JP4460972B2 - ステアリングロック装置 - Google Patents

Description

本発明は、ステアリングシャフトに対してロック手段を嵌合させることによりステアリング操舵を不可能にするステアリングロック装置に関する。

近年、電子式のステアリングロック装置が提案されている。この種のステアリングロック装置では、ステアリングロック電子制御ユニット（以下、ステロクＥＣＵと称す）によってモータが駆動制御される。そして、該モータの回転駆動力によってステアリングシャフトに対してロックバーが係脱される。ここで、ステアリングシャフトに対してロックバーが嵌合されている状態（ステアリング操舵が不可能な状態）をロック状態という。反対に、ステアリングシャフトに対するロックバーの嵌合が解除されている状態（ステアリング操舵が可能な状態）をアンロック状態という。また、ロック状態からアンロック状態に向かう一連の動作をアンロック作動という。反対に、アンロック状態からロック状態に向かう一連の動作をロック作動という。

電子式のステアリングロック装置では、電気的なノイズによってステロクＥＣＵが誤作動したとき、本来とは異なる誤った態様でモータが駆動制御されることも考えられる。そこで、電子式のステアリングロック装置では、車両の走行中にロック作動が行われないように配慮されている。特許文献１には、モータに電力を供給する給電経路において、モータを駆動するリレーに対してＦＥＴが直列接続されたステアリングロック装置が開示されている。該ステアリングロック装置では、電気的なノイズによってステロクＥＣＵが仮に誤作動したとしても、リレー及びＦＥＴの両者がＯＮ作動されない限り、誤った態様でモータが駆動制御されることがない。このため、車両の走行中に誤ってロック作動が行われることがない。
特開２００３−０６３３５４号公報

しかしながら、ＦＥＴがリレーに対して直列接続された構成と言えども、誤った態様でモータが駆動制御される可能性もある。
本発明は、このような問題点に着目してなされたものであって、その目的は、アンロック状態を維持すべき状況下においてアンロック状態を確実に維持することが可能なステアリングロック装置を提供することにある。

上記の目的を達成するために、請求項１に記載の発明では、アクチュエータの駆動力によってステアリングシャフトに対してロック手段を嵌合させることによりステアリング操舵を不可能にするステアリングロック装置において、ステアリングシャフトに対してロック手段が嵌合されているロック状態から該ステアリングシャフトに対するロック手段の嵌合が解除されているアンロック状態へ該ステアリングロック装置を移行させるアンロック作動制御として、前記アクチュエータをアンロック側へ駆動制御する制御手段を備え、前記制御手段は、前記アンロック作動制御に伴ってステアリングロック装置がアンロック状態へ移行して以後も継続して前記アクチュエータをアンロック側へ駆動制御し、前記制御手段は、前記アンロック作動制御に伴ってステアリングロック装置がアンロック状態へ移行して以後、アンロック作動制御時よりも小さな電流が前記アクチュエータとしてのモータに流れるように、前記アクチュエータをアンロック側へ駆動制御し、前記制御手段は、前記アンロック状態から前記ロック状態へ該ステアリングロック装置を移行させるロック作動制御として、前記アクチュエータをロック側へ駆動制御するものであり、同制御手段は、前記ロック作動制御を行っていないにも拘わらず前記アクチュエータがロック側へ駆動制御されているとき、前記アクチュエータをアンロック側へ駆動制御する。

請求項２に記載の発明では、請求項１に記載のステアリングロック装置において、前記制御手段は、車両が走行中であるとき、前記アクチュエータをアンロック側へ駆動制御する。

請求項３に記載の発明では、請求項１又は請求項２に記載のステアリングロック装置において、前記制御手段は、車両が走行可能な状態であるとき、前記アクチュエータをアンロック側へ駆動制御する。

以下、本発明の「作用」について説明する。
請求項１に記載の発明によれば、アンロック作動制御に伴ってステアリングロック装置がアンロック状態へ移行して以後も継続してアクチュエータがアンロック側へ駆動制御される。このため、アンロック状態を維持すべき状況下において、アンロック作動制御とは異なる誤った態様でアクチュエータが駆動制御されることが回避される。
特に、アンロック作動制御に伴ってステアリングロック装置がアンロック状態へ移行して以後、アンロック作動制御時よりも小さな電流が前記アクチュエータとしてのモータに流れるように、前記アクチュエータがアンロック側へ駆動制御されるので、消費電力を抑制することができる。
また、ロック作動制御が行われていないにも拘わらずアクチュエータがロック側へ駆動制御されているときには、いわば強制的にアクチュエータがアンロック側へ駆動制御される。従って、アンロック状態へ復帰させることができる。

請求項２に記載の発明によれば、車両の走行中においてアンロック状態を確実に維持することができる。また、アクチュエータの駆動に伴う音が、車両が走行するときに発生する音によって掻き消される。このため、運転者に不快感を与えることはない。従って、快適性を維持することができる。

請求項３に記載の発明によれば、車両が走行可能な状態であるときにおいてアンロック状態を確実に維持することができる。また、アンロック状態を維持するための状況を車両の走行に先立っていち早く作り出すことができる。

本発明は、以上のように構成されているため、次のような効果を奏する。
請求項１〜請求項３のいずれか１項に記載の発明によれば、アンロック状態を維持すべき状況下においてアンロック状態を確実に維持することができる。

以下、本発明を自動車のステアリングロック装置に具体化した一実施形態を説明する。
図１に示すように、本実施形態のステアリングロック装置１は、モータ１０の回転駆動力によってステアリングシャフト２０に対してロックバー３０を嵌合させることによりステアリング操舵を不可能にする電子式のステアリングロック装置である。

まず、ステアリングロック装置１の概略構成について説明する。
図１に示すように、ステアリングロック装置１は、モータ１０、ウォームギヤ１１、平歯車１２、ロックバー３０、ステロクＥＣＵ４０を備えている。モータ１０は、ステアリングシャフト２０に対してロックバー３０を係脱させるための駆動源である。モータ１０は、正転駆動及び逆転駆動が可能な直流モータにより構成されている。モータ１０の出力軸には、ウォームギヤ１１が固着されている。ウォームギヤ１１には、平歯車１２が噛合されている。平歯車１２には、ロックバー３０のギヤ部３１が噛合されている。

このため、モータ１０が回転駆動されたとき、該モータ１０の回転駆動力は、ウォームギヤ１１、平歯車１２を介してロックバー３０のギヤ部３１に伝達される。つまり、モータ１０の回転運動がギヤ機構（ウォームギヤ１１、平歯車１２、ギヤ部３１）によりロックバー３０の直線運動に変換される。ちなみに、ウォームギヤ１１と平歯車１２とにより、主動軸（モータ１０の出力軸）の回転速度に対して従動軸（平歯車１２の回転軸）の回転速度を減少させる減速機構が構成されている。

ここで、エンジン始動操作が行われたことによって、ロック状態からステロクＥＣＵ４０によりモータ１０が正転駆動されたとき、ロックバー３０は、図１に矢印Ａで示す方向に移動する。すると、ステアリングシャフト２０のロック溝２１からロックバー３０が引き抜かれて、ステアリングロック装置１は、ロック状態からアンロック状態へ移行する。つまり、ステロクＥＣＵ４０は、エンジン始動操作が行われたとき、アンロック作動制御として、モータ１０をアンロック側へ駆動制御する（モータ１０を正転駆動させる）。

一方、エンジン停止後において、降車に伴って車載ドアが開閉されたことによって、アンロック状態からステロクＥＣＵ４０によりモータ１０が逆転駆動されたとき、ロックバー３０は、図１に矢印Ｂで示す方向に移動する。すると、ステアリングシャフト２０のロック溝２１に対してロックバー３０が嵌合されて、ステアリングロック装置１は、アンロック状態からロック状態に移行する。つまり、ステロクＥＣＵ４０は、エンジン停止後において、降車に伴って車載ドアが開閉されたとき、ロック作動制御として、モータ１０をロック側へ駆動制御する（モータ１０を逆転駆動させる）。

要するに、ロックバー３０は、ステアリングシャフト２０のロック溝２１に対して嵌合されている位置（ロック位置）と、ロック溝２１に対する嵌合が解除されている位置（アンロック位置）との間を移動可能である。

ステアリングロック装置１は、アンロック状態検出スイッチ４１、ロック状態検出スイッチ４２を備えている。アンロック状態検出スイッチ４１は、ロックバー３０がアンロック位置まで移動されたとき、ＯＮ作動（スイッチ閉）する。すると、アンロック状態である旨の信号（Ｈレベルの信号）がアンロック状態検出スイッチ４１からステロクＥＣＵ４０に入力される。その結果、ステロクＥＣＵ４０によりアンロック状態である旨が認識されて、同ステロクＥＣＵ４０によりモータ１０の正転駆動が停止される。

ロック状態検出スイッチ４２は、ロックバー３０がロック位置まで移動されたとき、ＯＮ作動（スイッチ閉）する。すると、ロック状態である旨の信号（Ｈレベルの信号）がロック状態検出スイッチ４２からステロクＥＣＵ４０に入力される。その結果、ステロクＥＣＵ４０によりロック状態である旨が認識されて、同ステロクＥＣＵ４０によりモータ１０の逆転駆動が停止される。

次に、ステロクＥＣＵ４０の構成について説明する。
図２に示すように、ステロクＥＣＵ４０は、マイコン６０、トランジスタＴＲ１，ＴＲ２、リレー７０，８０を備えている。マイコン６０は、ＣＰＵ、ＲＯＭ、ＲＡＭ、タイマ等からなるＣＰＵユニットである。マイコン６０は、車載バッテリからＤＣ−ＤＣコンバータ（図示略）等を介して得られる電力によって各種制御を行う。

トランジスタＴＲ１，ＴＲ２の各々は、マイコン６０からＨレベルの信号が入力されたとき、ＯＮ作動する。リレー７０は、トランジスタＴＲ１がＯＮ作動されることによってコイル７１が励磁されたとき、可動接点７２がマイナス側固定接点７３に電気的に接続されている状態から該可動接点７２がプラス側固定接点７４に電気的に接続されている状態に切り替わる。リレー８０は、トランジスタＴＲ２がＯＮ作動されることによってコイル８１が励磁されたとき、可動接点８２がマイナス側固定接点８３に電気的に接続されている状態から該可動接点８２がプラス側固定接点８４に電気的に接続されている状態に切り替わる。

リレー７０の可動接点７２とリレー８０の可動接点８２との間には、モータ１０が電気的に接続されている。
マイコン６０は、アンロック作動制御時には、トランジスタＴＲ１にＨレベルの信号を出力する一方、トランジスタＴＲ２にＬレベルの信号を出力する。すると、トランジスタＴＲ１はＯＮ作動される一方、トランジスタＴＲ２はＯＦＦ作動される。このため、リレー７０のコイル７１は励磁される一方、リレー８０のコイル８１は消磁される。その結果、アンロック作動制御時には、車載バッテリのプラス側端子からリレー７０のプラス側固定接点７４、可動接点７２、モータ１０、リレー８０の可動接点８２、マイナス側固定接点８３を介して車載バッテリのマイナス側端子に電流が流れる。

つまり、車載バッテリのプラス側端子からリレー７０のプラス側固定接点７４、可動接点７２、モータ１０、リレー８０の可動接点８２、マイナス側固定接点８３を介して車載バッテリのマイナス側端子に至る経路によりアンロック作動用給電経路が構成されている。

このようにマイコン６０は、アンロック作動制御時には、トランジスタＴＲ１のみをＯＮ作動させることによりモータ１０を正転駆動させる。
マイコン６０は、アンロック作動制御に伴って、アンロック状態である旨の信号がアンロック状態検出スイッチ４１から入力されたとき、トランジスタＴＲ１にＬレベルの信号を出力する一方、トランジスタＴＲ２にＬレベルの信号を出力する。すると、トランジスタＴＲ１はＯＦＦ作動される一方、トランジスタＴＲ２はＯＦＦ作動される。このため、リレー７０のコイル７１は消磁される一方、リレー８０のコイル８１は消磁される。その結果、モータ１０に電流は流れない。従って、モータ１０の正転駆動が停止される。

このようにマイコン６０は、アンロック状態である旨を認識したとき、モータ１０の正転駆動を停止させる。
マイコン６０は、ロック作動制御時には、トランジスタＴＲ２にＨレベルの信号を出力する一方、トランジスタＴＲ１にＬレベルの信号を出力する。すると、トランジスタＴＲ２はＯＮ作動される一方、トランジスタＴＲ１はＯＦＦ作動される。このため、リレー８０のコイル８１は励磁される一方、リレー７０のコイル７１は消磁される。その結果、ロック作動制御時には、車載バッテリのプラス側端子からリレー８０のプラス側固定接点８４、可動接点８２、モータ１０、リレー７０の可動接点７２、マイナス側固定接点７３を介して車載バッテリのマイナス側端子に電流が流れる。

つまり、車載バッテリのプラス側端子からリレー８０のプラス側固定接点８４、可動接点８２、モータ１０、リレー７０の可動接点７２、マイナス側固定接点７３を介して車載バッテリのマイナス側端子に至る経路によりロック作動用給電経路が構成されている。

このようにマイコン６０は、ロック作動制御時には、トランジスタＴＲ２のみをＯＮ作動させることによりモータ１０を逆転駆動させる。
マイコン６０は、ロック作動制御に伴って、ロック状態である旨の信号がロック状態検出スイッチ４２から入力されたとき、トランジスタＴＲ１にＬレベルの信号を出力する一方、トランジスタＴＲ２にＬレベルの信号を出力する。すると、トランジスタＴＲ１はＯＦＦ作動される一方、トランジスタＴＲ２はＯＦＦ作動される。このため、リレー７０のコイル７１は消磁される一方、リレー８０のコイル８１は消磁される。その結果、モータ１０に電流は流れない。従って、モータ１０の逆転駆動が停止される。

このようにマイコン６０は、ロック状態である旨を認識したとき、モータ１０の逆転駆動を停止させる。
次に、ステアリングロック装置１の特徴点について説明する。

図２に示すように、ステロクＥＣＵ４０のマイコン６０には、車速センサ９１、イグニッションリレー９２、パーキングブレーキスイッチ９３が電気的に接続されている。車速センサ９１は、車速に対応した周期のパルス信号を生成し、そのパルス信号をマイコン６０に出力する。マイコン６０は、車速センサ９１から入力されるパルス信号に基づいて車速を検出する。マイコン６０は、車速が「０」でないとき（自動車が走行中であるとき）、モータ１０をアンロック側へ駆動制御する（モータ１０を正転駆動させる）。

イグニッションリレー９２は、自動車がイグニッションＯＮの状態であるとき、Ｈレベルの信号をマイコン６０に出力する。一方、イグニッションリレー９２は、自動車がイグニッションＯＦＦの状態であるとき、Ｌレベルの信号をマイコン６０に出力する。マイコン６０は、イグニッションリレー９２から入力される信号に基づいて、自動車がイグニッションＯＮの状態であるか否かを検出する。マイコン６０は、自動車がイグニッションＯＮの状態であるとき（自動車が走行可能な状態であるとき）、モータ１０をアンロック側へ駆動制御する（モータ１０を正転駆動させる）。

パーキングブレーキスイッチ９３は、パーキングブレーキがＯＮされているとき、Ｈレベルの信号をマイコン６０に出力する。一方、パーキングブレーキスイッチ９３は、パーキングブレーキがＯＦＦされているとき、Ｌレベルの信号をマイコン６０に出力する。マイコン６０は、パーキングブレーキスイッチ９３から入力される信号に基づいて、パーキングブレーキがＯＮされているか否かを検出する。マイコン６０は、パーキングブレーキがＯＦＦ（解除）されているとき（自動車が走行可能な状態であるとき）、モータ１０をアンロック側へ駆動制御する（モータ１０を正転駆動させる）。

ところで、マイコン６０は、リレー８０のコイル８１とトランジスタＴＲ２との間のノードＮの電圧レベルを監視している。ノードＮの電圧レベルは、アンロック作動制御時（トランジスタＴＲ２がＯＦＦ作動されているとき）には、Ｈレベルである。一方、ノードＮの電圧レベルは、ロック作動制御時（トランジスタＴＲ２がＯＮ作動されているとき）には、Ｌレベルである。マイコン６０は、ロック作動制御を行っていないにも拘わらず、ノードＮの電圧レベルがＬレベルであるとき（ロック作動制御を行っていないにも拘わらずモータ１０がロック側へ駆動制御されているとき）、モータ１０をアンロック側へ駆動制御する（モータ１０を正転駆動させる）。

要するに、マイコン６０は、アンロック作動制御に伴ってステアリングロック装置１がアンロック状態へ移行して以後も継続してモータ１０をアンロック側へ駆動制御する（モータ１０を正転駆動させる）。

以上、詳述したように本実施形態によれば、次のような作用、効果を得ることができる。
（１）アンロック作動制御に伴ってステアリングロック装置１がアンロック状態へ移行して以後も継続してモータ１０がアンロック側へ駆動制御される。このため、アンロック状態を維持すべき状況下において、アンロック作動制御とは異なる誤った態様でモータ１０が駆動制御されること（モータ１０がロック作動制御されること）が回避される。従って、アンロック状態を維持すべき状況下においてアンロック状態を確実に維持することができる。

（２）自動車が走行中であるとき、モータ１０がアンロック側へ駆動制御される。このため、自動車の走行中においてアンロック状態を確実に維持することができる。また、モータ１０の駆動に伴う音が、自動車が走行するときに発生する音によって掻き消される。このため、運転者に不快感を与えることはない。従って、快適性を維持することができる。

（３）自動車が走行可能な状態であるとき、モータ１０がアンロック側へ駆動制御される。このため、自動車が走行可能な状態であるときにおいてアンロック状態を確実に維持することができる。また、アンロック状態を維持するための状況を自動車の走行に先立っていち早く作り出すことができる。

（４）ロック作動制御が行われていないにも拘わらずモータ１０がロック側へ駆動制御されているときには、いわば強制的にモータ１０がアンロック側へ駆動制御される。従って、アンロック状態へ復帰させることができる。

（５）従来のステアリングロック装置とは異なり、ロック作動用給電経路において、リレー８０に対してＦＥＴを直列接続しなくても、アンロック状態を確実に維持することができる。つまり、ステアリングロック装置１のコストを低減できる。

尚、前記実施形態は、次のように変更して具体化することも可能である。
・アンロック作動制御に伴ってステアリングロック装置１がアンロック状態へ移行して以後、アンロック作動制御時よりも小さな電流がモータ１０に流れるように、マイコン６０によりモータ１０をアンロック側へ駆動制御する構成としてもよい。このように構成すれば、消費電力を抑制することができる。例えば、リレー７０、リレー８０、トランジスタＴＲ１，ＴＲ２に代えて、４個のＦＥＴにてフルブリッジを構成し、これらのＦＥＴをマイコン６０によりＰＷＭ制御する構成を採用してもよい。この場合、アンロック状態へ移行して以後、アンロック作動制御時よりも小さなＯＮデューティ比でＰＷＭ制御すればよい。ただし、ロック作動制御を行っていないにも拘わらずモータ１０がロック側へ駆動制御されているときに限り、１００％のＯＮデューティ比でＰＷＭ制御する構成が好ましい。

・エンジン始動操作が行われてから、エンジン停止後において降車に伴って車載ドアが開閉されるまでの期間内全体に亘ってモータ１０をアンロック側へ駆動制御する構成としてもよい。

・ロック作動用給電経路において、ＦＥＴ等のスイッチング手段をリレー８０に対して直列接続してもよい。
・アクチュエータは、モータ１０と同じたぐいのモータに限定されない。

・ステアリングシャフト２０とロックバー３０との両者において、凹凸の関係を前記実施形態とは逆にしてもよい。

ステアリングロック装置の構成を示す概略図。 ステアリングロック装置の構成を示す電気回路図。

符号の説明

１…ステアリングロック装置、１０…モータ（アクチュエータ）、２０…ステアリングシャフト、３０…ロックバー（ロック手段）、６０…マイコン（制御手段）。

Claims (3)

1. アクチュエータの駆動力によってステアリングシャフトに対してロック手段を嵌合させることによりステアリング操舵を不可能にするステアリングロック装置において、
   ステアリングシャフトに対してロック手段が嵌合されているロック状態から該ステアリングシャフトに対するロック手段の嵌合が解除されているアンロック状態へ該ステアリングロック装置を移行させるアンロック作動制御として、前記アクチュエータをアンロック側へ駆動制御する制御手段を備え、
   前記制御手段は、前記アンロック作動制御に伴ってステアリングロック装置がアンロック状態へ移行して以後も継続して前記アクチュエータをアンロック側へ駆動制御し、
   前記制御手段は、前記アンロック作動制御に伴ってステアリングロック装置がアンロック状態へ移行して以後、アンロック作動制御時よりも小さな電流が前記アクチュエータとしてのモータに流れるように、前記アクチュエータをアンロック側へ駆動制御し、
   前記制御手段は、前記アンロック状態から前記ロック状態へ該ステアリングロック装置を移行させるロック作動制御として、前記アクチュエータをロック側へ駆動制御するものであり、
   同制御手段は、前記ロック作動制御を行っていないにも拘わらず前記アクチュエータがロック側へ駆動制御されているとき、前記アクチュエータをアンロック側へ駆動制御することを特徴とするステアリングロック装置。
2. 請求項１に記載のステアリングロック装置において、
   前記制御手段は、車両が走行中であるとき、前記アクチュエータをアンロック側へ駆動制御することを特徴とするステアリングロック装置。
3. 請求項１又は請求項２に記載のステアリングロック装置において、
   前記制御手段は、車両が走行可能な状態であるとき、前記アクチュエータをアンロック側へ駆動制御することを特徴とするステアリングロック装置。

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