专利名称：电动转向锁及电动转向锁的控制方法
技术领域：
本发明涉及用于锁定汽车转向轴转动的电动转向锁，并涉及电动转向锁的控制方法。
背景技术：
日本专利未审查出版物(JP2005001497)公开了具有包括锁定开关41和解锁开关42的多个开关的转向锁定装置1。
然而，上述的现有转向锁定装置1由于使用包括用于传感锁定杆30的锁定位置的锁定开关41和用于传感锁定杆30的解锁位置的解锁开关42，因而成本高。
发明内容
因此，本发明的目的是提供电动转向锁和电动转向锁的控制方法，其减少了用于超过锁定位置和解锁位置的限位开关的数量，从而降低了成本。
根据本发明的第一方面，提高了一种电动转向锁，其包括1)锁定部件，其被设置成通过驱动源机构而在i)用于防止转向轴转动的锁定位置和ii)用于允许转向轴转动的解锁位置之间移动；2)位置传感器，其被设计成传感i)锁定部件从锁定位置移动到解锁位置和ii)锁定部件从解锁位置移动到锁定位置，位置传感器包括a)被设置成与锁定部件一同移动的多个按压器、b)具有由按压器开和关的触点的单个开关；3)控制器，其被设置成根据单个开关的开关次数来传感锁定部件的锁定位置和解锁位置。
根据本发明的第二方面，提高了一种电动转向锁控制方法，其包括1)使锁定部件通过驱动源机构而在i)用于防止转向轴转动的锁定位置和ii)用于允许转向轴转动的解锁位置之间移动；2)传感锁定部件的位置以传感i)锁定部件从锁定位置移动到解锁位置和ii)锁定部件从解锁位置移动到锁定位置，传感包括a)按压单个开关的接触部件、b)通过按压来开和关单个开关的触点；3)根据单个开关的开关次数来传感锁定部件的锁定位置和解锁位置。
根据本发明的第一方面，提供了一种电动转向锁，其包括1)锁定装置，其用于通过驱动源机构而在i)用于防止转向轴转动的锁定位置和ii)用于允许转向轴转动的解锁位置之间移动；2)传感装置，其用于传感i)锁定装置从锁定位置移动到解锁位置和ii)锁定装置从解锁位置移动到锁定位置，传感装置包括a)用于与锁定装置一同移动的多个按压装置、b)具有由按压装置开和关的触点的单个开关装置；3)控制装置，其由于根据单个开关装置的开关次数来传感锁定装置的锁定位置和解锁位置。
本发明的其它目的和特征将通过根据附图的以下描述而更加清楚。
图1表示根据本发明实施例的处于锁定状态的电动转向锁的结构元件。
图2表示根据本发明实施例的电动转向锁的结构元件。
图3表示根据本发明实施例的电动转向锁的基本电路的方框图。
图4表示根据本发明实施例的锁定操作和解锁操作的流程图。
图5表示根据本发明实施例的限位开关相对于锁定部件的移动的输出波形。
具体实施例方式
下面将根据本发明实施例而结合附图来描述电动转向锁1。
为便于理解，下列描述将包括多个方向术语，例如左、右、上、下、前、后等。然而，此类术语可理解为仅相对于附图或表示出的元件的相应部分的附图。
图1-图5表示本发明的实施例，图1表示处于锁定状态的电动转向锁1的结构元件，图2表示处于解锁状态的电动转向锁1的结构元件，图3表示电动转向锁1的基本电路的方框图，图4表示锁定操作和解锁操作的流程图，图5表示限位开关SW相对于锁定部件5的移动的输出波形。
电动转向锁1的结构如图1和图2所示，电动转向锁1具有1)电机2，其作为驱动源；2)凸轮部件3，其凭借电机2的驱动力的力量而转动；3)锁定部件5，其具有跟随凸轮部件3的凸轮面3A的悬架部分5A并在i)阻止转向轴4转动的锁定位置P1(锁定状态)和ii)允许转向轴4转动的锁定位置P2(解锁位置)之间移动；4)位置传感器6，其用于传感锁定部件5的位置(锁定位置P1和解锁位置P2)；5)电动转向锁控制器7，其用于根据位置传感器6所传感的信息来控制电机2的驱动操作。
位置传感器6包括i)第一触点按压器8A、第二触点按压器8B和第三触点按压器8C，其大体等距地位于锁定部件5的移动方向上并位于锁定部件5的第一侧面；ii)单个限位开关SW，其具有触点SWcp，触点SWcp适于在锁定部件5移动过程中连续地由第一触点按压器8A、第二触点按压器8B和第三触点按压器8C按压。如图1所示，将限位开关SW设置成其触点SWcp在锁定部件5的锁定位置P1由第一触点按压器8A按压。在该情况下，限位开关SW在锁定位置P1输出信号“H”。而且，如图2所示，将限位开关SW设置成其触点SWcp在锁定部件5的解锁位置P2在第三触点按压器8C下方不被按压。在该情况下，限位开关SW在解锁位置P2输出信号“L”。此外，通过锁定部件5在锁定部件5的锁定位置P1和解锁位置P2之间移动，限位开关SW输出开关(on-off)输出波形(参照图5)到电动转向锁控制器7。
如图3所示，电动转向锁控制器7接收来自上级配电单元10的供电，并接收来自上级控制单元11的锁定-解锁指令。电动转向锁控制器7具有分别安装于电动转向锁控制器7内部(如图3所示)或外部的计数器13和计时器12。此外，当驱动器等按压用于锁定或解锁电动转向锁1以选择锁定操作或解锁操作的转向锁定-解锁按钮(未示出)时，电动转向锁控制器7完成图4中所示流程。
电动转向锁1的操作下面根据图4中的流程图来描述电动转向锁1的操作。
从图2中解锁位置P2的操作(步骤S1)当车辆停止且锁定部件5处于图2中锁定状态时，按压转向锁定-解锁按钮(未示出)以允许上级控制单元11输出锁定指令到电动转向锁控制器7。换言之，程序确定是否将锁定指令输入到电动转向锁控制器7。
(步骤S2)当步骤S1中为“是”时，电动转向锁控制器7根据以前的控制历史来确定限位开关SW的开关次数(通常，为包括初始状态的三次开和三次关，参照图5)。
后面将详细描述根据以前的控制历史来确定限位开关SW的开关次数的原因。
(步骤S3)然后，电动转向锁控制器7输出驱动信号到电机2以开始锁定控制。
(步骤S4)然后，打开电动转向锁控制器7中的计时器12。
电机2的驱动力使锁定部件5从解锁位置P2移动到锁定位置P1(在图2中方向A上)。在锁定部件5在图2中方向A上移动的过程中，使得限位开关SW的触点SWcp顺序被第三触点按压器8C、第二触点按压器8B、第一触点按压器8A按压。电动转向锁控制器7数出限位开关SW的开关次数。
(步骤S5)程序确定是否经过预定时间(例如，1秒)。
(步骤S6)在步骤S5为“否”时，程序确定限位开关SW的开关次数是否到达目标值。
(步骤S7)当步骤S6中为“是”时，程序停止计时器12。
(步骤S8)然后，储存限位开关SW的开关次数。
(步骤S9)然后，电动转向锁控制器7马上停止驱动电机2。
这样，锁定了转向轴4的转动，从而防止在停车时车辆被盗。
(步骤S7)当步骤S5中为“是”时，程序无视限位开关SW的开关次数而停止计时器12。
(步骤S8)然后，储存限位开关SW的开关次数。
(步骤S9)然后，电动转向锁控制器7立刻停止驱动电机2。
从图1中锁定位置P1的操作(步骤S1)此外，随着锁定部件5处于图1中的锁定状态，按压转向锁定-解锁按钮(未示出)以开始驱动车辆可允许上级控制单元11输入解锁指令到电动转向锁控制器7。换言之，程序确定是否将解锁指令输入到电动转向锁控制器7。
(步骤S2)当步骤S1中为“是”时，电动转向锁控制器7根据以前的控制历史来确定限位开关SW的开关次数(通常，为包括初始状态的三次开和三次关，参照图5)。
(步骤S3)然后，电动转向锁控制器7输出驱动信号到电机2以开始解锁控制。
(步骤S4)然后，打开电动转向锁控制器7中的计时器12。电机2的驱动力使锁定部件5从锁定位置P1移动到解锁位置P2(在图1中方向B上)。
在锁定部件5在图1中方向B上移动的过程中，使得限位开关SW的触点SWcp顺序从第一触点按压器8A、第二触点按压器8B、第三触点按压器8C上松开。电动转向锁控制器7数出限位开关SW的开关次数。
(步骤S5)程序确定是否经过预定时间(例如，1秒)。
(步骤S6)在步骤S5为“否”时，程序确定限位开关SW的开关次数是否到达目标值。
(步骤S7)当步骤S6中为“是”时，程序停止计时器12。
(步骤S8)然后，储存限位开关SW的开关次数。
(步骤S9)然后，电动转向锁控制器7马上停止驱动电机2。
这样，转向轴4设定为可自由转动。
如上所述，即使当限位开关SW的开关次数在经过预定时间后没有到达目标值时(步骤S5)，程序停止计时器12(步骤S7)并储存限位开关SW的开关次数(步骤S8)。然后，电动转向锁控制器7立刻停止驱动电机2(步骤S9)。
如上所述，根据本发明的实施例，位置传感器6包括i)第一触点按压器8A、第二触点按压器8B和第三触点按压器8C，其与锁定部件5一同移动；ii)单个限位开关SW，其具有触点SWcp，触点SWcp由第一触点按压器8A、第二触点按压器8B和第三触点按压器8C开和关。根据限位开关SW的开关次数，电动转向锁控制器7分别传感限位开关SW的锁定位置P1和锁定位置P2，从而允许单个限位开关SW单独感知锁定部件5移动到锁定位置P1或解锁位置P2。简言之，可减少限位开关SW数量，从而降低成本。
根据本发明的实施例，将限位开关SW设置成在锁定位置P1和解锁位置P2之间具有不同输出状态。因此，在除锁定操作和解锁操作之外的操作中，锁定部件5的位置可从限位开关SW的输出识别。以上措施可便于锁定部件5的控制操作。
根据本发明的实施例，确定在从电机2开始驱动经过预定时间(1秒)后限位开关SW的输出没有使锁定部件5从锁定位置P1或解锁位置P2移走，程序停止驱动电机2。这样，当锁定部件5因某些原因而没有适当驱动时，可防止电机2的长时间驱动操作可能产生的热量等。
以上具体描述如下由于转向轴4的锁定孔4A没处于可与锁定部件5啮合的位置，要锁定从初始位置转到预定程度时的带有方向盘15的转向轴4，锁定部件5与转向轴4的侧面邻接。因此，如果电机2得以补偿以即使在预定时间经过后也不停止驱动，那么电机2将继续驱动直到转向轴4的锁定孔4A与锁定部件5啮合(换言之，直到方向盘15回到初始位置)。
根据实施例，电动转向锁控制器7在锁定部件5的锁定操作或解锁操作中数出限位开关SW的开关次数，从而根据以往计算历史来确定锁定操作或解锁操作所需的限位开关SW的开关次数。这样，当锁定部件5因某些原因而在以前操作中没有适当地移动时，电机2可根据锁定部件5的以前移动状态而适当地驱动，从而防止电机2的长时间驱动操作可能产生的热量等。上文中，万一具有异常值，则以前的计算历史在下一锁定操作或解锁操作结束后复位。因此，设置开关的正常次数(包括初始状态的三次开和三次关)，从而防止继续以异常值驱动。
此外，当锁定部件5如上述示例般与转向轴4的侧面接触时，通过解锁操作来使方向盘15转到初始位置，根据情况，通过偏压部件(未示出)例如卷簧等的机构将锁定部件5插入到锁定孔4A。因此，万一锁定部件5没有适当移动，则程序继续感知限位开关SW的开关次数，这可在下一锁定操作或解锁操作中表现出来。
虽然通过参照特定实施例来描述本发明，但是本发明并不限于所述实施例。本领域技术人员根据本实施例可进行变形和改变。
特别地，根据本发明的实施例，提供了包括第一触点按压器8A、第二触点按压器8B和第三触点按压器8C的三个触点按压器。然而，以上数量并不限于三个，可以是例如两个或四个。然而，较大的数量更有利于锁定部件5的更详细的位置信息。此外，既然程序确定锁定部件5是否紧邻转向轴4的侧面或其它部分导致钩住锁定部件5，则当锁定部件5没有适当移动时，较大的数量更有利。
本申请基于以前日本专利申请No.P2005-095209(2005年5月29日在日本递交)。已要求优先权的日本专利申请No.P2005-095209的全部内容并入此处以供参考，以保护翻译错误或删除部分。
本发明的范围由下面的权利要求限定。
权利要求
1.一种电动转向锁，包括1)锁定部件，其被设置成通过驱动源机构而在如下的i)位置和ii)位置之间移动i)用于防止转向轴转动的锁定位置；和ii)用于允许转向轴转动的解锁位置；2)位置传感器，其被设置成可传感i)锁定部件从锁定位置移动到解锁位置；和ii)锁定部件从解锁位置移动到锁定位置；位置传感器包括a)被设置成与锁定部件一同移动的多个按压器；b)单个开关，其具有由按压器开和关的触点；3)控制器，其被设置成根据单个开关的开关次数来传感锁定部件的锁定位置和解锁位置。
2.根据权利要求1所述的电动转向锁，其特征在于单个开关设置为在锁定位置和解锁位置之间的输出不同。
3.根据权利要求1所述的电动转向锁，其特征在于当控制器确定锁定部件没有移动到锁定位置和解锁位置中的任一个时，在从开始驱动锁定部件经过预定时间后驱动源停止驱动锁定部件。
4.根据权利要求1所述的电动转向锁，其特征在于控制器在锁定部件的锁定操作和解锁操作之一中计算单个开关的开关次数，以根据以前计算历史来在各自的锁定操作和解锁操作之一中确定单个开关的开关次数。
5.根据权利要求1所述的电动转向锁，其特征在于位置传感器包括两个或多个按压器。
6.根据权利要求5所述的电动转向锁，其特征在于位置传感器包括三个或多个按压器。
7.根据权利要求1所述的电动转向锁，其特征在于所述按压器在锁定部件的移动方向上大体等距地设置并位于锁定部件的第一侧面。
8.根据权利要求3所述的电动转向锁，其特征在于所述预定时间是1秒。
9.根据权利要求1所述的电动转向锁，其特征在于进一步包括凸轮部件，其由驱动源的驱动力来转动；其中锁定部件具有跟随凸轮部件的凸轮面的悬架部分。
10.一种电动转向锁控制方法，包括1)使锁定部件通过驱动源机构而在如下的i)位置和ii)位置之间移动i)用于防止转向轴转动的锁定位置；和ii)用于允许转向轴转动的解锁位置；2)传感锁定部件的位置以传感i)锁定部件从锁定位置移动到解锁位置；和ii)锁定部件从解锁位置移动到锁定位置；传感包括a)按压单个开关的接触部件；b)通过按压来开和关单个开关的触点；3)根据单个开关的开关次数来传感锁定部件的锁定位置和解锁位置。
11.一种电动转向锁，包括1)锁定装置，其用于通过驱动源机构而在如下的i)位置和ii)位置之间移动i)用于防止转向轴转动的锁定位置；和ii)用于允许转向轴转动的解锁位置；2)传感装置，其用于传感i)锁定装置从锁定位置移动到解锁位置；和ii)锁定装置从解锁位置移动到锁定位置；传感装置包括a)用于与锁定装置一同移动的多个按压装置；b)具有由按压装置开和关的触点的单个开关装置；3)控制装置，其用于根据单个开关装置的开关次数来传感锁定装置的锁定位置和解锁位置。
全文摘要
一种电动转向锁，其包括锁定部件，其通过驱动源机构而在用于防止转向轴转动的锁定位置和用于允许转向轴转动的解锁位置之间移动；位置传感器，其传感锁定部件从锁定位置移动到解锁位置和锁定部件从解锁位置移动到锁定位置，位置传感器包括与锁定部件一同移动的多个按压器、具有由按压器开和关的触点的单个开关；控制器，其根据单个开关的开关次数来传感锁定部件的锁定位置和解锁位置。
文档编号B60R25/02GK1840390SQ20061006608
公开日2006年10月4日 申请日期2006年3月28日 优先权日2005年3月29日
发明者薮本和久 申请人:株式会社阿尔发