用于车辆的钥匙互锁设备的制作方法

专利名称：用于车辆的钥匙互锁设备的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种用于车辆的钥匙互锁设备，其仅仅在装备了自动变速装置的车辆 的换档杆处于“停车位置"P时才允许钥匙拔出，更具体地，本发明涉及一种从物理角度防止 凸轮轴旋转的钥匙互锁设备。
背景技术：
通过仅仅在换档杆处于P位置时才允许车辆起动以及仅仅在换档杆处于P位置且 钥匙处于LOCK(锁定)位置时才允许钥匙拔出，具有自动变速装置的车辆的钥匙互锁设备 防止了车辆的意外起动，并且防止停好的车辆移动。这些设备应用于在美国、澳大利亚、英 格兰等使用的车辆当中。在相关技术中，钥匙互锁设备设计为通过ATM(自动变速装置)控制单元进行操作。也就是说，控制车辆的变速装置的设备具有钥匙互锁功能并且根据换档杆的位置 来控制钥匙的转动。然而，存在的问题是，这需要额外的电气连接，从而设备中的电气负载 增加了。此外，存在的问题是，由于在换档杆从P(停车)位置移动至R(向后)位置时，控 制钥匙装置的转动的螺线管运行，这种配置方式在换档杆移动时产生噪音。此外，存在的问 题是，由于连续地应用电池的电压，螺线管可能会变得过热，因为推进式螺线管的特性就是 如此(以预定深度插在螺线管中的锁定条通过电信号而伸出)。作为参考，如图1中所示的普通车辆的钥匙装置通过装配柱体组件110和本体组 件100而形成，并且根据钥匙柱体130的旋转而对点火开关140进行操作，该柱体组件110 装备有钥匙柱体130，该钥匙柱体130确定插入的钥匙是否得到认可并且与钥匙一起旋转， 该本体组件100装备有与钥匙柱体130结合的凸轮轴120。公开于本背景技术部分的信息仅仅旨在加深对本发明的一般背景技术的理解，而 不应当被视为承认或以任何形式暗示该信息构成已经为本领域技术人员所公知的现有技 术。

发明内容
本发明的各个方面致力于提供一种钥匙互锁设备，该钥匙互锁设备通过减少在 ATM中引起负载的因素而保证了稳定性，并且通过将相关技术的推进式螺线管改为拉回式 螺线管(其中从螺线管伸出的锁定条通过电信号而移动回到螺线管之内)而防止过热。在本发明的一方面中，用于车辆的钥匙互锁设备允许钥匙插在钥匙柱体中并且转动至L0CK、ACC、0N (打开)和START (起动)位置，并且在换档杆处于PARK (停车)位置时允 许钥匙拔出，所述用于车辆的钥匙互锁设备可以包括凸轮轴、螺线管和控制器，所述凸轮轴 包括锁定板，其中所述锁定板具有第一弯曲部分和第二弯曲部分，所述第一弯曲部分沿着 所述锁定板的边缘形成，所述第二弯曲部分以预定距离远离所述第一弯曲部分沿着所述锁 定板的所述边缘形成，以在所述第一弯曲部分和所述第二弯曲部分之间形成中间壁；所述 螺线管包括布置于所述锁定板之上的锁定条；所述控制器检测换档杆是否处于所述PARK 位置和钥匙的位置，并且根据检测结果通过选择性地将电能供给至所述螺线管而将所述锁 定条控制为联接至所述锁定板或从所述锁定板脱离联接，其中所述锁定条在所述钥匙处于 所述LOCK位置时联接至所述第一弯曲部分，并且所述锁定条在所述钥匙处于所述ON位置 时布置于所述第二弯曲部分之上，并且其中在所述锁定条联接至所述第二弯曲部分时，所 述锁定条防止所述钥匙从所述ON位置转动至所述ACC位置。在所述钥匙在所述LOCK位置上转动的时候，所述锁定条的下端部形成了倾斜表 面可以，从而使得所述锁定条沿着所述第一弯曲部分滑动。所述第一弯曲部分的第一滑动表面可以包括倾斜度，所述倾斜度比所述第一弯曲 部分的第二滑动表面的倾斜度大；所述第二弯曲部分的第一滑动表面包括倾斜度，所述倾 斜度比所述第二弯曲部分的第二滑动表面的倾斜度大，并且其中所述第一弯曲部分的第二 滑动表面接近所述第二弯曲部分的第一滑动表面，其中所述第一弯曲部分形成为以预定的 长度围绕所述锁定板的边缘而被切割，并且其中所述第二弯曲部分形成为以预定的长度围 绕所述锁定板的边缘以预定的深度在所述锁定板的前面部分处被切割，以在所述锁定板的 后面部分处形成滑动底部。当钥匙转动至所述START位置时，所述锁定条可以在所述第二弯曲部分之上滑 动，当钥匙从所述ON位置转动至所述LOCK位置时，所述锁定条沿着所述锁定板的所述滑动 底部滑动至所述第一弯曲部分，其中在所述钥匙转动至所述START位置之后在预定的时间 周期内所述锁定条联接至所述第二弯曲部分，以防止所述钥匙从所述ON位置转动至所述 ACC位置，并且其中在所述钥匙柱体和所述凸轮轴被同时按压并且从所述ON位置旋转至所 述LOCK位置时，所述锁定条沿着所述滑动底部穿过所述中间壁到达所述LOCK位置。在本发明的另一方面中，当所述钥匙处于所述ACC位置或者开始从所述ON位置转 动至所述ACC位置时，所述锁定条可以从所述锁定板脱离联接，其中在所述钥匙处于所述 ACC位置时，所述锁定条位于所述锁定板的所述中间壁上。在本发明的另一方面中，所述锁定条可以在电能供给至所述螺线管时向上移动， 并且在电能切断时向下移动，并且所述控制器在所述换档杆处于所述PARK位置的时候以 及在所述钥匙处于所述ACC位置或者开始从所述ON位置转动至所述ACC位置的时候将电 能供给至所述螺线管，其中在供给了电能之后已经经过了预定的时间周期的时候，供给至 所述螺线管的电能被切断。在所述钥匙转动至所述START位置之后，所述锁定条可以在预定的时间周期内联 接至所述第二弯曲部分，以防止所述钥匙从所述ON位置转动至所述ACC位置。根据具有上述配置方式的本发明，因为凸轮轴在钥匙处于ON位置时从物理角度 不能旋转，并且仅仅在电能供给至螺线管时才能够旋转，所以可以减少电气负载。此外，因为倾斜表面形成于锁定条的下端部并且能够在第一弯曲部分和第二弯曲部分中在一个方向上滑动，可以使得螺线管的运行时间缩到最短。因此，可以通过螺线管的 运行来降低噪音和电气负载。此外，与相关技术的配置方式(其中螺线管在换档杆移动时运行)比较，在本发明 中，因为螺线管在钥匙转动时运行，螺线管的运行时间的数量减少了。此外，因为螺线管的 运行噪音与发动机的起动同时产生，乘客们不会注意到螺线管的运行噪音。此外，因为使用了拉回式螺线管并且在经过预定时间之后切断供给至螺线管的电 能，可以防止过热并且甚至在紧急情况下拔出钥匙，例如在供给至螺线管的电能被切断时。通过纳入本文的附图以及随后与附图一起用于说明本发明的某些原理的具体实 施方式，本发明的方法和装置所具有的其它特征和优点将变得清楚或更为具体地得以阐 明。


图1是显示了在相关技术的钥匙装置中的钥匙柱体、凸轮轴和点火开关的位置的 立体图。图2是显示了根据本发明的例示性实施方案的凸轮轴和螺线管结合在一起的立 体图。图3是顺序地显示了根据本发明的例示性实施方案的根据钥匙的多个位置的凸 轮轴和锁定条的运行的运行图。图4是显示了在螺线管运行时凸轮轴可旋转以及在螺线管不运行时凸轮轴不可 旋转的运行图。图5是显示了根据本发明的例示性实施方案的控制器的逻辑的流程图。图6和图7是立体图和运行图，显示了在螺线管不运行时钥匙转动至LOCK位置。
具体实施例方式现在将具体地参考本发明的各个实施方案，这些实施方案的实例被显示在附图中 并描述如下。尽管本发明将与例示性实施方案相结合进行描述，但是应当意识到，本说明书 并非旨在将本发明限制为那些例示性实施方案。相反，本发明旨在不但覆盖这些例示性实 施方案，而且覆盖可以被包括在由权利要求所限定的本发明的精神和范围之内的各种选择 形式、修改形式、等价形式及其它实施方案。在下文中参考附图更加具体地描述了根据本发明的例示性实施方案的用于车辆 的钥匙互锁设备。参考图2，在本发明的例示性实施方案中，在钥匙互锁设备具有的结构中，圆形锁 定板11的直径在凸轮轴10的预定位置处增大。也就是说，图中所示的凸轮轴10通过锁定 板11的中心进行安装。以预定深度切割的第一弯曲部分12形成于围绕锁定板11的边缘 的预定位置。此外，以预定深度切割的第二弯曲部分14围绕所述边缘而形成于远离第一弯 曲部分12预定的距离处。然而，如图所示，第一弯曲部分12形成为锁定板11的两个侧面 是对称的，然而第二弯曲部分14通过以预定深度仅仅切割锁定板11的前部而形成。因此， 滑动底部16形成于第二弯曲部分14的后面部分，以覆盖切割部分。如图3所示，其显示了从前面看的图2的钥匙互锁设备，第一弯曲部分12具有第一滑动表面13，其一个侧面(位于锁定位置中的锁定条的左边)具有较大的倾斜度，另一 个侧面(位于锁定位置中的锁定条的右边)具有较小的倾斜度。此外，因为第二弯曲部分 14与第一弯曲部分12隔开一定距离，中间壁17形成于第一弯曲部分12和第二弯曲部分 14之间。第二弯曲部分14还具有第二滑动表面15，其一个侧面(邻近中间壁)具有较大 的倾斜度，另一个侧面具有较小的倾斜度。具有内置锁定条21的螺线管20布置在凸轮轴10之上。锁定条21沿着锁定板11 的第一弯曲部分12和第二弯曲部分14的弯曲表面向上/向下移动，螺线管20装备有拉回 式锁定条21。也就是说，锁定条21最大程度地伸出螺线管20之外，当按压力施加在螺线 管20之内时，产生弹性力以抵抗按压力，从而使得在操作螺线管20时锁定条21插入螺线 管预定深度。因此，在不供给电能时螺线管20保持锁定条21，并且在供给电能时使得锁定 条21向上移动(将锁定条插入螺线管预定深度)。如上文所述，螺线管20竖直地布置在上面，从而使得锁定条21与锁定板11的中 心对齐，同时它被布置为使得锁定条21在LOCK位置向下保持在第一弯曲部分12上，在该 LOCK位置钥匙能够被插入并且拔出。类似地，如图3所示，第一弯曲部分12和第二弯曲部 分14每一个都具有预定的宽度和长度，从而使得锁定条21在钥匙处于LOCK位置时位于第 一弯曲部分12上，在钥匙处于ACC位置时位于中间壁17上，在钥匙处于ON位置时在第二 弯曲部分14之上，并且在钥匙处于START位置之后在预定时间内布置至第二弯曲部分14。因此，在本发明的例示性实施方案中，在钥匙转动至START位置之后钥匙处于ON 位置并且螺线管20不运行(锁定条不向上移动)的时候，按上文所述方式布置的锁定板11 和螺线管20防止凸轮轴10旋转，其如图4所示。另一方面，在本发明的例示性实施方案中，控制器在与钥匙装置联通的同时根据 点火开关上的终端的连接状态(Bi和B2打开或关闭，这一点在下文中描述)来检测转动的 钥匙的位置，在与变速器或变速器控制单元联通的同时来检测换挡杆的位置，并且允许电 能供给至螺线管20或将其切断。在下文中参考附图更加具体地描述了根据本发明的例示性实施方案的钥匙互锁 设备的运行。本发明的控制器根据图5所示的逻辑运行。在图5中，在钥匙处于ACC、ON或START 位置时Bl (Bi是点火开关中的终端)打开，并且仅仅在钥匙处于LOCK位置时Bl关闭。此 外，在钥匙处于ON位置时B2 (B2是点火开关中的终端)打开，在钥匙处于LOCK或ACC位置 时B2关闭。然而，即使钥匙处于ON位置，在钥匙开始转动至ACC位置时B2关闭。因此，控制器根据以下步骤运行。首先，控制器检测Bl终端是否打开/关闭(Si)， 检测换挡杆是否处于停车位置P (S2)，检查B2终端是否打开/关闭(S3)，然后确定将电能 供给至螺线管。此外，在电能根据这些步骤供给至螺线管之后，控制器检测在供给电能之后 是否已经经过了 10分钟，然后在已经经过了 10分钟时(S4)切断电能。也就是说，控制器在步骤Sl中确定了钥匙不处于LOCK位置(在该位置钥匙是可 移去的)，在步骤Sl的值为真时在步骤S2中确定换挡杆是否处于停车位置，并且在步骤S2 的值为真时在步骤S3中确定钥匙处于ACC位置或者开始从ON位置转动至ACC位置。控制 器通过这些步骤将电能供给至螺线管20，并且在供给电能之后已经经过10分钟时切断电 能，以防止螺线管的电气过载。
在图3中具体地显示了在钥匙的多个位置处控制器的电能供给以及螺线管的运 行。如图3所示，在钥匙处于LOCK位置时，锁定条21已经从螺线管20向下移动进入 锁定板11的第一弯曲部分12。在钥匙从LOCK位置转动至ACC位置时，钥匙柱体和凸轮轴 10通过钥匙的旋转而旋转，锁定条21移动至中间壁17，其中下端部处的倾斜表面22沿着 第一滑动表面13滑动。在这种运行中，由于点火开关根据凸轮轴10的旋转而运行，Bl和 B2的打开/关闭状态发生改变，控制器在步骤Sl中接收到“是”并且在步骤S3中接收到 “否”。因此，在换挡杆处于停车位置时，螺线管20运行，并且在中间壁17上的锁定条21向 上移动超过锁定板11。在锁定条21已经向上移动时，钥匙能够自由地转动至START位置， 并且在发动机起动时从START位置回到ON位置。此外，在步骤S4中确定已经经过10分钟 时，供给至螺线管20的电能被切断，锁定条21向下移动进入第二弯曲部分14。另一方面，本发明可以配置为在钥匙开始从ACC位置转动至ON位置时，控制器切 断供给至螺线管的电能，因为在步骤S4中输出了“是”。然而，在钥匙从START位置回到ON 位置时，给出了 10分钟以防止锁定杆21被锁定条21的下端部处的倾斜表面22处的摩擦 所阻碍，即使在第二弯曲部分14中向下移动的锁定条21能够在第二滑动表面15上滑动至 START位置。已经在第二弯曲部分14中向下移动的锁定条21防止凸轮轴10旋转，如图4所示， 除非螺线管20根据图5所示的逻辑运行。然而，在电能由于电池放电而不能供给至螺线管20时，钥匙不能拔出。然而，如上文所述，即使在紧急情况下本发明的钥匙互锁设备也可以拔出钥匙。如图6和图7所示，在钥匙从START位置转动至ON位置之后，与第二弯曲部分14 接合的锁定条21沿着第二滑动表面15从第二弯曲部分14出来。然后，在钥匙被按压并转 动至LOCK位置时，钥匙柱体和凸轮轴10在图6所示的箭头方向上被同时按压并且旋转，锁 定条21能够沿着滑动底部16穿过中间壁17到达LOCK位置。为了便于在权利要求中解释和精确定义，术语“上”、“下”、“前”、“后”和“底部”用于参考在图中所示的例示性实施方案的特征的位置来描述这些特征。前面对本发明具体例示性实施方案所呈现的描述是出于说明和描述的目的。前面 的描述并不想要成为毫无遗漏的，也不是想要把本发明限制为所公开的精确形式，显然，根 据上述教导很多改变和变化都是可能的。选择例示性实施方案并进行描述是为了解释本发 明的特定原理及其实际应用，从而使得本领域的其它技术人员能够实现并利用本发明的各 种例示性实施方案及其各种选择形式和修改形式。本发明的范围意在由权利要求书及其等 价形式所限定。
权利要求
1.一种用于车辆的钥匙互锁设备，该钥匙互锁设备允许钥匙插在钥匙柱体中并且转动 至LOCK、ACC、ON和START位置，并且在换档杆处于PARK位置时允许钥匙拔出，所述钥匙互 锁设备包括凸轮轴，所述凸轮轴包括锁定板，其中所述锁定板具有第一弯曲部分和第二弯曲部分， 所述第一弯曲部分沿着所述锁定板的边缘形成，所述第二弯曲部分以预定距离远离所述第 一弯曲部分沿着所述锁定板的所述边缘形成，以在所述第一弯曲部分和所述第二弯曲部分 之间形成中间壁；螺线管，所述螺线管包括布置于所述锁定板之上的锁定条；和控制器，所述控制器检测所述换档杆是否处于所述PARK位置并检测钥匙的位置，并且 根据检测结果通过选择性地将电能供给至所述螺线管而将所述锁定条控制为联接至所述 锁定板或从所述锁定板脱离联接，其中所述锁定条在所述钥匙处于所述LOCK位置时联接至所述第一弯曲部分，并且该 锁定条在所述钥匙处于所述ON位置时布置于所述第二弯曲部分之上，并且其中在所述锁定条联接至所述第二弯曲部分时，所述锁定条防止所述钥匙从所述ON 位置转动至所述ACC位置。
2.根据权利要求1所述的用于车辆的钥匙互锁设备，其中在所述钥匙在所述LOCK位置 上转动的时候，所述锁定条的下端部形成了倾斜表面，从而使得所述锁定条沿着所述第一 弯曲部分滑动。
3.根据权利要求1所述的用于车辆的钥匙互锁设备，其中所述第一弯曲部分的第一滑 动表面包括倾斜度，所述倾斜度比所述第一弯曲部分的第二滑动表面的倾斜度大；所述第 二弯曲部分的第一滑动表面包括倾斜度，所述倾斜度比所述第二弯曲部分的第二滑动表面 的倾斜度大，并且其中所述第一弯曲部分的第二滑动表面接近所述第二弯曲部分的第一滑 动表面。
4.根据权利要求3所述的用于车辆的钥匙互锁设备，其中所述第一弯曲部分形成为以 预定的长度围绕所述锁定板的边缘而被切割。
5.根据权利要求3所述的用于车辆的钥匙互锁设备，其中所述第二弯曲部分形成为以 预定的长度围绕所述锁定板的边缘以预定的深度在所述锁定板的前面部分处被切割，从而 在所述锁定板的后面部分处形成滑动底部。
6.根据权利要求1所述的用于车辆的钥匙互锁设备，其中当钥匙转动至所述START位 置时，所述锁定条在所述第二弯曲部分之上滑动，当钥匙从所述ON位置转动至所述LOCK位 置时，所述锁定条沿着所述锁定板的所述滑动底部滑动至所述第一弯曲部分。
7.根据权利要求6所述的用于车辆的钥匙互锁设备，其中在所述钥匙转动至所述 START位置之后，在预定的时间周期内所述锁定条联接至所述第二弯曲部分，以防止所述钥 匙从所述ON位置转动至所述ACC位置。
8.根据权利要求6所述的用于车辆的钥匙互锁设备，其中在所述钥匙柱体和所述凸轮 轴被同时按压并且从所述ON位置旋转至所述LOCK位置时，所述锁定条沿着所述滑动底部 穿过所述中间壁到达所述LOCK位置。
9.根据权利要求1所述的用于车辆的钥匙互锁设备，其中当所述钥匙处于所述ACC位 置或者开始从所述ON位置转动至所述ACC位置时，所述锁定条从所述锁定板脱离联接。
10.根据权利要求9所述的用于车辆的钥匙互锁设备，其中在所述钥匙处于所述ACC位 置时，所述锁定条位于所述锁定板的所述中间壁上。
11.根据权利要求1所述的用于车辆的钥匙互锁设备，其中所述锁定条在电能供给至 所述螺线管时向上移动，并且在电能切断时向下移动，并且所述控制器在所述换档杆处于 所述PARK位置的时候以及在所述钥匙处于所述ACC位置或者开始从所述ON位置转动至所 述ACC位置的时候将电能供给至所述螺线管。
12.根据权利要求11所述的用于车辆的钥匙互锁设备，其中在供给了电能之后已经经 过了预定的时间周期的时候，供给至所述螺线管的电能被切断。
13.根据权利要求1所述的用于车辆的钥匙互锁设备，其中在所述钥匙转动至所述 START位置之后，所述锁定条在预定的时间周期内联接至所述第二弯曲部分，以防止所述钥 匙从所述ON位置转动至所述ACC位置。
全文摘要
一种用于车辆的钥匙互锁设备，可以包括凸轮轴、螺线管和控制器，所述凸轮轴包括锁定板，其中所述锁定板具有第一弯曲部分和第二弯曲部分以在所述第一弯曲部分和所述第二弯曲部分之间形成中间壁，所述螺线管包括布置于所述锁定板之上的锁定条，所述控制器检测换档杆是否处于PARK位置和钥匙的位置，并且根据检测结果将所述锁定条控制为联接至所述锁定板或从所述锁定板脱离联接，其中所述锁定条在所述钥匙处于LOCK位置时联接至所述第一弯曲部分，并且在所述钥匙处于ON位置时布置于所述第二弯曲部分之上，并且其中在所述锁定条联接至所述第二弯曲部分时，所述锁定条防止所述钥匙从ON位置转动至ACC位置。
文档编号B60R25/06GK102050082SQ201010218050
公开日2011年5月11日 申请日期2010年6月29日 优先权日2009年10月30日
发明者曹永范, 郑晋尚 申请人:现代自动车株式会社, 起亚自动车株式会社