专利名称：转向锁定装置的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及利用锁杆锁定转向轴的转向锁定装置。
背景技术：
近年来，汽车用电子式转向锁定装置进入研究视野。这种转向锁定装置具有电子控制单元(ECU)和马达。ECU驱动马达，移动锁杆，产生一个使锁杆脱离转向轴的扭矩。锁杆与转向轴挂合时，锁定转向轴，锁杆脱离转向轴时，解除转向轴的锁定。
电子式转向锁定装置中，由于电子干扰，ECU执行错误操作时，会出现错误驱动马达的情形。所以，电子式转向锁定装置被设定为在车辆走行过程中不能锁定转向轴。例如，日本发明专利公开公报(特开)2003-063354号公报中公开了一种在向马达供应电能的供电电路中，将多个FET串联在驱动马达的继电器上的转向锁定装置。该转向锁定装置中，只要继电器和所有的FET没有全部处于ON的状态，马达就不会被错误驱动。所以，即使由于电子干扰引起ECU执行错误操作，也不会出现在车辆走行过程中锁定装置错误地锁定转向轴的情形。
但是，即使是FET相对于继电器串联的结构，在错误的状态下马达也有可能被驱动。
实用新型内容本实用新型着眼于上述问题，其目的在于提供一种在应该维持解除锁定状态的状况下，能够确实维持解除锁定状态的转向锁定装置。
为了实现上述目的，本实用新型提供一种锁定车辆转向轴的转向锁定装置，该转向锁定装置包括驱动装置、锁定部件以及控制驱动装置的控制单元，所述锁定部件受驱动装置驱动，与转向轴挂合，锁定转向轴；所述控制单元与驱动装置连接，并包括微机；所述锁定部件的轨迹在与转向轴挂合的锁定位置和与转向轴脱离的锁定解除位置之间，在锁定部件移动到锁定解除位置之后，控制单元仍继续让驱动装置产生作用于使锁定部件向锁定解除位置移动的方向上的驱动力。
图1a、图1b是表示本实用新型的转向锁定装置的概略图，其中图1a表示锁定解除状态，而图1b表示锁定状态。
图2是图1a、图1b的转向锁定装置的电路图。
具体实施方式
下面，说明将本实用新型具体到汽车用转向锁定装置1的实施例。
如图1a、图1b所示，转向锁定装置1通过马达10的驱动力即扭矩，并利用锁杆30锁定转向轴20。首先，说明转向锁定装置1的构成。
如图1a、图1b所示，转向锁定装置1包括马达10，蜗杆11，平齿轮12，锁杆30，ECU40。马达10作为驱动装置发挥作用，它移动锁杆30，产生脱离转向轴20的扭矩。马达10是使其输出轴正转及逆转的直流电动机。马达10的输出轴上安装有蜗杆11。蜗杆11与平齿轮12啮合。平齿轮12与在锁杆30上形成的齿条31啮合。
为此，马达10被驱动时，该马达10的扭矩通过蜗杆11，平齿轮12传递给锁杆30的齿条31。即，马达10的旋转运动通过包含蜗杆11、平齿轮12、齿条31的齿轮机构变换成锁杆30的直线运动。通过蜗杆11和平齿轮12形成降低马达输出轴旋转速度的减速机构。所以，与从动轴即安装有平齿轮12的旋转轴的旋转速度相比，主动轴即马达10的输出轴的旋转速度降低了。
锁杆30与转向轴20挂合时，转向锁定装置1处于锁定状态。锁杆30脱离转向轴20时，转向锁定装置1处于锁定解除状态。驾驶人员进行启动引擎的操作时，转向锁定装置1处于锁定状态。所以，ECU40控制马达10，使其输出轴正转，从而使锁杆30向图1b中用箭头A所示方向移动。这样，锁杆30从转向轴20上具有的锁定槽21脱离，转向锁定装置1由锁定状态向锁定解除状态过渡。因此，ECU40在进行引擎启动操作时，执行解除锁定控制，使马达10的输出轴正转，进行解除锁定的动作。进行解除锁定时，马达10在向使锁杆30从转向轴20的锁定槽21中脱离的方向上作用的同时，产生对锁杆30施加的解除锁定的力。
另一方面，引擎停止后，驾驶人员为了下车而开关车门时，转向锁定装置1处于锁定状态。所以，ECU40控制马达10使其输出轴逆转，使锁杆30向图1a中箭头B所示方向移动。这样，锁杆30插入转向轴20的锁定槽21内，转向锁定装置1由锁定解除状态向锁定状态过渡。即，ECU40在引擎停止后，开关车门时，执行锁定控制，使马达10进行使其输出轴逆转的锁定操作。执行锁定操作时，马达10在向使锁杆30与转向轴20的锁定槽21挂合的方向上作用的同时，产生对锁杆30施加的锁定力。
锁杆30可以在锁定位置和锁定解除位置之间移动。处于锁定位置时，锁杆30与转向轴20的锁定槽21挂合。处于锁定解除位置时，锁杆30从转向轴20的锁定槽21中脱离。
转向锁定装置1包括锁定解除状态检测开关41和锁定状态检测开关42。锁定解除状态检测开关41在锁杆30移动到锁定解除位置时闭合，处于ON的状态。这样，锁定解除状态检测开关41将转向锁定装置1处于锁定解除状态的高电平信号输入给ECU40。其结果，ECU40认识到转向锁定装置1处于锁定解除状态，执行以转向轴20处于锁定状态为条件的各种控制操作。
锁定状态检测开关42在锁杆30移动到锁定位置时闭合，处于ON的状态。这样，锁定状态检测开关42将转向锁定装置1处于锁定状态的高电平信号输入给ECU40。其结果，ECU40认识到转向锁定装置1处于锁定状态，控制马达10，使其输出轴的逆转停止。
下面，对ECU40的构成进行说明。如图2所示，ECU40包括微机60，晶体管TR1、TR2，继电器70、80。微机60包括CPU，ROM，RAM，记时器。微机60利用从车载蓄电池通过DC-DC变换器等(图略)得到的电能进行各种控制。
各个晶体管TR1、TR2在接收到从微机60提供的高电平信号时处于ON的状态。继电器70包含线圈71，可移动接头72，阴极固定接头73及阳极固定接头74。另外，继电器80包含线圈81，可移动接头82，阴极固定接头83及阳极固定接头84。继电器70在晶体管TR1处于ON的状态时，使线圈71励磁，可移动接头72从与负极固定接头73电连接的状态切换到与阳极固定接头74电连接的状态。继电器80在晶体管TR2处于ON的状态时，使线圈81励磁，可移动接头82从与负极固定接头83电连接的状态切换到与阳极固定接头84电连接的状态。继电器70的可移动接头72与继电器80的可移动接头82之间电连接有马达10。
微机60在执行锁定解除控制时，一方面向晶体管TR1输出高电平信号，另一方面向晶体管TR2输出低电平信号。这样，晶体管TR1处于ON的状态，而晶体管TR2处于OFF的状态。为此，继电器70的线圈71被励磁，而继电器80的线圈81则被消磁。其结果，执行锁定解除控制时，从车载蓄电池的阳极接头经过继电器70的阳极固定接头74，可移动接头72，马达10，继电器80的可移动接头82，负极固定接头83，至车载蓄电池的负极接头有电流通过。即，从车载蓄电池的阳极接头经继电器70的阳极固定接头74，可移动接头72，马达10，继电器80的可移动接头82，负极固定接头83，到车载蓄电池的负极接头，构成了锁定解除供电电路。这样，微机60在执行锁定解除控制时，通过仅使晶体管TR1处于ON的状态，使得马达10让其输出轴正转。
微机60在执行锁定解除控制时，从锁定解除开关状态检测开关41接收到表示锁杆30处于锁定解除的信号时，判断转向锁定装置1处于锁定解除状态。在这样的状况下，发生使马达10停止运行的状况时，微机60向晶体管TR1输出低电平信号，向晶体管TR2输出低电平信号。这样，晶体管TR1和晶体管TR2同时处于OFF的状态，继电器70的线圈71和继电器80的线圈81同时被消磁。其结果是，马达10没有电流通过。所以马达10停止其输出轴的正转。
微机60在执行锁定控制时，输出指示锁定的信号。即，微机60一方面向晶体管TR2输出高电平信号，另一方面向晶体管TR1输出低电平信号。这样，晶体管TR2处于ON的状态，而晶体管TR1则处于OFF的状态。所以一方面继电器80的线圈81被励磁，另一方面继电器70的线圈71则被消磁。其结果是，执行锁定控制时，从车载蓄电池的阳极接头经继电器80的阳极固定接头84，可移动接头82，马达10，继电器70的可移动接头72，负极固定接头73到车载蓄电池的负极接头有电流通过。即，从车载蓄电池的阳极接头经继电器80的阳极固定接头84，可移动接头82，马达10，继电器70的可移动接头72，负极固定接头73到车载蓄电池的负极接头构成锁定供电电路。这样，微机60在执行锁定控制时，通过仅使晶体管TR2处于ON的状态，使得马达10让其输出轴逆转。
微机60随着执行锁定控制，接收到锁定状态检测开关42发送的锁定信号时，向晶体管TR1输出低电平信号，向晶体管TR2输出低电平信号。这样，晶体管TR1和晶体管TR2同时处于OFF的状态，继电器70的线圈71及继电器80的线圈81被消磁。其结果，马达10没有电流通过。所以，马达10停止其输出轴的逆转。这样，微机60认识到处于锁定状态时，使马达10输出轴的逆转停止。
下面，说明转向锁定装置1的特点。如图2所示，ECU40的微机60与车速传感器91，点火继电器92，停车制动开关93电连接。车速传感器91生成对应于车速的周期性脉冲信号，并将该脉冲信号输出给微机60。微机60根据车速传感器91提供的脉冲信号检测车速。微机60在车速不为“0”(汽车在走行过程中)时，马达10为了执行锁定解除操作，使其输出轴正转。
由于点火继电器92处于激活状态，车辆点火系统被处于ON的状态。在这种状态下，点火继电器92向微机60输出高电平信号。另一方面，点火继电器92使点火系统处于OFF的状态时，向微机60输出低电平信号。微机60根据从点火继电器92输入的信号，判断点火系统是否处于ON的状态。点火系统处于ON的状态时，汽车处于可走行的状态。由此，微机60控制马达10，使其输出轴正转。
停车制动开关93在停车制动器处于ON的状态时，向微机60输出高电平信号。另一方面，停车制动开关93在停车制动器处于OFF的状态时，向微机60输出低电平信号。微机60根据从停车制动开关93输入的信号，检测停车制动器是否处于ON的状态。停车制动器处于OFF(解除)的状态时，表示汽车处于可走行的状态。由此，微机60控制马达10进行锁定解除操作，使其输出轴正转。
微机60监视继电器80的线圈81和晶体管TR2之间的节点N的电压电平。节点N的电压电平在马达10进行锁定解除操作时，即，晶体管TR2处于OFF的状态时，为高电平。另一方面，节点N的电压电平，在马达10进行锁定操作时，即，晶体管TR2处于ON的状态时，为低电平。微机60在即使没有进行锁定控制操作，即即使没有输出指示锁定的信号，节点N的电压电平显示减少时，控制电压电平使马达10执行使其输出轴正转的锁定解除操作。
所以，微机60伴随执行锁定解除控制，转向锁定控制装置1进入锁定解除状态之后，继续使马达10执行使其输出轴正转的锁定解除操作。
根据上述的实施例，可以得到如下效果。
(1)微机60伴随执行锁定解除控制，转向锁定控制装置1进入锁定解除状态之后，继续使马达10执行使其输出轴正转的锁定解除操作。所以，可在转向锁定装置1应该维持锁定解除状态下，防止马达10执行锁定操作。因此，转向锁定装置1维持锁定解除状态。
(2)汽车走行过程中，马达10受控执行锁定解除操作，使转向锁定装置1维持锁定解除状态。另外，伴随马达10的驱动产生的声音，被汽车走行时产生的声音所掩盖。所以，不会给驾驶人员带来不舒服的感受。
(3)汽车处于可走行的状态时，马达10受控执行锁定解除操作，使转向锁定装置1维持锁定解除状态。另外，可使转向锁定装置1在汽车走行之前就处于锁定解除状态。
(4)只要没有进行锁定控制，即使有如受到电子干扰使马达10错误地执行锁定操作的诱因存在，马达10也可强制地执行锁定解除操作。因此，在必须避免的锁定状态下，转向锁定装置1可以防止转向轴20的锁定。
(5)与现有的转向锁定装置不同，在锁定供电电路中，即使没有与继电器80串联多个FET，也可以使转向锁定装置1维持锁定解除状态。所以降低了转向锁定装置1的成本。
另外，可以对上述实施例做如下变更。
执行锁定解除控制操作，转向锁定装置1进入锁定解除状态后，微机60也可以以流过马达10的电流比马达10实际移动锁杆30时的电流小这样的方式来使马达10执行锁定解除操作。因此，可以减少电能的消耗。例如，代替继电器70，继电器80，晶体管TR1，继电器TR2，由4个FET构成全桥(full-bridge)，微机60也可利用这些FET执行PWM控制。此时，转向锁定装置1进入锁定解除状态后，微机60也可以以比执行锁定解除控制时更小的ON负载比(Duty ratio)来进行PWM控制。但是，在即使没有执行锁定控制，马达10就将进入锁定操作时，微机60最好以100％的ON负载比来进行PWM控制。
引擎停止工作后，随着车上的人员下车，直至开关车门时，即使马达10受控进行锁定解除操作也可以。
在锁定供电电路中，也可以将FET等开关与继电器80串联。
驱动装置不限于马达10，可以是任何一种马达。
转向轴20与锁杆30之间的凹凸关系可以对调。
权利要求1.一种锁定车辆转向轴的转向锁定装置，其特征在于，包括一驱动装置(10)；一锁定部件(30)，受驱动装置驱动，与转向轴挂合，锁定转向轴；一控制驱动装置的控制单元(40)，其与驱动装置连接，并包括微机；所述锁定部件的轨迹在与转向轴挂合的锁定位置和与转向轴脱离的锁定解除位置之间，在锁定部件移动到锁定解除位置之后，控制单元仍继续让驱动装置产生作用于使锁定部件向锁定解除位置移动的方向上的驱动力。
2.按照权利要求1所述的转向锁定装置，其特征在于，所述控制单元包括第一晶体管(TR1)、第二晶体管(TR2)、与第一晶体管(TR1)连接的第一继电器(70)、与第二晶体管(TR2)连接的第二继电器(80)。
3.按照权利要求1所述的转向锁定装置，其特征在于，还包括检测车速的车速传感器(91)，该车速传感器与所述控制单元连接。
4.按照权利要求1所述的转向锁定装置，其特征在于，所述车辆具备点火系统，所述转向锁定装置还包括点火继电器(92)，该点火继电器与所述控制单元连接。
5.按照权利要求1所述的转向锁定装置，其特征在于，所述车辆具有停车制动器，所述转向锁定装置还包括停车制动开关(93)，该停车制动开关与所述控制单元连接。
6.按照权利要求1所述的转向锁定装置，其特征在于，所述车辆具有点火系统和停车制动器。
专利摘要本实用新型提供一种锁定车辆转向轴的转向锁定装置，其包括一驱动装置(10)；一锁定部件(30)，受驱动装置驱动，与转向轴挂合，锁定转向轴；一控制驱动装置的控制单元(40)，其与驱动装置连接，并包括微机；所述锁定部件的轨迹在与转向轴挂合的锁定位置和与转向轴脱离的锁定解除位置之间，在锁定部件移动到锁定解除位置之后，控制单元仍继续让驱动装置产生作用于使锁定部件向锁定解除位置移动的方向上的驱动力。
文档编号B60R25/02GK2851032SQ200520103208
公开日2006年12月27日 申请日期2005年8月3日 优先权日2004年8月3日
发明者大谷和也, 森裕史, 染田大辅, 挂川智央, 神谷昌史, 大西德靖 申请人:株式会社东海理化电机制作所