專利名稱：電動式轉向鎖定裝置的制作方法
技術領域：
本實用新型涉及一種通過馬達使鎖桿移動，通過轉向鎖定電子控制部件控制該馬達的驅動的電動式轉向鎖定裝置。
背景技術：
過去，為防止車輛被盜，廣泛使用機械式轉向鎖定裝置。機械式轉向鎖定裝置是將機械鑰匙插入鎖芯并旋轉鑰匙，使鎖桿移動掛合到轉向軸上。因鎖桿掛合在轉向軸上，轉向軸被固定(鎖定)，方向盤的轉動被限制。因此，采用轉向鎖定裝置提高了車輛的防盜性。
不過，近年來為提高車輛的操作性，提出了通過按一下操作按鈕開關來起動和停止發(fā)動機的按鈕式發(fā)動機起動/停止系統(tǒng)。上述系統(tǒng)的轉向鎖定裝置(電動式轉向鎖定裝置)通過馬達(驅動裝置)使鎖桿移動，通過轉向鎖定電子控制部件(轉向鎖定ECU)控制該馬達的驅動(例子參見日本特開2003-112602號公開專利公報)。
轉向鎖定ECU通過鎖定位置檢測開關(檢測裝置)檢測鎖桿是否掛合住了轉向軸，根據(jù)該檢測信號進行馬達驅動控制。所以，鎖定位置檢測開關一發(fā)生故障，轉向鎖定ECU就不能檢測鎖桿是否掛合住了轉向軸，有可能盡管鎖桿掛合著轉向軸還是驅動了馬達。因此，轉向鎖定ECU在過了預先設定的最大通電時間還不能接收到來自鎖定位置檢測開關的檢測信號時，強制停止對馬達的通電。
使用者感到操作感覺(方向盤被鎖定要花費很長時間等)不良時，會委托汽車經銷商或修理廠的保修工檢查和修理轉向鎖定裝置。也就是說，該保修工要為找出轉向鎖定裝置不正常的原因而檢查電動式轉向鎖定裝置。但是，要想檢查出轉向鎖定裝置不正常的原因是否就是鎖定位置檢測開關故障，即使對保修工來說也是不容易的，是很花費工夫和時間的作業(yè)。
實用新型內容本實用新型是鑒于上述實際狀況進行研究的結果，其目的是提供一種能方便確認檢測裝置是否發(fā)生故障的電動式轉向鎖定裝置。
為了達到上述目的，本實用新型的一種實施方式的電動式轉向鎖定裝置包括可與轉向軸掛合的鎖桿；使上述鎖桿移動從而對上述轉向軸進行鎖定和非鎖定的驅動裝置；檢測上述鎖桿對上述轉向軸的掛合狀態(tài)并生成與該掛合狀態(tài)相對應的檢測信號的檢測裝置；以及根據(jù)上述檢測信號對上述驅動裝置進行控制的控制裝置。在基準時間內無上述檢測信號輸入時，上述控制裝置進行使上述驅動裝置停止的停止通電控制，同時將檢測狀態(tài)值儲存到存儲裝置中。
通過確認被儲存的檢測狀態(tài)值，就可以方便地確認鎖定位置檢測開關是否發(fā)生了故障。并且，保修工等第三者可以在例如定期檢查等的時侯，根據(jù)檢測狀態(tài)值確認鎖定位置檢測開關是否發(fā)生故障，就可在鎖定位置檢測開關發(fā)生故障時盡早地對鎖定位置檢測開關進行修理、調換等適當?shù)奶幚?。采用本實用新型的電動式轉向鎖定裝置，可以方便地確認檢測裝置是否有可能發(fā)生了故障，從而提高了電動式轉向鎖定裝置的便利性。


圖1(a)是本實用新型的優(yōu)選實施方式的鎖定狀態(tài)的電動式轉向鎖定裝置的示意圖，圖1(b)是本實用新型的優(yōu)選實施方式的非鎖定狀態(tài)的電動式轉向鎖定裝置的示意圖。
圖2是轉向鎖定ECU進行通電控制的流程圖。
圖3是說明本實施方式的檢查和診斷電動式轉向鎖定裝置時的信號流程的簡略框圖。
具體實施方式
以下，根據(jù)圖1(a)～圖2對本實用新型的電動式轉向鎖定裝置的一如圖1(a)和圖1(b)所示，電動式轉向鎖定裝置1具備與方向盤相連接的轉向軸11、鎖桿12、作為驅動裝置的馬達13和作為控制裝置的轉向鎖定ECU14。轉向鎖定ECU14上電連接著馬達13和作為檢測裝置的鎖定位置檢測開關16。在本實施方式中，鎖定位置檢測開關16采用常開(A接點)型的機械開關(本例為限位開關)，其一端與電池的陽極(+B)相連接，另一端與轉向鎖定ECU14相連接。
轉向軸11的外表面上設有可承受鎖桿12前端部的凹部11a。在鎖桿12的前端部被收納到凹部11a中、鎖桿12與轉向軸11掛合的狀態(tài)(圖1(a)所示的狀態(tài))下，轉向軸11的轉動被限制(被鎖定)。另一方面，在鎖桿12的前端部未被收納到凹部11a中、鎖桿12未與轉向軸11掛合的狀態(tài)(圖1(b)所示的狀態(tài))下，轉向軸11可以轉動(未被鎖定)。就這樣通過移動鎖桿12進行轉向軸11鎖定與非鎖定的轉換。
鎖桿12有開關驅動部(突起)12a。如圖1(a)所示，開關驅動部12a在鎖桿12與轉向軸11掛合的狀態(tài)下與鎖定位置檢測開關16接觸。在該狀態(tài)下，鎖定位置檢測開關16閉合，高電平(+B電平)的檢測信號(以下稱為“鎖定檢測信號”)被發(fā)送給轉向鎖定ECU14。還有，鎖定位置檢測開關16在鎖桿12的前端部完全被轉向軸11的凹部11a收納時閉合。與此相反，如圖1(b)所示，在鎖桿12未與轉向軸11掛合的狀態(tài)下，開關驅動部12a與鎖定位置檢測開關16處于非接觸狀態(tài)。在該狀態(tài)下，鎖定位置檢測開關16開路，低電平的檢測信號被發(fā)送給轉向鎖定ECU14。
另外，鎖桿12的外表面上形成有齒條部12b。配設平齒輪18使之與上述齒條部12b相咬合。平齒輪18與安裝在馬達13旋轉軸上的蝸輪17相咬合。因此，馬達13一被驅動，平齒輪18就與馬達13的旋轉軸連動旋轉。平齒輪18一旋轉，鎖桿12就直線移動相對轉向軸11掛合或分離。例如，馬達13使旋轉軸向圖1箭頭R1所指的方向旋轉時，鎖桿12沿圖1箭頭F1所指的方向移動，與轉向軸11分離。與此相反，馬達13使旋轉軸向箭頭R2所指的方向旋轉時，鎖桿12沿箭頭F2所指的方向移動，與轉向軸11掛合。
馬達13根據(jù)轉向鎖定ECU14的指令(驅動信號)驅動。具體地說，就是馬達13響應執(zhí)行非鎖定的驅動信號，使旋轉軸向圖1箭頭R1所指的方向旋轉。另一方面，馬達13響應執(zhí)行鎖定的驅動信號(以下稱為“鎖定驅動信號”)，使旋轉軸向圖1箭頭R2所指的方向旋轉。
轉向鎖定ECU14包括作為存儲裝置的非易失性存儲器14a、計時器14b、和用來驅動馬達13的驅動電路(未圖示)。存儲器14a中預先存儲了最大通電時間(基準時間)MT(本實施方式為“780ms”～“2.1s”)和檢測判定值(基準值)JT(本實施方式為“16”)。
轉向鎖定ECU14一接收到要求鎖定轉向軸11的鎖定要求信號S1時，就向馬達13發(fā)送鎖定驅動信號，同時根據(jù)鎖定檢測信號對馬達13進行驅動控制。具體地說，就是轉向鎖定ECU14在從鎖定位置檢測開關16接收到鎖定檢測信號之前對馬達13發(fā)送鎖定驅動信號，一接收到鎖定檢測信號就停止發(fā)送鎖定驅動信號。
另外，轉向鎖定ECU14利用計時器14b在每一規(guī)定時間進行通電控制。以下，根據(jù)圖2所示的流程圖對該通電控制進行詳細說明。
轉向鎖定ECU14利用計時器14b計測輸出鎖定驅動信號后所經過的時間，即，開始向馬達13通電后所經過的時間(以下稱為“通電時間t”)。通電時間t是鎖桿12從非鎖定位置開始移動后所經過的時間。
在步驟101，轉向鎖定ECU14判斷鎖定檢測信號是否被輸入。判斷鎖定檢測信號已被輸入時(步驟101中的YES)，轉向鎖定ECU14在步驟102使通電時間t復位(本實施方式中，使通電時間t為“0”)。步驟102的處理一結束，轉向鎖定ECU14在步驟103使計數(shù)值n復位(本實施方式中，使計數(shù)值n為“0”)。步驟103的處理一結束，轉向鎖定ECU14在步驟104使檢測狀態(tài)值FG復位(本實施方式中，使檢測狀態(tài)值FG為“0”)。并結束這一處理。如上所述，每次在轉向軸11被鎖定、鎖定檢測信號被輸入時，通電時間t、計數(shù)值n和檢測狀態(tài)值FG都被復位為“0”。也就是說，在鎖定位置檢測開關16未發(fā)生故障(以下敘述為“正常動作”)的情況下，每次在轉向軸11被鎖定時，通電時間t、計數(shù)值n和檢測狀態(tài)值FG都被復位。
在步驟101中未輸入鎖定檢測信號時(步驟101中的NO)，轉向鎖定ECU14在步驟105判斷通電時間t是否大于或等于最大通電時間MT。在此，最大通電時間MT是馬達13使鎖桿12從非鎖定位置移動到鎖定位置所需要的通電時間的最大值。鎖定位置檢測開關16正常動作時，鎖桿12在最大通電時間MT內到達鎖定位置，輸出鎖定驅動信號后，在最大通電時間MT內，鎖定檢測信號被輸入到轉向鎖定ECU14。在判斷通電時間t小于最大通電時間MT時，即，在最大通電時間MT內輸入了鎖定檢測信號時(步驟105中的NO)，轉向鎖定ECU14結束處理。
另一方面，在判斷通電時間t大于或等于最大通電時間MT時(步驟105中的YES)，轉向鎖定ECU14在步驟106停止鎖定驅動信號的輸出(停止通電控制)。也就是說，轉向鎖定ECU14在最大通電時間MT內未被輸入鎖定檢測信號時，強制停止馬達13的驅動。所以，馬達13不會在大于或等于最大通電時間MT的時間范圍被驅動。步驟106的處理一結束，轉向鎖定ECU14就在步驟107將計數(shù)值n增加“1”。
轉向鎖定ECU14在步驟108判斷計數(shù)值n是否大于或等于檢測判定值JT。判斷計數(shù)值n小于檢測判定值JT時(步驟108中的NO)，轉向鎖定ECU14就結束處理。而當判斷計數(shù)值n大于或等于檢測判定值JT時(步驟108中的YES)，轉向鎖定ECU14在步驟109中設置檢測狀態(tài)值FG(本實施方式中，使檢測狀態(tài)值FG為“1”)。在步驟110中，轉向鎖定ECU14將檢測狀態(tài)值FG儲存到存儲器14a中并結束處理。
如上所述，轉向鎖定ECU14根據(jù)停止通電控制的實施來設定檢測狀態(tài)值FG，并且是在停止通電控制的實行次數(shù)大于或等于檢測判定值JT所示的次數(shù)時進行設定。所以，鎖定位置檢測開關16發(fā)生故障時，檢測狀態(tài)值FG就被設定。
轉向鎖定ECU14響應圖1所示的讀出要求信號S2，輸出與檢測狀態(tài)值FG相對應的響應信號S3。
其次，根據(jù)圖3就確認鎖定位置檢測開關16是否發(fā)生故障的一個示例進行說明。
在車輛20內，電子式移動鎖定裝置ECU30、電源控制ECU31通過按鈕式系統(tǒng)用局域網N1被連接到轉向鎖定ECU14上。電子式移動鎖定裝置ECU30和電源控制ECU31通過車輛通信網N2相連接，而且上述這些ECU還通過車輛通信網N2與診斷用選通通路32(例如車身ECU)相連接。
在定期檢查等中，汽車經銷商或修理廠的保修工(第三者)通過連接器34將收集車輛20診斷信息的終端(診斷用測試器33)與診斷用選通通路32相連接。當操作未圖示的操作部時，診斷用測試器33就輸出要求發(fā)送鎖定位置檢測開關16是否正常的信息、即要求發(fā)送檢測狀態(tài)值FG的讀出要求信號S2。
由診斷用測試器33輸出的讀出要求信號S2，從診斷用測試器33開始按順序被傳送到診斷用選通通路32、電子式移動鎖定裝置ECU30、轉向鎖定ECU14。轉向鎖定ECU14響應讀出要求信號S2，輸出儲存在存儲器14a中的與檢測狀態(tài)值FG相對應的響應信號S3。該響應信號S3從轉向鎖定ECU14開始按順序被傳送到電子式移動鎖定裝置ECU30、診斷用選通通路32、診斷用測試器33。診斷用測試器33根據(jù)響應信號S3來判斷檢測狀態(tài)值FG是否為“1”。檢測狀態(tài)值FG為“1”時，就將鎖定位置檢測開關16發(fā)生故障的信息通知給保修工(診斷用測試器33的操作者)。這樣，保修工就可以知道鎖定位置檢測開關16發(fā)生了故障。
并且，通過對鎖定位置檢測開關16等的調換使鎖定位置檢測開關16正常動作后，檢測狀態(tài)值FG就被復位。
采用本實施方式的電動式轉向鎖定裝置，可得到以下效果。
(1)轉向鎖定ECU14在最大通電時間MT內未被輸入鎖定檢測信號時，進行停止通電控制，強制停止馬達13的驅動。轉向鎖定ECU14在停止通電控制的實行次數(shù)大于或等于檢測判定值JT所示的次數(shù)時，推斷為鎖定位置檢測開關16發(fā)生了故障，設定檢測狀態(tài)值并儲存到存儲器14a中。因此，通過確認被儲存的檢測狀態(tài)值FG，就可以方便地確認鎖定位置檢測開關16是否發(fā)生了故障。并且，保修工等第三者可以在例如定期檢查等的時侯，根據(jù)檢測狀態(tài)值FG確認鎖定位置檢測開關16是否發(fā)生故障，就可在鎖定位置檢測開關16發(fā)生故障時盡早地對鎖定位置檢測開關16進行修理、調換等適當?shù)奶幚怼?br> (2)轉向鎖定ECU14只在進行停止通電控制的次數(shù)比檢測判定值JT大的情況下設定檢測狀態(tài)值FG。也就是說，轉向鎖定ECU14即使進行停止通電控制，但在不到規(guī)定次數(shù)時也不設定檢測狀態(tài)值FG。因此，檢測狀態(tài)值FG不會頻繁地被設定，從而可以減輕經營商等第三者檢查鎖定位置檢測開關16所需要的負擔(檢查時間和作業(yè)工時等)。
(3)轉向鎖定ECU14在最大通電時間MT內被輸入了鎖定檢測信號時，將檢測狀態(tài)值FG復位。也就是說，鎖定位置檢測開關16正常動作時，檢測狀態(tài)值FG被復位。這樣，例如通過調換鎖定位置檢測開關16等達到正常動作狀態(tài)時，檢測狀態(tài)值FG被復位。因此，不需要為將檢測狀態(tài)值FG復位而進行特殊的操作，從而提高了電動式轉向鎖定裝置1的便利性。
(4)轉向鎖定ECU14在計數(shù)值n大于或等于檢測判定值JT時，也就是鎖定位置檢測開關16發(fā)生故障時，將檢測狀態(tài)值FG設定為“1”。而在最大通電時間MT內被輸入了鎖定檢測信號時，也就是鎖定位置檢測開關16正常動作時，將檢測狀態(tài)值FG復位為“0”。這樣，檢測狀態(tài)值FG就以“0”和“1”這兩個數(shù)值來表示鎖定位置檢測開關16是否發(fā)生故障。因此，就可以更容易地根據(jù)檢測狀態(tài)值FG的值來確認鎖定位置檢測開關16是否發(fā)生了故障。
(5)通過連接器34將診斷用測試器33與車輛20相連接，在操作診斷用測試器33后，讀出要求信號S2就通過車輛通信網N2和按鈕式系統(tǒng)用局域網N1被輸入到轉向鎖定ECU14。轉向鎖定ECU14響應讀出要求信號S2輸出表示檢測狀態(tài)值FG的響應信號S3。這樣，經營商等第三者通過連接器34將診斷用測試器33與車輛20連接并操作診斷用測試器33，就可以取得表示鎖定位置檢測開關16是否發(fā)生故障的檢測狀態(tài)值FG。也就是說，保養(yǎng)工等第三者可以利用診斷用測試器33方便地確認鎖定位置檢測開關16是否發(fā)生故障，從而提高了電動式轉向鎖定裝置1的便利性。
另外，本實施方式還可以作以下變更。
在本實施方式中，轉向鎖定ECU14是被輸入了來自診斷用測試器33的讀出要求信號S2后就輸出檢測狀態(tài)值FG的。但是，也可以在車輛的儀表臺板上設置指示器，轉向鎖定ECU14在設定檢測狀態(tài)值FG的同時對該指示器輸出檢測狀態(tài)值FG。在這種情況下，指示器被輸入檢測狀態(tài)值FG后就發(fā)出鎖定位置檢測開關16發(fā)生故障的通知。這樣，就可以更早地確認鎖定位置檢測開關16發(fā)生了故障。
在本實施方式中，轉向鎖定ECU14是計數(shù)值n比檢測判定值JT大就設定檢測狀態(tài)值FG的。但是，也可以變更為轉向鎖定ECU14將計數(shù)值n作為檢測狀態(tài)值FG儲存到存儲器14a中。也就是說，轉向鎖定ECU14也可以將進行停止通電控制的次數(shù)儲存到存儲器14a中。這樣，可以根據(jù)該儲存的次數(shù)判斷調換鎖定位置檢測開關16的時期。
還可以變更為當轉向鎖定ECU14在計數(shù)值n達到比檢測判定值JT大之后，將輸入鎖定檢測信號的次數(shù)作為檢測狀態(tài)值FG儲存到存儲器14a中。這樣，鎖定位置檢測開關16動作不穩(wěn)定(最大通電時間MT內一會兒輸入鎖定檢測信號一會兒又不輸入鎖定檢測信號)時，檢測狀態(tài)值FG就增加。因此，可以確認鎖定位置檢測開關16的動作是否穩(wěn)定。例如，可以確認鎖定位置檢測開關16的接點處接觸不良、或是存在妨礙鎖桿12移動的東西等機械負載。
在本實施方式中，轉向鎖定ECU14是被輸入了鎖定檢測信號后將檢測狀態(tài)值FG復位的。但是，也可以變更為轉向鎖定ECU14在被輸入了讀出要求信號、并將檢測狀態(tài)值FG作為響應信號S3輸出時將檢測狀態(tài)值FG復位。也就是說，檢測狀態(tài)值FG被復位的時機不限于本實施方式的鎖定檢測信號被輸入的時侯。
采用本實用新型的電動式轉向鎖定裝置，可以方便地確認檢測裝置是否有可能發(fā)生了故障。
權利要求1.一種電動式轉向鎖定裝置，是對轉向軸(11)進行鎖定和非鎖定的電動式轉向鎖定裝置(1)，其特征在于，包括可與上述轉向軸掛合的的鎖桿(12)；使上述鎖桿移動對上述轉向軸進行鎖定和非鎖定的驅動裝置(13)；檢測上述鎖桿對上述轉向軸的掛合狀態(tài)，生成與該掛合狀態(tài)相對應的檢測信號的檢測裝置(16)；以及根據(jù)上述檢測信號對上述驅動裝置進行控制的控制裝置(14)，上述控制裝置在基準時間(MT)內無上述檢測信號輸入時，進行停止上述驅動裝置的停止通電控制，同時將檢測狀態(tài)值(FG)儲存到存儲裝置(14a)中。
2.如權利要求1所述的電動式轉向鎖定裝置，其特征在于上述控制裝置在上述停止通電控制的實行次數(shù)(n)與上述檢測判定值相同或比上述檢測判定值大時，設定上述檢測狀態(tài)值。
3.如權利要求1所述的電動式轉向鎖定裝置，其特征在于上述控制裝置在上述基準時間內被輸入上述檢測信號時，將上述檢測狀態(tài)值復位。
4.如權利要求1～3中任何一項所述的電動式轉向鎖定裝置，其特征在于上述控制裝置響應讀出要求信號(S2)的輸入，輸出與上述檢測狀態(tài)值相對應的響應信號(S3)。
5.如權利要求1或2所述的電動式轉向鎖定裝置，其特征在于上述控制裝置在上述基準時間內被輸入了上述鎖定檢測信號時，將上述停止通電控制的實行次數(shù)復位。
6.如權利要求4所述的電動式轉向鎖定裝置，其特征在于操作了診斷裝置(33)的操作部后，上述讀出要求信號就由上述診斷裝置發(fā)送到上述控制裝置；上述診斷裝置在接收了上述響應信號(S3)后，報知與該響應信號相對應的信息。
7.如權利要求1所述的電動式轉向鎖定裝置，其特征在于在上述檢測裝置正常的情況下，上述基準時間是上述驅動裝置將上述鎖桿從非鎖定位置移動到鎖定位置所需要的通電時間的最大值。
專利摘要本實用新型涉及一種電動式轉向鎖定裝置。設在電動式轉向鎖定裝置(1)上的轉向鎖定ECU(14)接受來自鎖定位置檢測開關(16)的與鎖桿(12)的位置相對應的檢測信號，根據(jù)該檢測信號控制馬達(13)的驅動。命令馬達驅動后，在最大通電時間(MT)內檢測信號未被輸入時，轉向鎖定ECU停止馬達的驅動。轉向鎖定ECU將表示實施停止通電控制的檢測狀態(tài)值(FG)儲存到存儲器(14a)中。保養(yǎng)工通過檢查存儲器內的檢測狀態(tài)值就可以方便地確認鎖定位置檢測開關是否發(fā)生了故障。
文檔編號B60R25/02GK2736217SQ20042006558
公開日2005年10月26日 申請日期2004年6月8日 優(yōu)先權日2003年6月11日
發(fā)明者深野裕司, 淺井紀雅, 掛川智央, 舟山友幸, 柳坪孝志 申請人:株式會社東海理化電機制作所, 豐田自動車株式會社