JP4929116B2

JP4929116B2 - 電動ステアリングロック装置

Info

Publication number: JP4929116B2
Application number: JP2007256092A
Authority: JP
Inventors: 和久藪本
Original assignee: Alpha Corp
Current assignee: Alpha Corp
Priority date: 2007-09-28
Filing date: 2007-09-28
Publication date: 2012-05-09
Anticipated expiration: 2027-09-28
Also published as: CN101397003B; US7714460B2; KR20090033098A; EP2042392A3; US20090084146A1; CN101397003A; EP2042392A2; JP2009083661A; KR101438239B1; EP2042392B1

Description

本発明は、自動車のステアリングシャフトの回転をロックする電動ステアリングロック装置に関する。

この種の従来の電動ステアリングロック装置としては、特許文献１に開示されたものがある。この電動ステアリングロック装置１００は、図６に示すように、電動モータ１０１の駆動によってステアリングシャフト１０２の回転を阻止するロック位置とステアリングシャフト１０２の回転を許容するロック解除位置との間で変位するロッキングロッド１０３と、このロッキングロッド１０３の作動制御を行なうコントロール基板１０４と、解錠回路用リレー１０５と，施錠回路用リレー１０６とを備えている。

上記構成において、駐車時に施錠する際、施錠回路用リレー１０６のＯＮによって施錠回路が形成されて、電動モータ１０１が施錠方向に回転することによって、ロッキングロッド１０３がロック解除位置からロック位置へ移動する。その結果、ロッキングロッド１０３の先端がステアリングシャフト１０２に嵌合し、ステアリングシャフト１０２の回転が阻止されるので、自動車は操縦不能な状態となる。一方、解錠する際には解錠回路用リレー１０５のＯＮによって解錠回路が形成されて、電動モータ１０１が解錠方向に回転することによって、ロッキングロッド１０３がロック解除位置に移動する。その結果、ステアリングシャフト１０２との嵌合が解除されるので、ステアリングシャフト１０２の回転が自由となり、自動車は操縦可能な状態となる。
特開２００６−１０３４８９号公報

しかしながら、上記従来の電動ステアリングロック装置１００では、車両走行中などに解錠状態に保たれているが、万一、施錠回路用リレー１０６が故障によってＯＮした場合、電動モータ１０１が施錠方向に回転してステアリングシャフト１０２の回転が阻止されることによって、自動車が操縦不能で危険な状態になるので、車両安全性を確保するため、電動モータ１０１下流側に設けられるＦＥＴ等の故障検知を行なう必要があり、ＦＥＴ等の故障を検出する故障検知回路を設けるためにコストがかさむという問題があった。

なお、上述したように解錠回路用リレー１０５、施錠回路用リレー１０６、及びＦＥＴ等によって電動モータ１０１を作動させる代わりに、図７に示すように複数の半導体１２０を組み合わせたＨ−ブリッジ型ＩＣ１２１によって電動モータ１２２の作動制御を行なうものもある。しかしながら、この場合には、Ｈ−ブリッジ型ＩＣ１２１のコストが高いという問題があった。また、半導体１２０を備えているため、電源ＯＦＦ状態にて電動モータ１２２端子両端がフローティング状態となり、外部から電動モータ１２２端子両端に電源付加した場合、ロッキングロッドがロック解除位置に移動してしまい、ステアリングシャフトの回転が自由となり自動車は操縦可能となることから、駐車中における車両盗難のおそれがあった。また、半導体１２０にて電圧降下が比較的大きいため、電動モータ１２２に付加される電圧が低くなりロッキングロッドを駆動する力が弱いという問題もあった。さらに、電動モータ１２２の停止時にブレーキング制御を行なう必要があるため、解錠時及び施錠時の応答時間が長くなるという問題もあった。

そこで本発明は、車両走行中などに施錠状態となる重大な故障を抑制して車両安全性を向上させることができると共に、安価であり、かつ駐車中における車両盗難を防止することができる電動ステアリングロック装置を提供することを目的とする。

請求項１に記載の発明は、電動モータ制御回路による電動モータの駆動によってステアリングシャフトの回転を阻止するロック位置と前記ステアリングシャフトの回転を許容するロック解除位置との間で変位するロッキングロッドを備えた電動ステアリングロック装置において、前記電動モータを作動させる作動用リレーと、前記電動モータの回転方向を切り替える一対の切替用リレーとを前記電動モータ制御回路に備え、一方の切替用リレーの可動接点は、ＯＦＦ時に電源側に位置すると共に、ＯＮ状態となると接地側に切り替えられるように結線され、他方の切替用リレーの可動接点は、ＯＦＦ時に接地側に位置すると共に、ＯＮ状態となると電源側に切り替えられるように結線され、該作動用リレーの可動接点は、ＯＦＦ時に該一方の切替用リレー側に位置し、ＯＮ状態となると該他方の切替用リレー側に切り替えられるように結線され、解錠する際に前記作動用リレーをＯＮすることによって前記電動モータが解錠方向に回転し、施錠する際に前記作動用リレー及び前記一対の切替用リレーをそれぞれＯＮすることによって前記電動モータが施錠方向に回転することを特徴とする。

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、前記施錠する際に前記一対の切替用リレーへ第１作動信号を出力すると共に、該第１作動信号を出力してから所定時間経過後に前記作動用リレーへ第２作動信号を出力する制御手段を備えたことを特徴とする。

請求項１に記載の本発明によれば、乗員から解錠指令が発せられた場合、作動用リレーがＯＮすると電動モータ制御回路内に解錠回路が形成され、電動モータが解錠方向へ回転する。その結果、ロッキングロッドがロック解除位置まで移動してステアリングシャフトの回転が許容されるので、自動車が操縦可能な状態となる。一方、乗員から施錠指令が発せられた場合、作動用リレー及び一対の切替用リレーがそれぞれＯＮすると電動モータ制御回路内に施錠回路が形成され、電動モータが施錠方向へ回転する。例えば、一対の切替用リレーの一方が故障して常時ＯＮ状態となった場合、切替用リレーの他方がＯＦＦとなっているので、上記故障によって電動モータが施錠方向に回転することを防止できる。一方、作動用リレーが故障して常時ＯＮ状態となった場合、電動モータが解錠方向に回転しつ続ける。これによって、一対の切替用リレーの一方のみの単一故障では施錠しないため、車両走行中などに施錠状態となる重大な故障を抑制して車両安全性を向上させることができる。また、電動モータ制御回路の故障を検出する故障検知回路を必要としないため、安価である。さらに、Ｈ−ブリッジ型ＩＣを用いる場合と比べて、安価なリレーを用いているので、コスト削減を図ることができると共に、電源ＯＦＦ状態で電動モータ端子両端がショート状態にあるため、外部から電動モータ端子両端に電源付加してもロッキングロッドを操作できないので、ステアリングシャフトの回転が阻止された状態を保つことができ、駐車中における車両盗難を防止することができる。

請求項２に記載の本発明によれば、施錠する際に制御手段の制御で一対の切替用リレーへ第１作動信号を出力することによって、一対の切替用リレーがＯＮして電動モータの回転方向が切り替えられると共に、所定時間後に作動用リレーへ第２作動信号を出力することによって、作動用リレーがＯＮして電動モータ制御回路内に施錠回路が形成される。これによって、電動モータを施錠方向へ確実に回転させることができる。

以下、本発明の一実施形態を図面に基づいて説明する。図１〜図５は本発明の一実施形態を示し、図１は電動ステアリングロック装置の解錠動作を示す電動モータ制御回路図、図２は電動ステアリングロック装置の施錠動作を示す電動モータ制御回路図、図３は電動ステアリングロック装置の解錠動作を示す特性図、図４は電動ステアリングロック装置の施錠動作を示す特性図、図５は作動用リレー及び切替用リレーの各動作を示す説明図である。

本実施形態の電動ステアリングロック装置１は、電動モータ２を作動するための電動モータ制御回路１０を備えている。この電動モータ制御回路１０には、電動モータ２の回転方向を切り替える切替用リレーＲＹ１、ＲＹ２と、作動用リレーＲＹ３と、制御手段（ＣＰＵ）３とが設けられ、これらリレーは、切替用リレーＲＹ１が制御手段（ＣＰＵ）３の第１ポート（ＰＯＲＴ１）３ａに、切替用リレーＲＹ２が制御手段（ＣＰＵ）３の第２ポート（ＰＯＲＴ２）３ｂに、作動用リレーＲＹ３が制御手段（ＣＰＵ）３の第３ポート（ＰＯＲＴ３）３ｃにそれぞれ接続されている。また、各リレーＲＹ１、ＲＹ２、ＲＹ３と制御手段（ＣＰＵ）３との間には、各リレーＲＹ１、ＲＹ２、ＲＹ３を付勢するダイオード４，５，６とが配設されている。また、電動ステアリングロック装置１は、図示を省略したが、車両のステアリングコラムに設置されると共に、電動モータ２の駆動によってステアリングシャフトの回転を阻止するロック位置と前記ステアリングシャフトの回転を許容するロック解除位置との間で変位するロッキングロッドを備えている。

図１及び図２に示すように、第１切替用リレーＲＹ１の可動接点ａ１は、ＯＦＦ時に電源７側に位置すると共に、ダイオード４によって付勢されてＯＮ状態となると接地８側に切り替えられる。一方、第２切替用リレーＲＹ２の可動接点ａ２は、ＯＦＦ時に接地８側に位置すると共に、ダイオード５によって付勢されてＯＮ状態となると電源７側に切り替えられる。作動用リレーＲＹ３の可動接点ａ３は、ＯＦＦ時に第１切替用リレーＲＹ１側に位置し、ダイオード６によって付勢されてＯＮ状態となると第２切替用リレーＲＹ２側に切り替えられる。

次に、上記電動ステアリングロック装置１の電動モータ制御回路１０内の動作を説明する。通常時には切替用リレーＲＹ１、ＲＹ２の各可動接点ａ１、ａ２がＯＦＦ状態にあると共に、作動用リレーＲＹ３の可動接点ａ３がＯＦＦ状態にあり、電動モータ２に通電されないので、電動モータ２が停止している。この状態で、図３の時間ｔ１にて制御手段３から第３ポート３ｃを介して作動信号が発せられた場合、この作動信号に応じてダイオード６によって作動用リレーＲＹ３が付勢されてＯＮすると、時間ｔ２にて図１に示すように作動用リレーＲＹ３の可動接点ａ３がＯＮして第２切替用リレーＲＹ２側に切り替えられ、電源７側−第１切替用リレーＲＹ１−電動モータ２−作動用リレーＲＹ３−第２切替用リレーＲＹ２−接地８側の解錠回路が形成されるので、時間ｔ３にて電動モータ２が解錠方向へ回転する。その結果、ロッキングロッドがロック解除位置まで移動してステアリングシャフトの回転が許容されるので、自動車が操縦可能な状態となる。

その後、時間ｔ４にて上記作動信号が解除されると、時間ｔ５にて作動用リレーＲＹ３の可動接点ａ３が第１切替用リレーＲＹ１側に切り替えられて上記解錠回路が解除され、時間ｔ６にて電動モータ２が停止する。

一方、電動モータ２が停止状態にあるときに、図４の時間ｔ１１にて制御手段３から第１ポート３ａ及び第２ポート３ｂを介して第１作動信号が発せられると、この第１作動信号に応じて時間ｔ１２にてダイオード４，５によって切替用リレーＲＹ１、ＲＹ２が付勢されてＯＮすることによって、時間ｔ１３までに図２に示すように第１切替用リレーＲＹ１の可動接点ａ１が接地８側に切り替えられると共に、第２切替用リレーＲＹ２の可動接点ａ２が電源７側に切り替えられる。これによって、電動モータ２の回転方向が切り替えられる。

次いで、時間ｔ１４にて制御手段３から第３ポート３ｃを介して第２作動信号が発せられ、ダイオード６によって作動用リレーＲＹ３が付勢されると、時間ｔ１５にて作動用リレーＲＹ３の可動接点ａ３が第２切替用リレーＲＹ２側に切り替えられ、電源７側―第２切替用リレーＲＹ２−作動用リレーＲＹ３−電動モータ２−第１切替用リレーＲＹ１−接地８側の施錠回路が形成されるので、時間ｔ１６にて電動モータ２が施錠方向へ回転する。その結果、ロッキングロッドがロック位置まで移動してステアリングシャフトの回転が阻止されるので、自動車が操縦不能な状態となる。

その後、時間ｔ１７にて上記第２作動信号が解除されると、時間ｔ１８にて作動用リレーＲＹ３が消勢されて可動接点ａ３が第１切替用リレーＲＹ１側に切り替えられるので上記施錠回路が解除され、時間ｔ１９にて電動モータ２が停止する。次いで、時間ｔ２０にて上記第１作動信号が解除されると、時間ｔ２１にてダイオード４，５によって切替用リレーＲＹ１、ＲＹ２が消勢されるので、第１切替用リレーＲＹ１の可動接点ａ１が電源７側に、第２切替用リレーＲＹ２の可動接点ａ２が接地８側に切り替えられて、時間ｔ２２までに上記施錠回路が解除される。

以上、本発明では、図５に示すように、一対の切替用リレーＲＹ１，ＲＹ２の一方が故障して常時ＯＮ状態となった場合、切替用リレーＲＹ１，ＲＹ２の他方がＯＦＦとなっているので、上記故障によって電動モータ２が施錠方向に回転してステアリングシャフトの回転が阻止されることを防止できる。これによって、一対の切替用リレーＲＹ１，ＲＹ２の一方のみの単一故障では施錠しないため、車両走行中などに施錠状態となる重大な故障を抑制して車両安全性を向上させることができる。また、電動モータ制御回路１０の故障を検出する故障検知回路を必要としないため、安価である。なお、作動用リレーＲＹ３が故障して常時ＯＮ状態となった場合、電動モータ２が解錠方向に回転しつ続けるが、例えば、車両走行中などにステアリングシャフトの回転が許容され、自動車が操縦可能であるので、車両安全性という観点からは重大な問題とならない。

また、本発明では、Ｈ−ブリッジ型ＩＣを用いる場合と比べて、安価なリレーＲＹ１，ＲＹ２，ＲＹ３を用いているので、コスト削減を図ることができると共に、電源ＯＦＦ状態で電動モータ２端子両端がショート状態にあるため、外部から電動モータ２端子両端に電源付加してもロッキングロッドを操作できないので、ステアリングシャフトの回転が阻止された状態で自動車が操縦不能であり、駐車中における車両盗難を防止することができる。さらに、半導体に比べてリレーＲＹ１，ＲＹ２，ＲＹ３では電圧降下が比較的小さいため、電動モータ２に付加される電圧が高く、ロッキングロッドを駆動する力が大きい。さらに、電動モータ２の停止時にブレーキング制御を行なう必要がないため、解錠時及び施錠時の応答時間が短い。

また、本発明では、施錠する際に制御手段３の制御によって電動モータ２の回転方向が切り替えられた後、電動モータ２の施錠回路が形成されるので、電動モータ２を施錠方向へ確実に回転させることができる。

本発明の一実施形態を示し、電動ステアリングロック装置の解錠動作を示す電動モータ制御回路の回路図である。本発明の一実施形態を示し、電動ステアリングロック装置の施錠動作を示す電動モータ制御回路の回路図である。本発明の一実施形態を示し、電動ステアリングロック装置の解錠動作を示す特性図である。本発明の一実施形態を示し、電動ステアリングロック装置の施錠動作を示す特性図である。本発明の一実施形態を示し、作動用リレー及び切替用リレーの各動作を示す説明図である。電動ステアリングロック装置の従来例を示すブロック図である。電動ステアリングロック装置の他の従来例を示す回路図である。

符号の説明

１電動ステアリングロック装置
２電動モータ
３制御手段（ＣＰＵ）
ＲＹ１一方の切替用リレー（第１切替用リレー）
ＲＹ２他方の切替用リレー（第２切替用リレー）
ＲＹ３作動用リレー
ａ１、ａ２、ａ３可動接点

Claims

電動モータ制御回路による電動モータの駆動によってステアリングシャフトの回転を阻止するロック位置と前記ステアリングシャフトの回転を許容するロック解除位置との間で変位するロッキングロッドを備えた電動ステアリングロック装置において、
前記電動モータを作動させる作動用リレーと、
前記電動モータの回転方向を切り替える一対の切替用リレーとを前記電動モータ制御回路に備え、
一方の切替用リレーの可動接点は、ＯＦＦ時に電源側に位置すると共に、ＯＮ状態となると接地側に切り替えられるように結線され、
他方の切替用リレーの可動接点は、ＯＦＦ時に接地側に位置すると共に、ＯＮ状態となると電源側に切り替えられるように結線され、
該作動用リレーの可動接点は、ＯＦＦ時に該一方の切替用リレー側に位置し、ＯＮ状態となると該他方の切替用リレー側に切り替えられるように結線され、
解錠する際に前記作動用リレーをＯＮすることによって前記電動モータが解錠方向に回転し、
施錠する際に前記作動用リレー及び前記一対の切替用リレーをそれぞれＯＮすることによって前記電動モータが施錠方向に回転することを特徴とする電動ステアリングロック装置。
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、
前記施錠する際に前記一対の切替用リレーへ第１作動信号を出力すると共に、
該第１作動信号を出力してから所定時間経過後に前記作動用リレーへ第２作動信号を出力する制御手段を備えたことを特徴とする電動ステアリングロック装置。