回動軸９３を直径方向に横切る有底のばね収容孔９３３が形成され、このばね収容孔９３３にはコイルばね９４およびばね９４の先端に当接するクリックボール９５が収容される。

クリックボール９５は、ノブ９２の筒状延長部９２１の内面に当接し、ばね９４の反発力で押圧されている。ノブ９２の筒状延長部９２１の内面には、ノブ９２の初期位置つまりロック位置（後述）に回動されているときにクリックボール９５が嵌合する凹部９２２を有する。クリックボール９５と凹部９２２とは、互いに係合してトルクリミッタ機構として機能する。

クリックボール９５と凹部９２２との係合部は、ノブ９２を通常に操作するときに加わると予定されるトルク以上のトルクであって、後述の係止爪３３と回動軸９３との係合が強引に外されるトルク、具体的には係止爪３３を破損させる強度を発生させるトルク未満のトルクがかかったときに互いの係合が外れるようにばね９４のばね定数やボールの大きさ、並びに凹部９２２の形状などを設計する。

ノブ９２は、フランジ９０からわずかに突出しているだけであり、実質的にフランジと面一であるので、指以外の工具等で操作しにくい形状である。

回動軸９３の後端つまりノブ９２から遠い側には、回動軸９３に対して偏心した連結軸９６を有するクランク部９７が設けられる。連結軸９６は、ハンドルロックのロックバー３２に連結される。したがって、回動軸９３の回動に伴って連結軸９６が回動軸９３の中心軸に対して変位する。ロックバー３２はその変位に応じてハンドル２のシャフトに離接し、ハンドル２の施錠・解錠動作を行う。

この回動軸９３の回動を規制して、ノブスイッチ１０の操作を禁止するとともに、ハンドルロックの解除を禁止するための係合装置つまりソレノイド１６と係止爪３３が設けられる。ソレノイド１６のプランジャ１６１はリンク３４に係合され、リンク３４にはハウジング９１を貫通して回動軸９３の係止溝９３４に係合される係止爪３３が結合される。この係止爪３３は、ノブスイッチ１０がロック位置にあるときに係止溝９３４に係合する。

リンク３４は支持軸３５によってソレノイド１６の外皮ケース１６２に支持される。支持軸３５の延長上には緊急解除用爪３６が回動自在に設けられる。爪３３および３６はいずれもコイルばね３７，３８でそれぞれ下方に付勢されている。緊急解除用爪３６は緊急解除用キーシリンダ３９から延長されるリンク４０の上面に当接している。

ソレノイド１６が通電されていないとき、つまり解錠操作されていない状態では、プランジャ１６１は自由に動くので、係止爪３３は、コイルばね３７によって回動軸９３側に付勢され、係止溝９３４に押圧されている。リモートキー１００とハンドルロックモジュール９との間でＩＤ情報の認証が成立すると、ソレノイド１６が駆動されて、プランジャ１６１は引き込まれてリンク３４が支持軸３５を中心に回動する。その結果、係止爪３３は係止溝９３４から外れて、回動軸９３は回動可能となり、ノブスイッチ１０は操作許可状態になる。

リモートキー１００による解錠が不能な場合に緊急解除用キー（図示しない）が使用される。緊急解除用キーは緊急解除用キーシリンダ３９に差し込んで使用される。緊急解除用キーを回すと、リンク４０が図１の矢印Ｌの方向に回動して緊急解除用爪３６を上方に押し上げる。これによって、緊急解除用爪３６の端部作動部３６１がリンク３４に当接してプランジャ１６１をソレノイド１６内に押し込む。これにより、ソレノイド１６が駆動されたのと同様に、係止爪３３が持ち上げられる。

正規な操作でソレノイド１６を駆動させないで、ノブスイッチ１０を強制的に回動させようとした場合、係止爪３３が回動軸に作用しているので、ノブスイッチ１０は回動できない。これをさらに、工具などを使ってより強大な力で回動させようとすると、クリックボール９５が溝９２から外れてノブ９２は回動軸９３に対して空回りする。

ノブ９２は、空回りして、１回転すると再びクリックボール９５が溝９２と嵌合するので、係止爪３３が外れた状態においては通常の操作トルクで回動軸９３を回動させることができる。

図４はノブスイッチ１０の一例を示す図である。図４において、ノブスイッチ１０は、初期状態ではロック位置にある。この状態ではノブスイッチ１０は施錠されていて、押し込み操作は可能であるが回動は不能である。ノブスイッチ１０を押すとリモートキー１００との通信が開始され、ＩＤ情報の照合が成立すれば、回動可能になる。ノブスイッチ１０をオン位置まで回すと、ＥＣＵ１９と通信してＩＤ情報の照合が行われる。ＥＣＵ１９とハンドルロックモジュール９との間でＩＤ情報の照合が成立すれば、ハンドルロックは解錠され、エンジンは始動許可状態となり、シートロック装置１４を解錠させるスイッチ１１の機能も活性化される。そして、ノブスイッチ１０に隣接されるイグニッションスイッチ４１を押すとエンジンの始動動作、つまりエンジン始動用モータの駆動、燃料噴射、および点火動作等が開始される。なお、イグニッションスイッチ４１をノブスイッチ１０と別に設けるのに代えて、ノブスイッチ１０に始動位置（イグニッション位置）を設定するようにしてもよい。また、ハンドルのグリップ近傍に始動用スイッチを別途設けてもよい。

図９はキーレスエンジン始動システムの動作を示すタイミングチャートである。図６および図９を参照してキーレスエンジン始動システムの全体動作を説明する。まず、時期ｔ０でノブスイッチ１０を押すと制御部１５が立ち上がる。そして時期ｔ１で制御部１５から起動信号が出力され、時期ｔ２でＩＤ情報が送信される。

前記制御部１５の起動信号に応答してリモートキー１００側の受信回路２６が立ち上がり、同時にリモートキー１００のＣＰＵ３０も立ち上がる。そして、時期ｔ３までにＩＤ情報を受信したリモートキー１００は、時期ｔ４でＩＤ情報を送出する。制御部１５では送信したＩＤ情報と受信したＩＤ情報とを照合し、照合が成立すると、時期ｔ５でソレノイド１６を動作させてノブスイッチ１０の回動規制を解除させる。ノブスイッチ１０の回動規制が解除されるとともに、シート解錠用スイッチ１１が動作可能になり、このシート解錠用スイッチ１１を押すことによってシートロック装置１４を解錠するためのソレノイド２０が動作する。

本実施形態では、クリックボールを１個だけ設けた例を示したが、複数設けるようにしてもよい。

また、本発明は、上述の自動二輪車に限らず、４輪車、農作業機、建設機械等、ノブスイッチが覆われていない車両に広く使用できる。なお、ノブスイッチはこれに限定されない、要はキーレス始動装置用のスイッチとして使用されるものであればよい。

本発明の一実施形態に係るロック装置の斜視図である。 ロック装置の断面図である。 図２のＡ−Ａ断面図である。 ノブスイッチの外観図である。 本発明のロック装置を適用した自動二輪車の斜視図である。 本発明の一実施形態に係るキーレスエンジン始動システムの全体ブロック図である。 リモートキーの構成を示すブロック図である。 押しボタン操作に基づくリモートキー内の処理を示すフローチャートである。 キーレスエンジン始動システムの動作タイミングチャートである。

符号の説明

９…ハンドルロックモジュール、 １０…エンジン始動用スイッチ（ノブスイッチ）、 １５…制御部、 ２２…押しボタン、 ２３，２４…表示灯、 ２６…受信回路、 ９２…操作ノブ、 ９３…回動軸、 ９５…クリックボール、 １００…リモートキー

Claims (4)

1. 車両のハンドルロックを施錠および解錠位置に変位させるためハンドルロックに連結された回動軸と、
   前記回動軸の外周に沿って回動自在に嵌合された筒状部および該筒状部につながる操作部からなる操作ノブと、
   前記操作ノブが所定のロック位置にあるときに回動軸の外周に爪部材を係合させて該回動軸の回動を規制し、外部からの解除信号に応答して規制を解除する電磁式アクチュエータ手段と、
   前記操作部および前記回動軸を連結するトルクリミッタ機構とを備え、
   前記トルクリミッタ機構が、
   前記回動軸を直径方向に横断して延在しているばねと、
   前記回動軸に収容されて該回動軸の外周方向に前記ばねによって付勢されたクリックボールと、
   前記クリックボールが嵌合するように前記操作ノブの筒状部に形成された凹部とからなるとともに、
   前記トルクリミッタ機構のトルク制限値が、前記ノブの、予定回動操作トルク以上であって、前記爪部材と前記回動軸との係合強度未満であることを特徴とする車両用ロック装置。
2. 前記トルクリミッタ機構が作動して前記回動軸と前記操作ノブとの連結が解除されたとき、前記操作ノブを前記所定のロック位置に回動させると、前記クリックボールが前記操作ノブの筒状部に形成された凹部に嵌合するように構成されたことを特徴とする請求項１記載の車両用ロック装置。
3. 前記操作ノブが、車両に対する該ロック装置の取り付け面と面一に設けられていることを特徴とする請求項１または２記載の車両用ロック装置。
4. 前記電磁式アクチュエータに代えて緊急時に前記爪部材の係合を解除する緊急解除機構と、
   車両のＥＣＵと通信して車両の始動許可を与えるイモビライザー用送受信回路と、
   車両に設けられる収容室の蓋を兼ねるシートのロック装置を解錠するシート解錠スイッチとをさらに備えたことを特徴とする請求項１〜請求項３のいずれかに記載の車両用ロック装置。

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