JP6110322B2 - 電動ステアリングロック制御装置 - Google Patents

Description

本発明は、電動ステアリングロック制御装置に関する。

ステアリングロック装置は、主に車両の盗難防止を目的として、車両の停止中にステアリングを動作不能に（つまり操舵不能に）ロックするための装置である。具体的には、ステアリングロック装置は、ステアリングシャフトに対して挿抜可能なロック部材を有している。ロック部材がステアリングシャフトに挿入されると（ロック状態）、ステアリングは動作できなくなり、ロック部材がステアリングシャフトから離脱されると（アンロック状態）、ステアリングが動作可能となる。

このようなステアリングロック装置として、ロック部材をモータで駆動するように構成された電動ステアリングロック装置が知られている。電動ステアリングロック装置は、ロック部材を移動させるためのモータと、モータに供給される駆動電流の極性を切り替えたり遮断したりするためのモータ駆動回路と、モータ駆動回路を制御するマイコンとを備えている。

電動ステアリングロック装置では、マイコンがモータ駆動回路の動作を制御することによりモータをロック方向又はアンロック方向に回転駆動させ、これによりステアリングのロック、アンロックが実現される。そのため、ステアリングのロックが解除されている（つまりアンロックされている）ときにマイコンが誤動作すると、誤ってステアリングがロックされてしまうおそれがある。このような誤動作が走行中に発生すると、走行中の車両の操舵が困難となってしまう。

これに対し、特許文献１には、車両のイグニションスイッチがオンされていたりシフトレンジがパーキングレンジ以外のレンジに操作されていたりしている場合に、モータ駆動回路における、モータをロック方向に回転させるための通電経路を、スイッチやリレーなどによって遮断する技術が記載されている。

特許第３８５１８０２号公報

しかし、特許文献１に記載の技術では、ロック方向の通電経路を遮断するためのスイッチ等に故障（例えばオン故障）が発生すると、意図せずロック方向に電流が流れてしまって誤ってロックされてしまうおそれがある。そのため、特許文献１に記載の技術は、誤動作に対する信頼性が必ずしも十分とはいえない。

走行中にステアリングがロックされるという事象は、最も好ましくない不良モードの１つである。そのため、電動ステアリングロック装置に対しては、上述したようなモータ駆動回路の異常（例えば通電経路中のスイッチのオン故障）が生じたとしても、意図せずステアリングがロックされてしまうことのないような、高い信頼性が求められる。

本発明は上記課題に鑑みなされたものであり、電動ステアリングロック装置の信頼性をより高めることを目的とする。

上記課題を解決するためになされた本発明は、車両のステアリングを動作不能にロックするロック機構を搭載した車両に設けられ、ロック機構を動作させるためのモータへの通電を制御することによりそのモータによるロック機構の動作を制御する電動ステアリングロック制御装置である。本発明の電動ステアリングロック制御装置は、通電駆動部と、給電部と、給電制御部と、強制遮断部と、自己診断部と、を備える。

通電駆動部は、電源からモータへの通電経路に設けられ、入力される駆動指令に従ってモータへの通電電流の極性を切り替えることにより、モータを、駆動指令に対応した回転方向へ回転させる。給電部は、通電駆動部とは別に通電経路に設けられ、通電指令が入力されている場合に電源の電力を通電駆動部へ供給する。給電制御部は、給電部への通電指令の出力を制御することにより通電駆動部への電力供給を制御する。強制遮断部は、所定のアンロック保持条件が成立している場合に、給電制御部からの通電指令の出力有無にかかわらず、給電部から通電駆動部への電力供給を強制的に遮断させる。自己診断部は、強制遮断部が正常であるか否かを診断する。

本発明の電動ステアリングロック制御装置は、強制遮断部を備えているため、アンロック保持条件の成立中は、給電制御部の制御内容にかかわらず、給電部から通電駆動部への電力供給は強制的に遮断される。そのため、アンロック保持条件の成立中に給電制御部から通電指令が出力されたとしても、通電駆動部に電力は供給されず、モータは動作しない。

しかも、本発明の電動ステアリングロック制御装置は、強制遮断部を備えていることに加えて、その強制遮断部が正常に機能するか否かを診断する自己診断部を備えている。そのため、自己診断部による診断の結果が強制遮断部の異常を示すものである場合には、例えば車両の運転者に異常発生を報知したり、車両を走行できないようにしたりするなど、各種の適切な処置をとることができる。

したがって、信頼性のより高い電動ステアリングロック制御装置を提供することが可能となる。
自己診断部による自己診断の実行タイミングは適宜決めることができ、例えば、アンロック保持条件成立中の所定の診断タイミングで実行するようにしてもよい。その場合、自己診断部は、給電制御部から給電部へ通電指令を一定期間出力させ、その通電指令の出力中における、給電部から通電駆動部への給電状態に基づいて、強制遮断部が正常であるか否かを診断するようにしてもよい。

上記のような診断タイミング及び診断手順で自己診断を実行することで、自己診断を適切且つ効率的に実行することができる。
なお、特許請求の範囲に記載した括弧内の符号は、後述する実施形態に記載の具体的手段等との対応関係を示す一例であり、本発明は上記括弧内の符号に示された具体的手段等に限定されるものではない。

実施形態のプッシュスタート＆スマートエントリシステム１の概略構成を示す構成図である。 内燃機関始動時のプッシュスタート＆スマートエントリシステム１の動作の基本的な流れを示す説明図である。 上位マイコン１５が実行する上位始動時処理、及びＥＳＣＬマイコン２１が実行するＥＳＣＬ始動時処理を表すフローチャートである。

以下に、本発明の好適な実施形態を図面に基づいて説明する。
（１）プッシュスタート＆スマートエントリシステム１の概要
図１を用いて、本実施形態のプッシュスタート＆スマートエントリシステム（以下「スマートシステム」と略称する）１について説明する。本実施形態のスマートシステム１は、内燃機関（例えばガソリンエンジン）を駆動源として走行可能な車両に搭載されている。本実施形態のスマートシステム１は、電子キー（図示略）と通信を行いながら、車両の各ドア（図示略）のロック、アンロックを制御したり、ステアリングのロック・アンロックを制御したり、スタータ（図示略）の動作を制御したりすることが可能なシステムである。

スマートシステム１は、上位ＥＣＵ１０と、ステアリングロックＥＣＵ２０とを備える。上位ＥＣＵ１０とステアリングロックＥＣＵ２０は、所定のデータ通信方式にて相互にデータ通信が可能である。

ステアリングロックＥＣＵ２０は、車両のステアリングホイールの回動をロックするためのステアリングロック機構を制御する。ステアリングロック機構は、ステアリングホイール（図示略）に連結されているステアリングシャフト５１に形成された凹部５２と、この凹部５２に対して挿抜可能なロック部材５３とを有している。

ロック部材５３がステアリングシャフト５１の凹部５２に挿入されると、ステアリングシャフト５１が回動できなくなり、これによりステアリングホイールも回動できなくなって、ステアリングがロックされた状態となる。ロック部材５３がステアリングシャフト５１の凹部５２から離脱されると、ステアリングシャフト５１が回動可能となり、これによりステアリングホイールも回動可能となって、ステアリングのロックが解除された状態（アンロックされた状態）となる。

ロック部材５３の動作（ステアリングシャフト５１の凹部５２に対する挿抜）は、モータ４０によって行われる。モータ４０とロック部材５３との間には、モータ４０の回転運動を直線運動に変換してロック部材５３に伝達する伝達機構（図示略）が設けられている。

モータ４０は、ステアリングロックＥＣＵ２０により駆動、制御される。モータ４０は、本実施形態では、直流モータである。モータ４０に対して特定の通電方向への通電が行われると、モータ４０が特定の回転方向（以下「正転方向」という）に回転し、これによりロック部材５３は、ステアリングシャフト５１の凹部５２に挿入する方向（以下「挿入方向」という）αへ移動する。モータ４０に対して上記特定の通電方向とは逆方向への通電が行われると、モータ４０が正転方向とは逆の回転方向（以下「逆転方向」という）に回転し、これによりロック部材５３は、ステアリングシャフト５１の凹部５２から離脱する方向（以下「離脱方向」という）βへ移動する。

（２）上位ＥＣＵ１０の構成
上位ＥＣＵ１０は、スマートシステム１における各種機能の制御を統括するＥＣＵ（電子制御装置）である。上位ＥＣＵ１０は、図１に示すように、各種制御を実行するマイクロコンピュータである上位マイコン１５を備えている。上位ＥＣＵ１０には、車両のバッテリ２からバッテリ電圧ＶＢが供給される。上位ＥＣＵ１０は、バッテリ電圧ＶＢを電源として動作する。

上位ＥＣＵ１０には、スタートスイッチ３、ブレーキスイッチ４、車室内発信機５、チューナ６、ＡＣＣリレー１１、ＩＧリレー１２、及びスタータリレー１３が接続されている。

スタートスイッチ３は、車両のユーザ（例えば運転者）により押し操作されるスイッチである。上位マイコン１５は、スタートスイッチ３が押し操作される毎に、その操作時の車両の状態（例えばブレーキの操作状態やシフトレンジの操作状態）に応じて、ＡＣＣリレー１１やＩＧリレー１２をオンさせたり、スタータリレー１３をオンさせたりする。例えば、ブレーキが踏まれた状態でスタートスイッチ３が押された場合は、上位マイコン１５は、少なくともＩＧリレー１２をオンさせ、その後、スタータリレー１３をオンさせるための所定の制御処理を実行する。なお、ＩＧリレー１２がオンされている状態は、本発明における、車両の電源スイッチがオンされている状態の一例に相当する。

なお、上位マイコン１５は、スタータリレー１３をオンさせる場合は、オンさせる前に、ステアリングロックＥＣＵ２０に対してステアリングロックを解除させる。上位マイコン１５は、ステアリングロックが解除されたことを確認し、さらに、ステアリングロックＥＣＵ２０内のフェールセーフ回路２８が正常であることを確認した上で、スタータリレー１３をオンさせる。

ブレーキスイッチ４は、ブレーキペダルの操作状態を検出するスイッチである。ブレーキペダルが踏まれていない状態では、ブレーキスイッチ４はオフ状態である。ブレーキペダルが踏まれると、ブレーキスイッチ４はオンする。上位マイコン１５は、ブレーキスイッチ４から入力される信号に基づいてブレーキスイッチ４のオン・オフ状態を判断する。

車室内発信機５は、リクエスト信号を無線により送信することにより車室内にそのリクエスト信号の検知エリア（車室内検知エリア）を形成することが可能である。上位マイコン１５は、所定の車室内発信条件が成立した場合に、車室内発信機５からリクエスト信号を送信させる。車室内検知エリアに電子キーが存在している場合、電子キーから、リクエスト信号に対する応答信号が送信される。この応答信号には、電子キーのＩＤ（以下「キーＩＤ」という）が含まれる。

電子キーからの応答信号は、チューナ６により受信される。チューナ６は、応答信号を受信すると、応答信号から各種情報（キーＩＤを含む）を抽出して上位ＥＣＵ１０へ出力する。上位マイコン１５は、電子キーから受信されたキーＩＤを元に、そのキーＩＤが正規のキーＩＤであるか否かの判断処理（キーＩＤ照合）を実行する。そして、正規のキーＩＤだった場合に、ＡＣＣリレー１１やＩＧリレー１２をオンさせたり、スタータリレー１３をオンさせたりするなどの各種処理に移行する。

なお、本実施形態では、チューナ６が上位ＥＣＵ１０とは別に設けられている例を示しているが、チューナ６は上位ＥＣＵ１０に内蔵されていてもよい。
ＡＣＣリレー１１は、例えばナビゲーション装置やオーディオ装置などのアクセサリ（ＡＣＣ）系の装置に対してバッテリ電圧ＶＢを供給又は遮断するためのリレーである。ＡＣＣリレー１１は、上位マイコン１５により制御される。

ＩＧリレー１２は、各種のイグニション（ＩＧ）系の装置へその電源電圧としてのバッテリ電圧ＶＢを供給又は遮断するためのリレーである。ＩＧリレー１２は、上位マイコン１５により制御される。

スタータリレー１３は、車両の内燃機関を始動させるスタータを動作させるためのリレーである。スタータリレー１３がオンされると、スタータが動作し、内燃機関が始動する。スタータリレー１３は、上位マイコン１５により制御される。

上位マイコン１５は、上述した各種制御機能のほか、ステアリングロックＥＣＵ２０内のマイコン（ＥＳＣＬマイコン）２１の動作を制御するためのＳＬＲ信号を出力する機能や、ＥＳＣＬマイコン２１との間で各種データ通信を行う機能を有する。ＳＬＲ信号は、Ｈ（Ｈｉｇｈ）レベル又はＬ（Ｌｏｗ）レベルの二値信号である。

（３）ステアリングロックＥＣＵ２０の構成
ステアリングロックＥＣＵ２０は、モータ４０の駆動を制御（ひいてはステアリングのロック、アンロックを制御）するためのＥＣＵである。ステアリングロックＥＣＵ２０は、図１に示すように、ＥＳＣＬ（Erectronic Steering Column Lock ）マイコン２１と、モータ駆動回路２２と、モータ電源回路２３と、第１アンロック検出スイッチ２４と、第２アンロック検出スイッチ２５と、ロック検出スイッチ２６と、診断回路２７と、フェールセーフ回路２８と、通信Ｉ／Ｆ（インタフェース）２９と、ロジック電源回路３０とを備える。

モータ駆動回路２２は、ＥＳＣＬマイコン２１からのロック信号及びアンロック信号に基づき、バッテリ２からモータ４０への通電を実行又は遮断させたり、通電実行時における通電方向を切り換えたりする機能を有する。本実施形態のモータ駆動回路２２は、例えば４つのスイッチング素子を有するいわゆるＨブリッジ回路を備えている。

ＥＳＣＬマイコン２１からモータ駆動回路２２へロック信号が出力されると、モータ駆動回路２２において、Ｈブリッジ回路を構成する４つのスイッチング素子のうち特定の通電方向に対応した２つのスイッチング素子がオンされる。このとき、モータ電源回路２３からバッテリ電圧ＶＢが供給されていれば、モータ４０に特定の通電方向への電流が流れ、モータが正転方向へ回転する。モータが正転方向へ回転すると、ロック部材５３が挿入方向αへ移動する。

ＥＳＣＬマイコン２１からモータ駆動回路２２へアンロック信号が出力されると、モータ駆動回路２２において、Ｈブリッジ回路を構成する４つのスイッチング素子のうち特定の通電方向とは逆方向に対応した２つのスイッチング素子がオンされる。このとき、モータ電源回路２３からバッテリ電圧ＶＢが供給されていれば、モータ４０に特定の通電方向とは逆方向への電流が流れ、モータが逆転方向へ回転する。モータが逆転方向へ回転すると、ロック部材５３が離脱方向βへ移動する。

モータ電源回路２３は、フェールセーフ回路２８からの電源制御信号に従って、バッテリ２からモータ駆動回路２２への通電（バッテリ電圧ＶＢの供給）を制御する。具体的には、フェールセーフ回路２８からＬレベルの電源制御信号が入力されている場合は、モータ電源回路２３は、モータ駆動回路２２へのバッテリ電圧ＶＢの供給を遮断する。逆に、フェールセーフ回路２８からＨレベルの電源制御信号が入力されている場合は、モータ電源回路２３は、モータ駆動回路２２へバッテリ電圧ＶＢを供給する。

モータ電源回路２３の具体的構成は種々考えられる。例えば、バッテリ２からモータ駆動回路２２への通電経路を導通・遮断可能なパワー半導体素子やリレーを用いてもよい。また例えば、バッテリ電圧ＶＢを所定の定電圧に変換するレギュレータを備え、その変換後の定電圧がモータ駆動用の電力としてモータ駆動回路２２へ供給される構成であってもよい。その場合、電源制御信号に従ってレギュレータを動作又は停止させることによりモータ駆動回路２２への電力供給を実行又は停止させるようにしてもよい。

第１アンロック検出スイッチ２４は、ステアリングのアンロックを検出するスイッチである。本実施形態では、ステアリングのアンロックを検出するためのスイッチとして、第１アンロック検出スイッチ２４及び第２アンロック検出スイッチ２５の２つのスイッチが設けられている。

第１アンロック検出スイッチ２４は、凹部５２に挿入された状態のロック部材５３が凹部５２から離脱（離脱方向βへ移動）していく過程において、ロック部材５３における所定の検知部位（例えばロック部材５３の後端）５３ａが図１に例示する位置Ｂに到達した場合にオンされる。検知部位５３ａが位置Ｂに到達したとき、ロック部材５３は凹部５２から完全に離脱した状態となる。検知部位５３ａが位置Ｂ及び位置Ｂよりも離脱方向β側に位置している間は、第１アンロック検出スイッチ２４はオン状態が維持される。換言すれば、検知部位５３ａが位置Ｂよりも挿入方向α側に位置している間は、第１アンロック検出スイッチ２４はオフ状態に維持される。

第２アンロック検出スイッチ２５は、凹部５２に挿入された状態のロック部材５３が凹部５２から離脱していく過程において、ロック部材５３の検知部位５３ａが図１に例示する位置Ａに到達した場合にオンされる。検知部位５３ａが位置Ａ及び位置Ａよりも離脱方向β側に位置している間は、第２アンロック検出スイッチ２５はオン状態が維持される。換言すれば、検知部位５３ａが位置Ａよりも挿入方向α側に位置している間は、第２アンロック検出スイッチ２５はオフ状態に維持される。

そのため、ロック部材５３が凹部５２に挿入されたロック状態においては、各アンロック検出スイッチ２４，２５はいずれもオフされている。そして、ロック状態からアンロック状態に移行する過程で、ロック部材５３の検知部位５３ａが位置Ｂに到達するとまず第１アンロック検出スイッチ２４がオンされ、その後さらに検知部位５３ａが位置Ａに到達すると、第２アンロック検出スイッチ２５もオンされる。

各アンロック検出スイッチ２４，２５は、ロジック電源回路３０から供給される電力を電源として動作し、オフ時にはＬレベルの検知信号を出力し、オン時にはＨレベルの検知信号を出力する。第１アンロック検出スイッチ２４から出力される第１アンロック検知信号は、ＥＳＣＬマイコン２１に入力される。第２アンロック検出スイッチ２５から出力される第２アンロック検知信号は、ＥＳＣＬマイコン２１及びフェールセーフ回路２８に入力される。

ＥＳＣＬマイコン２１は、各アンロック検知信号が共にオンになった場合に、ステアリングのロックが解除された（アンロックされた）ものと判断し、ステアリングのアンロック状態を確定する。なお、第１アンロック検出スイッチ２４がオンされている状態ですでにロック部材５３が凹部５２から離脱した状態になっているのだが、本実施形態では、第２アンロック検出スイッチ２５がオンされるまでさらにロック部材５３をステアリングシャフト５１から遠ざけるようにしている。

ロック検出スイッチ２６は、ロック部材５３が凹部５２内に一定長挿入されたときにオンされるスイッチである。ロック検出スイッチ２６は、ロジック電源回路３０から供給される電力を電源として動作し、オフ時にはＬレベルの検知信号を出力し、オン時にはＨレベルの検知信号を出力する。ロック検出スイッチ２６から出力されるロック検知信号は、ＥＳＣＬマイコン２１に入力される。ＥＳＣＬマイコン２１は、ロック検知信号がオンになった場合に、ステアリングがロックされたものと判断する。

診断回路２７は、モータ電源回路２３からモータ駆動回路２２へ供給される電圧を検出してその検出値を示すアナログの電圧検知信号をＥＳＣＬマイコン２１へ出力する。ＥＳＣＬマイコン２１は、診断回路２７から入力される電圧検知信号に基づいて、モータ電源回路２３からモータ駆動回路２２へモータ駆動用の電力が給電されているか否かを判断することができる。

通信Ｉ／Ｆ（インタフェース）２９は、ＥＳＣＬマイコン２１と上位マイコン１５との間で所定のデータ通信方式によるデータ通信を実現するための通信モジュールである。ロジック電源回路３０は、ＥＳＣＬマイコン２１、通信Ｉ／Ｆ２９、各検出スイッチ２４〜２６などへの動作用電源の供給を制御するための回路である。ロジック電源回路３０は、上位ＥＣＵ１０から入力されるＳＬＲ信号がＬレベルの間は、上記供給対象へ動作用電源を供給せず、両者の動作を停止させる。一方、上位ＥＣＵ１０から入力されるＳＬＲ信号がＨレベルの間は、ロジック電源回路３０は、バッテリ電圧ＶＢ（またはこれを降圧した電圧）を上記供給対象へ供給することによりそれら供給対象を動作させる。

なお、ロジック電源回路３０は、ＳＬＲ信号に対して上記とは逆論理で動作する構成であってもよい。即ち、ロジック電源回路３０は、上位ＥＣＵ１０がＳＬＲ信号をＨレベルにしている間は動作用電源の供給を行わず、上位ＥＣＵ１０がＳＬＲ信号をＬレベルにしている間に動作用電源の供給を行う構成であってもよい。

フェールセーフ回路２８は、所定のアンロック保持条件が成立している間はＥＳＣＬマイコン２１の動作内容にかかわらずモータ電源回路２３からモータ駆動回路２２への給電（バッテリ電圧ＶＢの供給）を強制的に遮断するための回路である。アンロック保持条件は、本実施形態では、ＩＧリレー１２がオンされていて且つ第２アンロック検出スイッチ２５によりステアリングのアンロックが検知されていること、である。

ＥＳＣＬマイコン２１は、モータ４０を駆動させる際は、通電指令ＳｕをＨレベルにすると共に、モータ駆動回路２２へロック信号又はアンロック信号の何れかを出力する。通電指令ＳｕをＨレベルにするということは、モータ電源回路２３に対してモータ駆動回路２２への給電を指示することを意味する。

モータ電源回路２３は、入力される電源制御信号がＨレベルの間に、バッテリ２のバッテリ電圧ＶＢをモータ駆動用の電源としてモータ駆動回路２２へ供給する。そのため、仮に、ＥＳＣＬマイコン２１からの通電指令Ｓｕが電源制御信号としてモータ電源回路２３へ直接入力されるよう構成されている場合は、モータ電源回路２３は、ＥＳＣＬマイコン２１からの通電指令Ｓｕに依存して動作することになる。ＥＳＣＬマイコン２１が常に正常に動作することが保証されるのであれば、そのような構成であってもよい。

しかし、ＥＳＣＬマイコン２１に何らかの異常が生じてＥＳＣＬマイコン２１が誤動作すると、モータ４０を動作させるべきでない状況で誤って通電指令ＳｕがＨレベルになってしまい、これによりモータ４０が動作してしまうおそれがある。このような誤動作が生じると、ステアリングのロック状態を維持すべき状況でありながらロックが解除されてしまったり、逆に、ステアリングのアンロック状態を維持すべき状況でありながらアンロックが解除されてロックされてしまったりするおそれがある。車両が走行中に誤ってステアリングがロックされてしまうと、車両の走行性能に支障をきたすおそれがある。そのため、特にアンロック状態から誤ってロック状態になってしまうような誤動作についてはこれが発生しないようにすることが望ましい。

そこで、本実施形態では、ＥＳＣＬマイコン２１からの通電指令Ｓｕがモータ電源回路２３へ直接入力されず、フェールセーフ回路２８を介して入力されるよう構成されている。

フェールセーフ回路２８は、第１ＡＮＤ回路３１と、第２ＡＮＤ回路３２とを備えている。第１ＡＮＤ回路３１は、ＩＧリレー１２を介して供給されるバッテリ電圧（以下「ＩＧ信号」という）と、第２アンロック検出スイッチ２５からの第２アンロック検知信号との論理積を演算して出力する。第１ＡＮＤ回路３１の出力信号は、第２ＡＮＤ回路３２の２つの入力端子のうち一方（反転入力端子）に入力される。

第２ＡＮＤ回路３２は、第１ＡＮＤ回路３１からの出力信号が論理反転されて入力されると共に、ＥＳＣＬマイコン２１からの通電指令Ｓｕが入力される。第２ＡＮＤ回路３２は、これら各入力の論理積を演算し、その演算結果を、電源制御信号としてモータ電源回路２３へ出力する。

このような構成により、例えば、ＩＧ信号又は第２アンロック検知信号の何れか一方でもＬレベルの場合は、第１ＡＮＤ回路３１の出力はＬレベルとなり、第２ＡＮＤ回路３２の２つの入力信号のうち反転入力信号はＨレベルになる。そのため、この場合は、ＥＳＣＬマイコン２１からの通電指令Ｓｕが有効となり、通電指令Ｓｕの状態がそのまま電源制御信号としてモータ電源回路２３へ出力されることになる。

一方、ＩＧ信号及び第２アンロック検知信号の双方がＨレベルの場合、即ちＩＧリレー１２がオンされていて且つ第２アンロック検出スイッチ２５によりステアリングのアンロックが検知されている場合は、第１ＡＮＤ回路３１の出力はＨレベルとなり、第２ＡＮＤ回路３２の２つの入力信号のうち反転入力信号はＬレベルになる。そのため、この場合は、ＥＳＣＬマイコン２１からの通電指令Ｓｕの状態にかかわらず、第２ＡＮＤ回路３２からの出力信号（電源制御信号）はＬレベルに維持される。つまり、通電指令Ｓｕが無効化され、電源制御信号が強制的にＬレベルに維持される。電源制御信号がＬレベルに維持されるということは、モータ電源回路２３からモータ駆動回路２２への給電が行われない状態が維持されるということを意味する。

ＥＳＣＬマイコン２１は、上位ＥＣＵ１０の上位マイコン１５と適宜データ通信を行いながら、そのデータ通信の内容に応じてモータ４０の駆動を制御することにより、ステアリングのロック及びアンロックを制御する。また、本実施形態のＥＳＣＬマイコン２１は、フェールセーフ回路２８が正常か否かを診断する自己診断機能を有している。

上位マイコン１５は、車両が動作を停止している状態において、ブレーキが踏まれた状態でスタートスイッチ３がオンされると、ＡＣＣリレー１１及びＩＧリレー１２を順次オンさせ、ＥＳＣＬマイコン２１へステアリングのアンロックを指示する。上位マイコン１５は、アンロックの指示後、ステアリングがアンロックされたことを示す通知をＥＳＣＬマイコン２１から取得し、さらに、ＥＳＣＬマイコン２１によるフェールセーフ回路２８の自己診断結果が正常である旨の通知を取得した場合に、スタータリレー１３をオンさせてスタータを始動させる（ひいては内燃機関を動作させる）。

（４）始動時の動作の基本的な流れ
車両のユーザが、内燃機関を始動させるべくスタートスイッチ３をオン（押し操作）した場合の、スタータ作動までの動作の基本的な流れを、図２を用いて説明する。なお、図２において、破線で囲んでいる５種類の動作状態は、ステアリングロックＥＣＵ２０内の動作状態（主にＥＳＣＬマイコン２１の動作状態）を示している。また、図２に示している各動作状態のうち、上位マイコンとＥＳＣＬマイコン間の通信の動作状態については、上位マイコン１５及びＥＳＣＬマイコン２１の双方の動作が含まれている。

車両のユーザが、ブレーキを踏んだ状態（即ちブレーキスイッチ４がオンの状態）でスタートスイッチ３をオンすると（時刻ｔ１）、電子キーと上位マイコン１５との間で照合のための無線通信が行われる。具体的には、上位マイコン１５が車室内発信機５からリクエスト信号を送信させ、そのリクエスト信号に対する電子キーからの応答信号（キーＩＤ含む）を受信する。そして、上位マイコン１５は、受信したキーＩＤが予め登録されている正規のキーＩＤだった場合に、ＡＣＣリレー１１及びＳＬＲ信号をオンさせ（時刻ｔ２）、さらにＩＧリレー１２をオンさせる（時刻ｔ３）。時刻ｔ３では、上位マイコン１５は、データ通信によるステアリングロック解除指令及びＥＳＣＬＩＤの送信も行う。

時刻ｔ２でＳＬＲ信号がオンされると、ＥＳＣＬマイコン２１に電源が供給され、ＥＳＣＬマイコン２１が起動する。また、時刻ｔ３でＩＧリレー１２がオンされると、ステアリングロックＥＣＵ２０のフェールセーフ回路２８に入力されるＩＧ信号はＨレベルとなる。なお、車両の始動前は、通常、ステアリングはロックされているため、各アンロック検出スイッチ２４，２５からの各アンロック検知信号はいずれもＬレベルとなっている。

時刻ｔ２で起動したＥＳＣＬマイコン２１は、時刻ｔ３で上位マイコン１５からステアリングロック解除指令及びＥＳＣＬＩＤを受信すると、受信したＥＳＣＬＩＤが自身に予め登録されているＥＳＣＬＩＤと一致するか否かの照合を行う。そして、双方のＥＳＣＬＩＤが一致した場合に、通電指令Ｓｕをオンし（Ｈレベルにし）、アンロック信号をＨレベルにすることで、ステアリングのアンロックを指示する（時刻ｔ４）。

時刻ｔ４で通電指令ＳｕがＨレベルになると、フェールセーフ回路２８から出力される電源制御信号がＨレベルとなり、モータ電源回路２３からモータ駆動回路２２へバッテリ電圧ＶＢが供給される。これにより、モータ４０が作動（逆転）し、ロック部材５３の離脱方向βへの移動が開始される。ロック部材５３の移動が進むと、やがて第１アンロック検出スイッチ２４がオンし（時刻ｔ５）、さらにその後、第２アンロック検出スイッチ２５がオンする（時刻ｔ６）。

時刻ｔ６で第２アンロック検出スイッチ２５がオンすると、第２アンロック検出スイッチ２５から出力される第２アンロック検知信号はＨレベルとなる。ＥＳＣＬマイコン２１は、第２アンロック検知信号がＨレベルになったことをもって、ステアリングがアンロックされたことを確定する。ＥＳＣＬマイコン２１は、アンロックを確定すると、通電指令Ｓｕをオフし（Ｌレベルにし）、モータ駆動回路２２へのアンロック信号をＬレベルにし、さらに、上位マイコン１５へデータ通信にてアンロック確定通知を送信する。

また、時刻ｔ６で第２アンロック検知信号がＨレベルになると、アンロック保持条件が成立する。そのため、フェールセーフ回路２８から出力される電源制御信号は、ＥＳＣＬマイコン２１からの通電指令ＳｕにかかわらずＬレベルとなる。つまり、ＥＳＣＬマイコン２１からの通電指令Ｓｕが無効化される。

ＥＳＣＬマイコン２１は、アンロック確定後、時刻ｔ７にて、フェールセーフ回路２８の自己診断を実行する。具体的には、通電指令Ｓｕを一定期間オン（Ｈレベル化）させ、その間のモータ駆動回路２２への電源供給状態を、診断回路２７からの電圧検知信号に基づいて監視する。

アンロック保持条件が成立している間、即ちＩＧ信号がＨレベルで且つアンロック状態（第２アンロック検知信号がＨレベル）の間は、上記の通り、ＥＳＣＬマイコン２１からの通電指令Ｓｕはフェールセーフ回路２８によって無効化される。そのため、フェールセーフ回路２８が正常である限り、通電指令ＳｕがＨレベルにされても、モータ電源回路２３からモータ駆動回路２２へバッテリ電圧ＶＢは供給されない。一方、フェールセーフ回路２８に異常が生じると、ＩＧ信号がＨレベルで且つアンロック状態であるにもかかわらず、通電指令Ｓｕが無効化されず、通電指令ＳｕがＨレベルになるとモータ駆動回路２２へバッテリ電圧ＶＢが供給されてしまう可能性がある。そのため、通電指令ＳｕをＨレベルにしたときの診断回路２７からの電圧検知信号をみることで、フェールセーフ回路２８が正常であるか否か（通電指令Ｓｕを無効化できているか否か）を診断することができる。

ＥＳＣＬマイコン２１は、時刻ｔ７〜ｔ８の間にフェールセーフ回路２８の自己診断を行い、その診断結果を上位マイコン１５へデータ通信にて送信する。上位マイコン１５は、ＥＳＣＬマイコン２１から受信した診断結果が正常であった場合に、車両を走行可能な状態に移行させる。具体的には、内燃機関を始動させて車両を走行させてもよい状態であると判断し、スタータリレー１３をオンさせる（時刻ｔ９）。時刻ｔ９では、ＡＣＣリレー１１及びＳＬＲ信号をいずれもオフさせる。

（５）始動時における各マイコンの制御処理
車両の内燃機関が停止していて且つ電源スイッチがオフされている（スタートスイッチ３によりオフ操作されている）動作停止状態からスタータが始動されるまでの間に各マイコン１５，２４で実行される始動時処理について、図３を用いて具体的に説明する。なお、動作停止状態であっても、上位マイコン１５は電源が供給されて動作可能である。

（５−１）上位マイコン１５の処理（上位始動時処理）
上位マイコン１５は（詳しくはその内部のＣＰＵが）、起動後、図３の左側に示す上位始動時処理をメモリ（図示略）から読み出して実行する。

上位マイコン１５は、上位始動時処理を開始すると、Ｓ１１０で、ブレーキスイッチ４がオンされているか否か判断する。ブレーキスイッチ４がオフされている間はこのＳ１１０の判断処理を繰り返す。ブレーキスイッチ４がオンされている場合は（Ｓ１１０：ＹＥＳ）、Ｓ１２０で、スタートスイッチ３が押下（押し操作）されたか否か判断する。スタートスイッチ３が押下されていない場合はＳ１１０に戻る。スタートスイッチ３が押下された場合は（Ｓ１２０：ＹＥＳ）、Ｓ１３０で、キーＩＤの照合処理を行う。キーＩＤの照合処理の具体的内容は既述の通りである。

Ｓ１４０では、キーＩＤの照合結果を判断する。キーＩＤの照合結果が失敗だった場合は（Ｓ１４０：ＮＯ）、Ｓ１１０に戻る。キーＩＤの照合結果が照合ＯＫ（照合成功）だった場合は（Ｓ１４０：ＹＥＳ）、Ｓ１５０に進む。

Ｓ１５０では、ＡＣＣリレー１１をオンする。Ｓ１６０では、ＳＬＲ信号をオンする。このＳＬＲ信号のオンにより、ステアリングロックＥＣＵ２０のＥＳＣＬマイコン２１が起動する。Ｓ１７０では、ＩＧリレー１２をオンする。Ｓ１８０では、データ通信にて、ＥＳＣＬマイコン２１へ、ステアリングロック解除指令を送信する。このとき、既述の通りＥＳＣＬＩＤも送信する。このステアリングロック解除指令及びＥＳＣＬＩＤの送信により、ＥＳＣＬマイコン２１において、ＥＳＣＬＩＤの照合が行われる。

Ｓ１９０では、ステアリングのロックが解除されたか否か判断する。具体的には、ＥＳＣＬマイコン２１からデータ通信にてアンロック確定通知を受信したか否かを判断する。アンロック確定通知を受信するまでは、Ｓ１９０の判断処理を繰り返す。アンロック確定通知を受信した場合は、ステアリングのロックが解除されたと判断して（Ｓ１９０：ＹＥＳ）、Ｓ２００に進む。

Ｓ２００では、ステアリングロックＥＣＵ２０内におけるフェールセーフ回路２８の自己診断結果がＯＫ（正常）だったか否か判断する。具体的には、ＥＳＣＬマイコン２１からデータ通信にて、正常であることを示す正常信号又は異常であることを示す異常信号のどちらが受信されたかによって判断する。

ＥＳＣＬマイコン２１から正常信号を受信した場合は、自己診断結果が正常だったものと判断して（Ｓ２００：ＹＥＳ）、Ｓ２１０でスタータリレー１３をオンする。さらに、Ｓ２２０でＡＣＣリレー１１をオフし、Ｓ２３０でＳＬＲ信号をオフして、上位始動時処理を終了する。

Ｓ２００で、ＥＳＣＬマイコン２１から異常信号を受信した場合は、自己診断結果が異常だったものと判断して（Ｓ２００：ＮＯ）、Ｓ２４０で所定の異常時処理を実行する。
（５−２）ＥＳＣＬマイコン２１の処理（ＥＳＣＬ始動時処理）
ＥＳＣＬマイコン２１は（詳しくはその内部のＣＰＵが）、起動後、図３の右側に示すＥＳＣＬ始動時処理をメモリ（図示略）から読み出して実行する。

ＥＳＣＬマイコン２１は、起動後、ＥＳＣＬ始動時処理を開始すると、Ｓ３１０で、ＥＳＣＬＩＤの照合を行う。Ｓ３２０では、ＥＳＣＬＩＤの照合結果を判断する。ＥＳＣＬＩＤの照合結果が失敗だった場合は（Ｓ３２０：ＮＯ）、ＥＳＣＬ始動時処理を終了する。ＥＳＣＬＩＤの照合結果が照合ＯＫ（照合成功）だった場合は（Ｓ３２０：ＹＥＳ）、Ｓ３３０に進む。

Ｓ３３０では、ステアリングのアンロックのための駆動制御を行う。具体的には、フェールセーフ回路２８への通電指令Ｓｕをオン（Ｈレベル化）し、モータ駆動回路２２へのアンロック信号をオン（Ｈレベル化）する。これにより、フェールセーフ回路２８が正常である限り、モータ４０が逆転方向に回転し、ロック部材５３が離脱方向βへと移動する。

Ｓ３４０では、第１スイッチ（第１アンロック検出スイッチの略称）２４がオンされたか否か判断する。第１スイッチ２４がオンされた場合は（Ｓ３４０：ＹＥＳ）、Ｓ３５０で、第２スイッチ（第２アンロック検出スイッチの略称）２５がオンされたか否か判断する。第２スイッチ２５がオンされた場合は（Ｓ３５０：ＹＥＳ）、Ｓ３６０で、ステアリングがアンロックされたことを確定し、アンロック信号及び通電指令Ｓｕを共にオフする。Ｓ３７０では、データ通信にて上位マイコン１５へ、アンロック確定通知を送信する。

Ｓ３８０では、フェールセーフ回路２８の自己診断処理を実行する。具体的には、既述の通り、通電指令Ｓｕを一定期間オン（Ｈレベル化）し、その間にモータ電源回路２３からモータ駆動回路２２へ給電が行われるか否かを監視する。モータ駆動回路２２への給電が行われない場合は、自己診断の結果が正常であると判断する。モータ駆動回路２２への給電が行われた場合は、自己診断の結果が異常であると判断する。

Ｓ３９０では、Ｓ３８０の自己診断処理の結果がＯＫ（正常）だったか否かを判断する。自己診断処理の結果が正常だった場合は（Ｓ３９０：ＹＥＳ）、Ｓ４００で、データ通信にて上位マイコン１５へ、正常信号を送信する。自己診断処理の結果が異常だった場合は（Ｓ３９０：ＮＯ）、Ｓ４１０で、データ通信にて上位マイコン１５へ、異常信号を送信する。

（６）実施形態の効果
以上説明したように、本実施形態のスマートシステム１では、ステアリングロックＥＣＵ２０に、フェールセーフ回路２８が設けられている。このフェールセーフ回路２８は、ＩＧ信号がオンで且つステアリングがアンロック状態の場合にはＥＳＣＬマイコン２１からの通電指令Ｓｕを無効化してモータ電源回路２３からモータ４０側へ電源が供給されないようにする。

そのため、車両の走行中にＥＳＣＬマイコン２１が誤動作して通電指令Ｓｕがオンされてしまったとしても、フェールセーフ回路２８によりその通電指令Ｓｕは無効化され、ステアリングが誤ってロックされることが抑止される。

しかも、ステアリングロックＥＣＵ２０は、フェールセーフ回路２８を備えていることに加えて、そのフェールセーフ回路２８が正常に機能するか否かを診断する自己診断機能を備えている。そのため、信頼性のより高いスマートシステム１が実現されている。

仮に、フェールセーフ回路２８に異常が生じると、ＥＳＣＬマイコン２１からの通電指令Ｓｕを無効化する機能が正常に働かなくなり、ＥＳＣＬマイコン２１の誤動作に起因してステアリングロック機構が誤動作してしまうおそれがある。ＥＳＣＬマイコン２１が正常であっても、例えばフェールセーフ回路２８に異常が生じて且つモータ駆動回路２２が故障すると、ステアリングロック機構が誤動作してしまうおそれがある。

これに対し、本実施形態では、走行前（詳しくは内燃機関の始動前）にフェールセーフ回路２８の自己診断を行い、正常である場合に、車両を走行可能な状態に移行させるようにしている。そのため、フェールセーフ回路２８及びモータ駆動回路２２の二重故障（双方の故障）による動作不良を抑制することができる。

ＥＳＣＬマイコン２１による、フェールセーフ回路２８の自己診断は、ＩＧリレー１２がオンされてステアリングのロックが解除された後、スタータが始動される前に、実行される。この実行タイミングでは、フェールセーフ回路２８が正常である限り、ＥＳＣＬマイコン２１からの通電指令Ｓｕがフェールセーフ回路２８によって無効化される状態となっている。そのため、この実行タイミングにおいて通電指令Ｓｕを一定期間オンさせ、その時のモータ電源回路２３からモータ４０側への給電状態をみることで、自己診断を適切且つ効率的に実行することができる。

そして、自己診断の結果が正常であった場合に、車両が走行可能な状態に移行される。具体的には、スタータリレー１３がオンされ、これにより内燃機関が始動して、走行可能な状態となる。このように、アンロック保持条件が成立して且つフェールセーフ回路２８が正常であることを確認した上で、車両を走行可能な状態に移行させることで、走行中のステアリングロック機構の誤動作をより高いレベルで抑止することができる。

［他の実施形態］
（１）上記実施形態のフェールセーフ回路２８は、ＩＧ信号がオンで且つ第２アンロック検出スイッチ２５がオンの場合にＥＳＣＬマイコン２１からの通電指令Ｓｕを無効化する構成であったが、フェールセーフ回路２８が通電指令Ｓｕを無効化する条件（アンロック保持条件）は、他にも種々考えられる。例えば、ステアリングがアンロック状態であって且つ車両が少なくとも走行中の状態である場合に、通電指令Ｓｕが無効化されるような構成としてもよい。つまり、少なくとも車両が走行中は、ＥＳＣＬマイコン２１が誤動作しても誤ってステアリングがロックされないようにしてもよい。また例えば、ステアリングがアンロック状態であって且つ内燃機関が動作している場合に通電指令Ｓｕが無効化されるような構成としてもよい。より高いレベルでの安全性を確保するならば、上記実施形態のように、一旦アンロックされた後は、ＩＧ信号がオンされている限り（スタートスイッチ３により電源オフ操作がなされない限り）通電指令Ｓｕが無効化されるような構成とするのが好ましい。

（２）上記実施形態では、通電指令Ｓｕを無効化するためにフェールセーフ回路２８へ入力させる入力信号の１つが、第２アンロック検出スイッチ２５からの第２アンロック検知信号であった。これに対し、第１アンロック検出スイッチ２４からの第１アンロック検知信号もフェールセーフ回路２８へ入力させ、第１ＡＮＤ回路３１において、ＩＧ信号、第１アンロック検知信号、及び第２アンロック検知信号の三者の論理積を演算するようにしてもよい。

（３）アンロック検出のためのアンロック検出スイッチを２つ設けることは必須ではない。アンロック検出スイッチは、１つだけ設けてもよいし、３つ以上設けてもよい。アンロック検出スイッチを３つ以上設ける場合に、どのアンロック検出スイッチからのアンロック検知信号をフェールセーフ回路に入力させるかについても、適宜決めることができる。

（４）ＥＳＣＬマイコン２１による、フェールセーフ回路２８の自己診断の具体的方法は、診断回路２７からの電圧検知信号に基づく方法に限定されない。例えば、フェールセーフ回路２８の出力信号を直接ＥＳＣＬマイコン２１に取り込んで自己診断するようにしてもよい。

（５）自己診断の実行タイミングは、アンロック確定後からスタータリレー１３のオンまでの期間に限定されず、少なくとも車両が実際に走行する前に自己診断を実行すればよい。例えば、スタータリレー１３のオン後に自己診断を実行させ（つまり内燃機関の始動自体は許容し）、自己診断の結果が正常だった場合に走行を許可するようにしてもよい。この場合、自己診断の結果が異常だった場合は、内燃機関を強制停止させるようにしてもよい。

（６）モータ駆動回路２２としてＨブリッジ回路を用いることは必須ではない。モータ駆動回路２２は、モータ４０の回転方向を切り替えることが可能なあらゆる種類の回路によって実現できる。

（７）本発明は、内燃機関が搭載された車両への適用に限定されない。ステアリングにより操舵を行うよう構成されたあらゆる種類の車両に対して本発明を適用可能である。
（８）その他、本発明は、上記の実施形態に示された具体的手段や構造等に限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲において種々の形態を採り得る。例えば、上記の実施形態の構成の一部を、同様の機能を有する公知の構成に置き換えたり、他の実施形態の構成に対して付加、置換等したり、課題を解決できる限りにおいて省略したりしてもよい。また、上記の複数の実施形態を適宜組み合わせて構成してもよい。

１…プッシュスタート＆スマートエントリシステム、２…バッテリ、３…スタートスイッチ、４…ブレーキスイッチ、５…車室内発信機、６…チューナ、１０…上位ＥＣＵ、１１…ＡＣＣリレー、１２…ＩＧリレー、１３…スタータリレー、１５…上位マイコン、２０…ステアリングロックＥＣＵ、２１…ＥＳＣＬマイコン、２２…モータ駆動回路、２３…モータ電源回路、２４…第１アンロック検出スイッチ、２５…第２アンロック検出スイッチ、２６…ロック検出スイッチ、２７…診断回路、２８…フェールセーフ回路、２９…通信Ｉ／Ｆ、３０…ロジック電源回路、３１…第１ＡＮＤ回路、３２…第２ＡＮＤ回路、４０…モータ、５１…ステアリングシャフト、５２…凹部、５３…ロック部材、５３ａ…検知部位。

Claims (4)

1. 車両のステアリングを動作不能にロックするロック機構（５１，５２，５３）を搭載した車両に設けられ、前記ロック機構を動作させるためのモータ（４０）への通電を制御することにより前記モータによる前記ロック機構の動作を制御する電動ステアリングロック制御装置であって、
   電源（２）から前記モータへの通電経路に設けられ、入力される駆動指令に従って前記モータへの通電電流の極性を切り替えることにより、前記モータを、前記駆動指令に対応した回転方向へ回転させる通電駆動部（２２）と、
   前記通電駆動部とは別に前記通電経路に設けられ、通電指令が入力されている場合に前記電源の電力を前記通電駆動部へ供給する給電部（２３）と、
   前記給電部への前記通電指令の出力を制御することにより前記通電駆動部への電力供給を制御する給電制御部（２１，Ｓ３３０，Ｓ３６０）と、
   所定のアンロック保持条件が成立している場合に、前記給電制御部からの前記通電指令の出力有無にかかわらず、前記給電部から前記通電駆動部への電力供給を強制的に遮断させる強制遮断部（２８）と、
   前記アンロック保持条件が成立していることによって前記給電部から前記通電駆動部への電力供給が前記強制遮断部により強制的に遮断されている間における、所定の診断タイミングで、前記強制遮断部が正常であるか否かを診断する自己診断部（２１，Ｓ３８０）と、
   を備え、
   前記アンロック保持条件は、前記ロック機構によるロックが解除された状態になっていて、且つ、前記車両の電源スイッチ（３）がオンされていることである
   ことを特徴とする電動ステアリングロック制御装置（１）。
2. 請求項１に記載の電動ステアリングロック制御装置であって、
   前記自己診断部は、前記診断タイミングで、前記給電制御部から前記給電部へ前記通電指令を一定期間出力させ、その通電指令の出力中における、前記給電部から前記通電駆動部への給電状態に基づいて、前記強制遮断部が正常であるか否かを診断する
   ことを特徴とする電動ステアリングロック制御装置。
3. 請求項１又は請求項２に記載の電動ステアリングロック制御装置であって、
   前記強制遮断部（３１，３２）は、前記アンロック保持条件が成立している間は前記給電制御部から前記給電部への前記通電指令を無効とし、前記アンロック保持条件が成立していない間は前記給電制御部から前記給電部への前記通電指令を有効とするように構成されている
   ことを特徴とする電動ステアリングロック制御装置。
4. 請求項１〜請求項３の何れか１項に記載の電動ステアリングロック制御装置であって、
   前記車両の電源スイッチ（３）をオンさせるための所定の電源投入操作を含む、前記車両を走行可能な状態に移行させるための所定の始動操作が行われた場合に、前記ロック機構によるロックを解除させるための前記駆動指令であるアンロック指令を前記通電駆動部へ出力する駆動制御部（２１，Ｓ３３０）と、
   前記始動操作に基づく駆動制御部からの前記アンロック指令の出力によって前記ロック機構によるロックが解除された後、前記車両を走行可能な状態に移行させる走行許可部（１０，Ｓ２１０）と、
   を備え、
   前記診断タイミングは、前記始動操作に基づく前記駆動制御部からの前記アンロック指令の出力によって前記ロック機構によるロックが解除された後の所定のタイミングであり、
   前記走行許可部は、前記診断タイミングにおける前記自己診断部の診断によって前記強制遮断部が正常であると診断された場合に、前記車両を走行可能な状態に移行させる
   ことを特徴とする電動ステアリングロック制御装置。

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