专利名称：电动式转向锁定装置的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种通过马达使锁杆移动，通过转向锁定电子控制部件控制该马达的驱动的电动式转向锁定装置。
背景技术：
过去，为防止车辆被盗，广泛使用机械式转向锁定装置。机械式转向锁定装置是将机械钥匙插入锁芯并旋转钥匙，使锁杆移动挂合到转向轴上。因锁杆挂合在转向轴上，转向轴被固定(锁定)，方向盘的转动被限制。因此，采用转向锁定装置提高了车辆的防盗性。
不过，近年来为提高车辆的操作性，提出了通过按一下操作按钮开关来起动和停止发动机的按钮式发动机起动/停止系统。上述系统的转向锁定装置(电动式转向锁定装置)通过马达(驱动装置)使锁杆移动，通过转向锁定电子控制部件(转向锁定ECU)控制该马达的驱动(例子参见日本特开2003-112602号公开专利公报)。
转向锁定ECU通过锁定位置检测开关(检测装置)检测锁杆是否挂合住了转向轴，根据该检测信号进行马达驱动控制。所以，锁定位置检测开关一发生故障，转向锁定ECU就不能检测锁杆是否挂合住了转向轴，有可能尽管锁杆挂合着转向轴还是驱动了马达。因此，转向锁定ECU在过了预先设定的最大通电时间还不能接收到来自锁定位置检测开关的检测信号时，强制停止对马达的通电。
使用者感到操作感觉(方向盘被锁定要花费很长时间等)不良时，会委托汽车经销商或修理厂的保修工检查和修理转向锁定装置。也就是说，该保修工要为找出转向锁定装置不正常的原因而检查电动式转向锁定装置。但是，要想检查出转向锁定装置不正常的原因是否就是锁定位置检测开关故障，即使对保修工来说也是不容易的，是很花费工夫和时间的作业。
实用新型内容本实用新型是鉴于上述实际状况进行研究的结果，其目的是提供一种能方便确认检测装置是否发生故障的电动式转向锁定装置。
为了达到上述目的，本实用新型的一种实施方式的电动式转向锁定装置包括可与转向轴挂合的锁杆；使上述锁杆移动从而对上述转向轴进行锁定和非锁定的驱动装置；检测上述锁杆对上述转向轴的挂合状态并生成与该挂合状态相对应的检测信号的检测装置；以及根据上述检测信号对上述驱动装置进行控制的控制装置。在基准时间内无上述检测信号输入时，上述控制装置进行使上述驱动装置停止的停止通电控制，同时将检测状态值储存到存储装置中。
通过确认被储存的检测状态值，就可以方便地确认锁定位置检测开关是否发生了故障。并且，保修工等第三者可以在例如定期检查等的时侯，根据检测状态值确认锁定位置检测开关是否发生故障，就可在锁定位置检测开关发生故障时尽早地对锁定位置检测开关进行修理、调换等适当的处理。采用本实用新型的电动式转向锁定装置，可以方便地确认检测装置是否有可能发生了故障，从而提高了电动式转向锁定装置的便利性。
图1(a)是本实用新型的优选实施方式的锁定状态的电动式转向锁定装置的示意图，图1(b)是本实用新型的优选实施方式的非锁定状态的电动式转向锁定装置的示意图。
图2是转向锁定ECU进行通电控制的流程图。
图3是说明本实施方式的检查和诊断电动式转向锁定装置时的信号流程的简略框图。
具体实施方式
以下，根据图1(a)～图2对本实用新型的电动式转向锁定装置的一如图1(a)和图1(b)所示，电动式转向锁定装置1具备与方向盘相连接的转向轴11、锁杆12、作为驱动装置的马达13和作为控制装置的转向锁定ECU14。转向锁定ECU14上电连接着马达13和作为检测装置的锁定位置检测开关16。在本实施方式中，锁定位置检测开关16采用常开(A接点)型的机械开关(本例为限位开关)，其一端与电池的阳极(+B)相连接，另一端与转向锁定ECU14相连接。
转向轴11的外表面上设有可承受锁杆12前端部的凹部11a。在锁杆12的前端部被收纳到凹部11a中、锁杆12与转向轴11挂合的状态(图1(a)所示的状态)下，转向轴11的转动被限制(被锁定)。另一方面，在锁杆12的前端部未被收纳到凹部11a中、锁杆12未与转向轴11挂合的状态(图1(b)所示的状态)下，转向轴11可以转动(未被锁定)。就这样通过移动锁杆12进行转向轴11锁定与非锁定的转换。
锁杆12有开关驱动部(突起)12a。如图1(a)所示，开关驱动部12a在锁杆12与转向轴11挂合的状态下与锁定位置检测开关16接触。在该状态下，锁定位置检测开关16闭合，高电平(+B电平)的检测信号(以下称为“锁定检测信号”)被发送给转向锁定ECU14。还有，锁定位置检测开关16在锁杆12的前端部完全被转向轴11的凹部11a收纳时闭合。与此相反，如图1(b)所示，在锁杆12未与转向轴11挂合的状态下，开关驱动部12a与锁定位置检测开关16处于非接触状态。在该状态下，锁定位置检测开关16开路，低电平的检测信号被发送给转向锁定ECU14。
另外，锁杆12的外表面上形成有齿条部12b。配设平齿轮18使之与上述齿条部12b相咬合。平齿轮18与安装在马达13旋转轴上的蜗轮17相咬合。因此，马达13一被驱动，平齿轮18就与马达13的旋转轴连动旋转。平齿轮18一旋转，锁杆12就直线移动相对转向轴11挂合或分离。例如，马达13使旋转轴向图1箭头R1所指的方向旋转时，锁杆12沿图1箭头F1所指的方向移动，与转向轴11分离。与此相反，马达13使旋转轴向箭头R2所指的方向旋转时，锁杆12沿箭头F2所指的方向移动，与转向轴11挂合。
马达13根据转向锁定ECU14的指令(驱动信号)驱动。具体地说，就是马达13响应执行非锁定的驱动信号，使旋转轴向图1箭头R1所指的方向旋转。另一方面，马达13响应执行锁定的驱动信号(以下称为“锁定驱动信号”)，使旋转轴向图1箭头R2所指的方向旋转。
转向锁定ECU14包括作为存储装置的非易失性存储器14a、计时器14b、和用来驱动马达13的驱动电路(未图示)。存储器14a中预先存储了最大通电时间(基准时间)MT(本实施方式为“780ms”～“2.1s”)和检测判定值(基准值)JT(本实施方式为“16”)。
转向锁定ECU14一接收到要求锁定转向轴11的锁定要求信号S1时，就向马达13发送锁定驱动信号，同时根据锁定检测信号对马达13进行驱动控制。具体地说，就是转向锁定ECU14在从锁定位置检测开关16接收到锁定检测信号之前对马达13发送锁定驱动信号，一接收到锁定检测信号就停止发送锁定驱动信号。
另外，转向锁定ECU14利用计时器14b在每一规定时间进行通电控制。以下，根据图2所示的流程图对该通电控制进行详细说明。
转向锁定ECU14利用计时器14b计测输出锁定驱动信号后所经过的时间，即，开始向马达13通电后所经过的时间(以下称为“通电时间t”)。通电时间t是锁杆12从非锁定位置开始移动后所经过的时间。
在步骤101，转向锁定ECU14判断锁定检测信号是否被输入。判断锁定检测信号已被输入时(步骤101中的YES)，转向锁定ECU14在步骤102使通电时间t复位(本实施方式中，使通电时间t为“0”)。步骤102的处理一结束，转向锁定ECU14在步骤103使计数值n复位(本实施方式中，使计数值n为“0”)。步骤103的处理一结束，转向锁定ECU14在步骤104使检测状态值FG复位(本实施方式中，使检测状态值FG为“0”)。并结束这一处理。如上所述，每次在转向轴11被锁定、锁定检测信号被输入时，通电时间t、计数值n和检测状态值FG都被复位为“0”。也就是说，在锁定位置检测开关16未发生故障(以下叙述为“正常动作”)的情况下，每次在转向轴11被锁定时，通电时间t、计数值n和检测状态值FG都被复位。
在步骤101中未输入锁定检测信号时(步骤101中的NO)，转向锁定ECU14在步骤105判断通电时间t是否大于或等于最大通电时间MT。在此，最大通电时间MT是马达13使锁杆12从非锁定位置移动到锁定位置所需要的通电时间的最大值。锁定位置检测开关16正常动作时，锁杆12在最大通电时间MT内到达锁定位置，输出锁定驱动信号后，在最大通电时间MT内，锁定检测信号被输入到转向锁定ECU14。在判断通电时间t小于最大通电时间MT时，即，在最大通电时间MT内输入了锁定检测信号时(步骤105中的NO)，转向锁定ECU14结束处理。
另一方面，在判断通电时间t大于或等于最大通电时间MT时(步骤105中的YES)，转向锁定ECU14在步骤106停止锁定驱动信号的输出(停止通电控制)。也就是说，转向锁定ECU14在最大通电时间MT内未被输入锁定检测信号时，强制停止马达13的驱动。所以，马达13不会在大于或等于最大通电时间MT的时间范围被驱动。步骤106的处理一结束，转向锁定ECU14就在步骤107将计数值n增加“1”。
转向锁定ECU14在步骤108判断计数值n是否大于或等于检测判定值JT。判断计数值n小于检测判定值JT时(步骤108中的NO)，转向锁定ECU14就结束处理。而当判断计数值n大于或等于检测判定值JT时(步骤108中的YES)，转向锁定ECU14在步骤109中设置检测状态值FG(本实施方式中，使检测状态值FG为“1”)。在步骤110中，转向锁定ECU14将检测状态值FG储存到存储器14a中并结束处理。
如上所述，转向锁定ECU14根据停止通电控制的实施来设定检测状态值FG，并且是在停止通电控制的实行次数大于或等于检测判定值JT所示的次数时进行设定。所以，锁定位置检测开关16发生故障时，检测状态值FG就被设定。
转向锁定ECU14响应图1所示的读出要求信号S2，输出与检测状态值FG相对应的响应信号S3。
其次，根据图3就确认锁定位置检测开关16是否发生故障的一个示例进行说明。
在车辆20内，电子式移动锁定装置ECU30、电源控制ECU31通过按钮式系统用局域网N1被连接到转向锁定ECU14上。电子式移动锁定装置ECU30和电源控制ECU31通过车辆通信网N2相连接，而且上述这些ECU还通过车辆通信网N2与诊断用选通通路32(例如车身ECU)相连接。
在定期检查等中，汽车经销商或修理厂的保修工(第三者)通过连接器34将收集车辆20诊断信息的终端(诊断用测试器33)与诊断用选通通路32相连接。当操作未图示的操作部时，诊断用测试器33就输出要求发送锁定位置检测开关16是否正常的信息、即要求发送检测状态值FG的读出要求信号S2。
由诊断用测试器33输出的读出要求信号S2，从诊断用测试器33开始按顺序被传送到诊断用选通通路32、电子式移动锁定装置ECU30、转向锁定ECU14。转向锁定ECU14响应读出要求信号S2，输出储存在存储器14a中的与检测状态值FG相对应的响应信号S3。该响应信号S3从转向锁定ECU14开始按顺序被传送到电子式移动锁定装置ECU30、诊断用选通通路32、诊断用测试器33。诊断用测试器33根据响应信号S3来判断检测状态值FG是否为“1”。检测状态值FG为“1”时，就将锁定位置检测开关16发生故障的信息通知给保修工(诊断用测试器33的操作者)。这样，保修工就可以知道锁定位置检测开关16发生了故障。
并且，通过对锁定位置检测开关16等的调换使锁定位置检测开关16正常动作后，检测状态值FG就被复位。
采用本实施方式的电动式转向锁定装置，可得到以下效果。
(1)转向锁定ECU14在最大通电时间MT内未被输入锁定检测信号时，进行停止通电控制，强制停止马达13的驱动。转向锁定ECU14在停止通电控制的实行次数大于或等于检测判定值JT所示的次数时，推断为锁定位置检测开关16发生了故障，设定检测状态值并储存到存储器14a中。因此，通过确认被储存的检测状态值FG，就可以方便地确认锁定位置检测开关16是否发生了故障。并且，保修工等第三者可以在例如定期检查等的时侯，根据检测状态值FG确认锁定位置检测开关16是否发生故障，就可在锁定位置检测开关16发生故障时尽早地对锁定位置检测开关16进行修理、调换等适当的处理。
(2)转向锁定ECU14只在进行停止通电控制的次数比检测判定值JT大的情况下设定检测状态值FG。也就是说，转向锁定ECU14即使进行停止通电控制，但在不到规定次数时也不设定检测状态值FG。因此，检测状态值FG不会频繁地被设定，从而可以减轻经营商等第三者检查锁定位置检测开关16所需要的负担(检查时间和作业工时等)。
(3)转向锁定ECU14在最大通电时间MT内被输入了锁定检测信号时，将检测状态值FG复位。也就是说，锁定位置检测开关16正常动作时，检测状态值FG被复位。这样，例如通过调换锁定位置检测开关16等达到正常动作状态时，检测状态值FG被复位。因此，不需要为将检测状态值FG复位而进行特殊的操作，从而提高了电动式转向锁定装置1的便利性。
(4)转向锁定ECU14在计数值n大于或等于检测判定值JT时，也就是锁定位置检测开关16发生故障时，将检测状态值FG设定为“1”。而在最大通电时间MT内被输入了锁定检测信号时，也就是锁定位置检测开关16正常动作时，将检测状态值FG复位为“0”。这样，检测状态值FG就以“0”和“1”这两个数值来表示锁定位置检测开关16是否发生故障。因此，就可以更容易地根据检测状态值FG的值来确认锁定位置检测开关16是否发生了故障。
(5)通过连接器34将诊断用测试器33与车辆20相连接，在操作诊断用测试器33后，读出要求信号S2就通过车辆通信网N2和按钮式系统用局域网N1被输入到转向锁定ECU14。转向锁定ECU14响应读出要求信号S2输出表示检测状态值FG的响应信号S3。这样，经营商等第三者通过连接器34将诊断用测试器33与车辆20连接并操作诊断用测试器33，就可以取得表示锁定位置检测开关16是否发生故障的检测状态值FG。也就是说，保养工等第三者可以利用诊断用测试器33方便地确认锁定位置检测开关16是否发生故障，从而提高了电动式转向锁定装置1的便利性。
另外，本实施方式还可以作以下变更。
在本实施方式中，转向锁定ECU14是被输入了来自诊断用测试器33的读出要求信号S2后就输出检测状态值FG的。但是，也可以在车辆的仪表台板上设置指示器，转向锁定ECU14在设定检测状态值FG的同时对该指示器输出检测状态值FG。在这种情况下，指示器被输入检测状态值FG后就发出锁定位置检测开关16发生故障的通知。这样，就可以更早地确认锁定位置检测开关16发生了故障。
在本实施方式中，转向锁定ECU14是计数值n比检测判定值JT大就设定检测状态值FG的。但是，也可以变更为转向锁定ECU14将计数值n作为检测状态值FG储存到存储器14a中。也就是说，转向锁定ECU14也可以将进行停止通电控制的次数储存到存储器14a中。这样，可以根据该储存的次数判断调换锁定位置检测开关16的时期。
还可以变更为当转向锁定ECU14在计数值n达到比检测判定值JT大之后，将输入锁定检测信号的次数作为检测状态值FG储存到存储器14a中。这样，锁定位置检测开关16动作不稳定(最大通电时间MT内一会儿输入锁定检测信号一会儿又不输入锁定检测信号)时，检测状态值FG就增加。因此，可以确认锁定位置检测开关16的动作是否稳定。例如，可以确认锁定位置检测开关16的接点处接触不良、或是存在妨碍锁杆12移动的东西等机械负载。
在本实施方式中，转向锁定ECU14是被输入了锁定检测信号后将检测状态值FG复位的。但是，也可以变更为转向锁定ECU14在被输入了读出要求信号、并将检测状态值FG作为响应信号S3输出时将检测状态值FG复位。也就是说，检测状态值FG被复位的时机不限于本实施方式的锁定检测信号被输入的时侯。
采用本实用新型的电动式转向锁定装置，可以方便地确认检测装置是否有可能发生了故障。
权利要求1.一种电动式转向锁定装置，是对转向轴(11)进行锁定和非锁定的电动式转向锁定装置(1)，其特征在于，包括可与上述转向轴挂合的的锁杆(12)；使上述锁杆移动对上述转向轴进行锁定和非锁定的驱动装置(13)；检测上述锁杆对上述转向轴的挂合状态，生成与该挂合状态相对应的检测信号的检测装置(16)；以及根据上述检测信号对上述驱动装置进行控制的控制装置(14)，上述控制装置在基准时间(MT)内无上述检测信号输入时，进行停止上述驱动装置的停止通电控制，同时将检测状态值(FG)储存到存储装置(14a)中。
2.如权利要求1所述的电动式转向锁定装置，其特征在于上述控制装置在上述停止通电控制的实行次数(n)与上述检测判定值相同或比上述检测判定值大时，设定上述检测状态值。
3.如权利要求1所述的电动式转向锁定装置，其特征在于上述控制装置在上述基准时间内被输入上述检测信号时，将上述检测状态值复位。
4.如权利要求1～3中任何一项所述的电动式转向锁定装置，其特征在于上述控制装置响应读出要求信号(S2)的输入，输出与上述检测状态值相对应的响应信号(S3)。
5.如权利要求1或2所述的电动式转向锁定装置，其特征在于上述控制装置在上述基准时间内被输入了上述锁定检测信号时，将上述停止通电控制的实行次数复位。
6.如权利要求4所述的电动式转向锁定装置，其特征在于操作了诊断装置(33)的操作部后，上述读出要求信号就由上述诊断装置发送到上述控制装置；上述诊断装置在接收了上述响应信号(S3)后，报知与该响应信号相对应的信息。
7.如权利要求1所述的电动式转向锁定装置，其特征在于在上述检测装置正常的情况下，上述基准时间是上述驱动装置将上述锁杆从非锁定位置移动到锁定位置所需要的通电时间的最大值。
专利摘要本实用新型涉及一种电动式转向锁定装置。设在电动式转向锁定装置(1)上的转向锁定ECU(14)接受来自锁定位置检测开关(16)的与锁杆(12)的位置相对应的检测信号，根据该检测信号控制马达(13)的驱动。命令马达驱动后，在最大通电时间(MT)内检测信号未被输入时，转向锁定ECU停止马达的驱动。转向锁定ECU将表示实施停止通电控制的检测状态值(FG)储存到存储器(14a)中。保养工通过检查存储器内的检测状态值就可以方便地确认锁定位置检测开关是否发生了故障。
文档编号B60R25/02GK2736217SQ20042006558
公开日2005年10月26日 申请日期2004年6月8日 优先权日2003年6月11日
发明者深野裕司, 浅井纪雅, 挂川智央, 舟山友幸, 柳坪孝志 申请人:株式会社东海理化电机制作所, 丰田自动车株式会社