专利名称：电动转向锁定装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及车辆停车时用电动方式将方向盘的旋转予以锁定的电动转向锁定装置。
背景技术：
近年来，有的车辆为了防止被盗而设置了电动转向锁定装置，用于在停车时以电动方式将方向盘予以锁定。这种电动转向锁定装置具备能够在与车辆的转向轴卡合的锁定位置与解除这种卡合的开锁位置之间移动的锁定螺栓、使该锁定螺栓移动的电动机、控制向该电动机的通电以实施锁定/开锁处理的控制装置、以及与该控制装置电气连接从而至少能将所述锁定螺栓位于开锁位置的情况加以检出的位置检出装置。采用上述电动转向锁定装置，一旦驾驶员在发动机工作状态下对发动机通/断开关实施断开操作，检测到这一情况的车体上的上位E⑶便立即使发动机停止，并且在确认安全的前提下向电动转向锁定装置请求锁定。电动转向锁定装置接收到该锁定请求后立即通过微机(微型计算机)等控制装置对电动机实施驱动控制，通过该电动机来使锁定螺栓移动而使之与转向轴卡合，从而将方向盘的旋转予以锁定。另一方面，一旦驾驶员在发动机停止状态下对发动机通/断开关实施接通操作，检测到这一情况的上位ECU便向电动转向锁定装置请求开锁。电动转向锁定装置接收到该开锁请求后立即通过控制装置对电动机实施驱动控制，且通过该电动机来使锁定螺栓移动，以解除该锁定螺栓与转向轴之间的卡合并将方向盘开锁，从而能够实施转向操作。然而，若上述电动转向锁定装置在短时间内频繁地重复锁定和开锁，就有可能因电动机的过热而发生线圈断线等热故障。为此，专利文献I中提出了一种电动转向锁定装置，在判断为由以电动机的工作时间为要素的关系式计算出的值大于规定的中止阈值时，会强制地使电动机停止工作，而在上述计算值比规定的无效阈值还大时，则即使有电动机的工作请求也会使该请求无效。专利文献I :日本发明专利申请特开2004-217002号公报在电动转向锁定装置上因电动机的过热而导致的热故障中，除了专利文献I中提到的情况(在短时间内频繁地重复锁定和开锁导致电动机过热而引起的故障)外，还有一种情况发生在锁定螺栓对转向轴强力卡合时(所谓嵌入时)。在这种情况下，靠电动机的驱动力不能将锁定螺栓从转向轴上拔出，电动机会成为过负载状态而使过大电流流入该电动机，因此电动机会发热。并且，如果在锁定螺栓从转向轴拔出之前反复实施开锁操作，电动机就会变成高温，可能发生该电动机的线圈断线等热故障。为了解决上述问题，考虑过在电动机内装备由双金属等构成的过热保护装置，但这样会使电动机体积庞大且成本升高。
发明内容
本发明正是为了解决上述问题而完成的，其目的在于提供一种电动转向锁定装置，无须提高成本，能用简单的结构防止因电动机过热导致的热故障发生。为了实现上述目的，技术方案I的发明是一种电动转向锁定装置，其具备锁定螺栓，该锁定螺栓能够在与车辆的转向轴卡合的锁定位置与解除这种卡合的开锁位置之间移动；电动机，该电动机使所述锁定螺栓移动；控制装置，该控制装置控制向所述电动机的通电，以实施锁定/开锁处理；位置检出装置，该位置检出装置与所述控制装置电气连接，从而至少能够将所述锁定螺栓位于开锁位置的情况予以检出，其特征在于，所述控制装置基于预先设定的维持向所述电动机通电的通电维持时间以及使通电中止的通电中止时间来控制所述电动机，从而实施正常模式的开锁处理，在虽然收到来自驾驶员的开锁指令且已实施所述正常模式的开锁处理但未能检出所述锁定螺栓向开锁位置的移动时，将根据来自驾驶员的下一次开锁指令而实施的开锁处理的模式切换成通电维持时间被设定成比所述正常模式时的通电维持时间更短的电动机过热保护模式，从而使由通电维持时间及通电中止时间计算出的负荷比比所述正常模式时的负荷比更小。技术方案2的发明是在技术方案I的发明的基础上，将所述电动机过热保护模式 时的所述通电维持时间设定成比开锁保障通电时间更短，该开锁保障通电时间用于保障在规定条件下所述锁定螺栓从锁定位置向开始位置的移动。技术方案3的发明是在技术方案I或2的发明的基础上，将所述电动机过热保护模式时的通电中止时间设定成由所述通电维持时间和所述通电中止时间构成的开锁动作时间在所述正常模式时和所述电动机过热保护模式时是相同的。技术方案4的发明是在技术方案I或2的发明的基础上，所述控制装置具备接收来自驾驶员的开锁指令的上位ECU、以及一旦收到来自该上位ECU的锁定/开锁动作信号便控制向所述电动机的通电从而实施锁定/开锁处理的微机，所述通电维持时间受所述微机控制，同时所述通电中止时间受所述上位ECU控制，所述上位ECU通过以下方式来设定所述通电中止时间在开始开锁处理后于规定的开锁动作时间内收到所述开锁指令时，在所述开锁动作时间经过之前待机，且在所述开锁动作时间经过之后开始开锁处理。技术方案5的发明是在技术方案3的发明的基础上，所述控制装置具备接收来自驾驶员的开锁指令的上位ECU、以及一旦收到来自该上位ECU的锁定/开锁动作信号便控制向所述电动机的通电从而实施锁定/开锁处理的微机，所述通电维持时间受所述微机控制，同时所述通电中止时间受所述上位ECU控制，所述上位ECU通过以下方式来设定所述通电中止时间在开始开锁处理后于规定的开锁动作时间内收到所述开锁指令时，在所述开锁动作时间经过之前待机，且在所述开锁动作时间经过之后开始开锁处理。采用技术方案I的发明，在尽管收到来自驾驶员的开锁指令且已实施正常模式的开锁处理但未能检出锁定螺栓向开锁位置的移动时，即，在判断为锁定螺栓已嵌入转向轴时，会将下一次的开锁处理的模式从正常模式切换成电动机过热保护模式，并且缩短了向电动机的通电时间，从而使电动机的负荷比比正常模式时的负荷比更小，因此即使驾驶员频繁重复实施开锁处理，也能抑制电动机过热，防止线圈断线等热故障发生。并且，这种效果是通过切换开锁处理的模式来得到的，因此无须使用内装过热保护装置的电动机等，能够避免大型化和成本上升。正常模式下的电动机的通电维持时间被设定成足以在一次开锁处理中使锁定螺栓必定从锁定位置移动到开锁位置、并且能够满足确保高响应性的条件的最短时间。为了在维持该通电维持时间的情况下降低电动机的负荷比(=通电维持时间/开锁动作时间)，可以延长通电中止时间，但一旦延长了供电中止时间，开锁动作时间(=通电维持时间+通电中止时间)就会延长，向驾驶员的响应性会变差。本发明使电动机过热保护模式下的电动机的通电维持时间比正常模式短，来降低电动机的负荷比，因此能够缩短整体的开锁动作时间，不会影响向驾驶员的响应性而能够抑制电动机的发热。
另外，电动机一般是随着温度上升而降低转矩，而本发明则是在电动机过热保护模式下缩短通电维持时间，在温度更低而转矩较高时使电动机工作，并且数次重复这一动作，由此使锁定螺栓从锁定位置向开锁位置移动，因此能够有效地实施开锁处理。采用技术方案2的发明，是将电动机过热保护模式时的通电维持时间设定成比开锁保障通电时间更短，因此虽然有时一次开锁处理不能使锁定螺栓移动到开锁位置，但通过缩短开锁动作时间而不影响对于驾驶员的响应性(譬如驾驶员操纵了发动机通/断开关后到开锁失败等的警告灯亮灯为止的时间)，不会给驾驶员带来异样感，能够通过驾驶员的数次开锁操作使锁定螺栓可靠地移动到开锁位置。采用技术方案3的发明，通过使电动机过热保护模式时的开锁动作时间与正常模式时相同，能够将对驾驶员做出响应的时间固定，不会给驾驶员带来异样感。采用技术方案4和5的发明，上位E⑶通过以下方式来设定通电中止时间在开始开锁处理后于规定的开锁动作时间内收到开锁指令时，在开锁动作时间经过之前待机，且在开锁动作时间经过之后开始开锁处理，因此能够通过上位ECU来管理通电中止时间及开锁动作时间，容易实施对电动机负荷比的控制。
图I是表示本发明的电动转向锁定装置的锁定状态的纵向剖视图。图2是表示本发明的电动转向锁定装置的开锁状态的纵向剖视图。图3是本发明的电动转向锁定装置的控制系统构成图。图4是表示本发明的电动转向锁定装置的处理流程的时间图。(符号说明)I 电动转向锁定装置2 壳体2A 壳体的锁定部件收纳部2B 壳体的电路板收纳部2C 壳体的连通部3 箱体3a 箱体的凹部3b 箱体的锁定螺栓插孔3c 箱体的卡合槽4 盖子4a 盖子的齿轮保持筒部4b 盖子的弹簧座
5锁定部件6传动器6A传动器的臂6B传动器的止转部6a传动器的阳螺纹部6b传动器的分隔壁6c传动器的磁铁收纳部7锁定螺栓7a锁定螺栓的长孔·8销钉9弹簧10磁铁11齿轮部件Ila齿轮部件的蜗轮Ilb齿轮部件的阴螺纹部12弹簧13电动机13a电动机的输出轴14蜗杆15电路板16、17 霍尔元件18ECU19上位 ECU20蓄电池21电动机驱动控制部22微机23第一开关部24第二开关部25锁定继电器26开锁继电器27锁定继电器驱动电路28开锁继电器驱动电路29位置检出电路(锁定)30位置检出电路(开锁)31存储装置32计时装置33通信电路34恒定电压电路35复位电路
36 IG 继电器
具体实施例方式以下基于
本发明的实施方式。[电动转向锁定装置的构成]图I是表示本发明的电动转向锁定装置的锁定状态的纵向剖视图，图2是表示本发明的电动转向锁定装置的开 锁状态的纵向剖视图，图中所示的电动转向锁定装置I是通过电动方式将图中未示的转向轴(方向盘)的旋转加以锁定/开锁的装置，其壳体2由非磁性体金属(譬如镁合金)构成的箱体3和覆盖该箱体3的下面开口部的金属制盖子4构成。上述箱体3形成为矩形箱状，在其上部形成了圆弧状的凹部3a，在该凹部3a中嵌入了图中未示的圆筒状转向柱，箱体3被与之连结的图中未示的圆弧状托架固定在转向柱上。另外，在转向柱内插入了所述转向轴(图中未示)，在该转向轴的上端连结着方向盘，在转向轴的下端连结着转向齿轮箱。如果驾驶员对方向盘实施旋转操作，其旋转就会经由转向轴传递到转向齿轮箱，操舵机构受到驱动，且左右一对前轮转向而实现所需的操舵。在所述壳体2中形成了锁定部件收纳部2A和电路板收纳部2B，锁定部件收纳部2A和电路板收纳部2B通过沿上下方向延伸的细长连通部2C而相互连通。在上述锁定部件收纳部2A中收容着锁定部件5，该锁定部件5由在下端部外周刻有阳螺纹部6a的大致圆筒状的传动器6和收容在该传动器6内而能上下移动的板状的锁定螺栓7构成。此处，在锁紧螺栓7上形成了上下方向较长的长孔7a，锁定螺栓7通过沿横向穿过长孔7a的销钉8而与传动器6连结。并且，锁定螺栓7嵌合于在箱体3上形成的矩形的锁定螺栓插孔3b内而能够上下移动，平时被压缩安装在它与传动器6的分隔壁6b之间的弹簧9向上方施力，通常通过锁定螺栓7的长孔7a的下部与销钉8卡合而使该锁定螺栓7与传动器6 —同上下移动。另外，在传动器6的上部外周的相面对的部位一体地形成了作为水平延伸的卡合部的臂6A和上下方向较长的止转部6B，臂6A收容在壳体2 (箱体3)中所形成的所述连通部2C中而能上下移动，止转部6B则与在箱体3上形成的卡合槽3c卡合，以阻止传动器6旋转。并且，在臂6A的前端部形成了矩形横截面的磁铁收纳部6c，在该磁铁收纳部6c中通过压入方式收容了四棱柱状的磁铁10。还有，在形成于壳体2上的所述锁定部件收纳部2A中收容了可旋转的圆筒状的齿轮部件11，该齿轮部件11的下部外周被竖立在盖子4的内表面(上表面)上的所述齿轮保持筒部4a保持着而能够旋转。并且在该齿轮部件11的下部外周上形成了蜗轮11a，在内周上形成了阴螺纹部lib。在上述齿轮部件11的内部插入所述传动器6的下部，在该传动器6的下部外周上形成的所述阳螺纹6a与在齿轮部件11的内周上形成的所述阴螺纹部Ilb啮合。在形成于盖子4的齿轮保持筒部4a的中心部上的圆柱状弹簧座4b与传动器6的分隔壁6b之间压缩安装了弹簧12，锁定部件5 (传动器6和锁定螺栓7)平时被弹簧12向上方施力。另外，在形成于壳体2中的所述锁定部件收纳部2A中，以横置状态收纳了电动机13，在该电动机13的输出轴13a上形成了小直径的蜗杆14，该蜗杆14与在齿轮部件11的外周上形成的所述蜗轮Ila啮合。此处，蜗杆14和蜗轮Ila构成了使电动机13的输出轴13a的旋转力变换成锁定部件5的进退力的驱动机构。另一方面，在形成于壳体2中的所述电路板收纳部2中，以内表面与锁定部件5的动作方向平行的方式收容着电路板15,在该电路板15的内表面上下的与锁定位置和开锁位置对应的位置上设有磁性检测元件、亦即霍尔元件16、17，用这些霍尔元件16、17和所述磁铁10构成了位置检出装置，如后所述，用该位置检出装置将锁定部件5 (锁定螺栓7)的位置(锁定/开锁位置)加以检出。以下说明上述结构的电动转向锁定装置I的动作(锁定/开锁动作)。在图中未示的发动机停止的状态下，如图I所示，锁定部件5的锁定螺栓7处于上限的锁定位置，其上端部从箱体3的锁定螺栓插孔3b向凹部3a伸出而与图中未示的转向轴卡合。在此状态下，转向轴的转动被锁定，在此锁定状态下，不能对图中未示的方向盘实施旋转操作，由此能够防止车辆被盗。在上述状态下，一旦驾驶员对图中未示的发动机通/断开关实施接通操作，电动机13即被起动，其输出轴13a的旋转就在被蜗杆14和蜗轮Ila减速的同时将方向变换90度后传递给齿轮部件11，该齿轮部件11就旋转，因此形成了与该齿轮部件11的内周上所刻的阴螺纹部Ilb进行螺纹结合的阳螺纹部6a的传动器6就克服弹簧12的施力而向下移动。一旦传动器6这样向下移动,在该传动器6上一体形成的臂6A和通过销钉8而与传动器6连结的锁定螺栓7就向下移动。一旦传动器6的臂6A如上述那样向下移动且锁定螺栓7如图2所示那样到达下限的开锁位置，磁铁10的磁力就被霍尔元件17检出而使电动机13停止驱动，且该锁定螺栓7的上端部退让到箱体3的锁定螺栓插孔3b的内部，因此锁定螺栓7与转向轴间的卡合被解除。结果，转向轴的锁定被解除而成为开锁状态，驾驶员能够实施方向盘的转动操作，车辆能够行驶。
并且，一旦车辆停止且驾驶员将发动机通/断开关断开以将发动机关闭，电动机13即被倒转起动，其输出轴13a倒转。这样一来，电动机13的旋转就经由蜗杆14和蜗轮Ila传递到齿轮部件11，该齿轮部件11倒转，因此传动器6向上移动，并且在该传动器6上一体形成的臂6A和通过销钉8而与传动器6连结的锁定螺栓7向上移动。然后，一旦传动器6的臂6A如上述那样向上移动而使磁铁10的中心到达锁定位置附近的检测范围，磁铁10的磁力就被霍尔元件16检出而使电动机13的驱动停止，并且如图I所示，锁定螺栓7的上端部从箱体3的凹部3a突出而与图中未示的转向轴卡合，因此成为转向轴的旋转被锁定的锁定状态，使停车时的盗车得以防止。而当锁定螺栓7不能与转向轴的卡合槽良好地卡合时，在销钉8能够在该锁定螺栓7上所形成的长孔7a内作相对移动的范围内，锁定螺栓7会克服弹簧9的施力而向下移动，因此不会在锁定螺栓7上作用过大的负荷。[电动转向锁定装置的系统构成]以下结合图3说明电动转向锁定装置I的系统构成。图3是本发明的电动转向锁定装置I的系统构成图，在电动转向锁定装置I上设有ECU18来作为控制装置，在车体上则同样装备了作为控制装置的上位ECU19。在这个上位E⑶19上电气地连接着受驾驶员操纵的发动机通/断开关(图中未示)，并且该上位E⑶19具备图中未示的计时装置及存储装置。
在上述E⑶18中设有电动机驱动控制部21、微机22 (微型计算机)、以及第一开关部23和第二开关部24等，电动机驱动控制部21对从作为电源的蓄电池(BATT) 20向电动机13供给的驱动电流的极性进行切换/切断，从而对所述锁定部件5的移动实施控制，微机22对该电动机驱动控制部21实施控制，以使所述电动机13作锁定/开锁动作，第一开关部23和第二开关部24则是将从所述蓄电池20向所述电动机驱动控制部21及所述微机22的电源供给路径加以切断/导通的电源限制装置。第一开关部23和第二开关部24串联地设置在电源供给路径上。此处，上述电动机驱动控制部21具备锁定继电器25和开锁继电器26、以及根据来自微机22的指令而分别对锁定继电器25和开锁继电器26实施驱动控制的锁定继电器驱动电路27和开锁继电器驱动电路28。另外，在微机22上连接着通过所述霍尔元件16、17 (参照图I及图2)将锁定部件5 (锁定螺栓7)的锁定位置加以检出的位置检出电路(锁定)29和将开锁位置加以检出的位置检出电路(开锁)30，并且连接着EEPROM等存储装置31。另外，在微机22内装有计时装置32。此外，在微机22与所述上位E⑶19之间，经过通·信电路33来实施锁定/开锁指令信号、故障状态等的LIN通信。而且微机22、电动机13、锁定继电器25、开锁继电器26、位置检出电路(锁定)29、位置检出电路(开锁)30以及通信电路33的电源在所述第一及第二开关部23、24之后取得，从而一旦第一及第二开关部23、24断开，向微机22的通电即被切断，使微机22成为非工作状态。而且在从第二开关部24到微机22为止的电源供给路径的中途设有恒定电压输出电路34和复位电路35。另一方面，车体上的上位E⑶19和图中未不的发动机点火装置的电源在第一及第二开关部23、24之前取得，并且在向点火装置供给电源的IG电源线的中途设有受上位E⑶19驱动控制的IG继电器36，IG电源(点火电源)受上位E⑶19控制。本实施方式如前所述，设有第一及第二开关部23、24来作为将从蓄电池20向电动机驱动控制部21及微机22的电源供给路径加以切断/导通的电源限制装置，而由于这些第一及第二开关部23、24受上位E⑶19的通/断控制，因此微机22的电源通/断是受上位ECU19控制。从而，当上位E⑶19对第一及第二开关部23、24中的一方实施接通控制而对另一方实施断开控制时，如果这些第一及第二开关部23、24是正常的，则微机22的电源被切断，而此时若微机22的电源未被切断，则可判断为受到断开控制的另一方开关部23或24发生故障。因此，无须设置专用的故障检出电路等，可用简单的结构将第一及第二开关部23、24的故障加以检出。此处，如图3所示，所述IG电源线与第一开关部23连接，从上位E⑶19输出的电源供给信号则输入第二开关部24。另外，输入第一开关部23的IG电源在第一开关部23内受到反转控制，在通过上位E⑶19使IG电源接通时，第一开关部23被切断，而当IG电源被切断时第一开关部23就被接通。这是因为，要在发动机不能起动、亦即IG电源切断的状态下，将第一开关部23接通，以使电动转向锁定装置I能够工作，而在发动机能起动、亦即IG电源接通的状态下，将第一开关部23切断，以使电动转向锁定装置I不能工作。于是，在本发明的电动转向锁定装置I上，实施使锁定螺栓7从锁定位置向开锁位置移动的开锁处理，但在正常模式下，是基于预先设定的维持向电动机13的通电的通电维持时间及中断通电的通电中止时间来控制电动机13。
[开锁处理(正常模式时)]以下按照图4 Ca)所示的时间图来说明电动转向锁定装置I在正常模式(锁定螺栓7被拔出时)下的开锁处理流程。图4中的编号I) 27)与以下处理项目的编号I) 27)——对应。I) 一旦驾驶员在发动机停止时将发动机通/断开关接通，上位E⑶19即输出电源供给信号以将第二开关部24接通，并向电动转向锁定装置I供给电源。此处，发动机停止时IG电源被切断，因此第一开关部23处于接通状态。另外，上位E⑶19使用来设定电动机13的开锁处理时间的计时器(2. 5秒)开始计时。2)上位E⑶19与微机22间交换加密代码，并且发送已被加密的开锁动作信号(正常模式)。3)微机22 —旦接收了开锁动作信号，就使用来设定电动机13的通电维持时间的 计时器(I秒)开始计时，且经过开锁继电器驱动电路28向开锁继电器26发送接通信号，以使电动机13做开锁动作。4) 一旦锁定螺栓7从锁定位置移动到开锁位置，微机22即通过位置检出电路(开锁)30将锁定螺栓7已移动到开锁位置的情况加以检出，并且使向开锁继电器26发送的接通信号切断，以切断向电动机13的通电。这时，电动机13以比计时器监视实施的通电维持时间(I秒)更短的时间(O. 7秒)断开。不过，此时的电动机13的通电时间(O. 7秒)会根据蓄电池20的电压及气温等而在不超过后述的开锁保障通电时间(I秒)的范围内发生变化。5)微机22对上位E⑶19发送开锁确定信号(关于锁定螺栓7是否移动到开锁位置的信号)。6)上位E⑶19将开锁处理是否成功的结果显示在图中未示的指示器上(譬如绿灯表示成功，红灯闪烁表示失败等)。7)上位E⑶19将电源供给信号切断且将第二开关部24切断，以切断向电动转向锁定装置I的电源供给。8)上位E⑶19在“开锁处理成功”的情况下，将IG继电器36接通，以将IG电源接通，并且实施发动机起动处理。9)上位E⑶19在“开锁处理失败”的情况下，当在I)的计时开始后2. 5秒内检出了驾驶员对发动机通/断开关的操作时，在该2. 5秒经过之前待机，而在经过了 2. 5秒之后对微机22开始实施I)的处理，从而实施下一次锁定处理。[锁定处理(正常模式时)]以下基于图4 Ca)说明电动转向锁定装置I在正常模式下的锁定处理流程。10)—旦驾驶员在发动机工作时将发动机通/断开关切断，上位E⑶19即将IG继电器36断开且将IG电源切断，以使发动机停止。11)第一开关部23与IG电源的切断联动而成为接通状态。上位E⑶19输出电源供给信号以将第二开关部24接通，且从蓄电池20向电动转向锁定装置I供给电源。12)上位E⑶19与微机22间交换加密代码，并且发送已被加密的锁定动作信号。13)微机22 —旦从上位E⑶19接收了锁定动作信号，就使用来设定电动机13的通电维持时间的计时器(I秒)开始计时，且经过锁定继电器驱动电路27向锁定继电器25发送接通信号，以使电动机13工作。
14)一旦锁定螺栓7从开锁位置移动到锁定位置，微机22即通过位置检出电路(锁定)29将锁定螺栓7已移动到锁定位置的情况加以检出，并且使向锁定继电器25发送的接通信号切断，以切断向电动机13的通电。15)微机22对上位E⑶19发送锁定确定信号(关于锁定螺栓7是否移动到锁定位置的信号)。16)上位E⑶19将锁定处理是否成功的结果显示在电动转向锁定装置I设有的图中未示的指示器上(譬如绿灯表示成功，红灯闪烁表示失败等)。
17)上位E⑶19将电源供给信号切断且将第二开关部24切断，以切断向电动转向锁定装置I的电源供给。不过，锁定处理与开锁处理相比，电动机13的负荷较小，因此不像开锁处理那样设定电动机13的工作时间(2. 5秒等)。[开锁处理(正常模式锁定螺栓未能拔出时)]以下基于图4 (b)说明电动转向锁定装置I在正常模式下(锁定螺栓7未能拔出时)的开锁处理流程。在这个开锁处理过程中，将锁定螺栓7能够拔出时的所述开锁处理I) 9)中的
4)的处理换成以下的处理18)，而其它的I) 3)及5) 9)的处理不变。18)在锁定螺栓7嵌入转向轴而未能移动到开锁位置的情况下，微机22不能通过位置检出电路(开锁)30来检出锁定螺栓7移动到开锁位置的情况，因此不是根据锁定螺栓7的位置检出来切断向电动机13的通电，而是在经过正常维持时间计时(I秒)后，即将向开锁继电器26的接通信号断开，以切断向电动机13的通电。譬如，如图4 (b)所示，在设通电维持时间(开锁保障通电时间)为I秒、开锁动作时间为2. 5秒、通电中止时间为I. 5秒的情况下，电动机13的负荷比(=通电维持时间/开锁动作时间)为1/2. 5 = O. 4。此处，将开锁保障通电时间设定成如下的值与在气温及蓄电池20的电压降低到发动机不能发动的程度时假设使电动机13工作直到开锁完毕之前的通电平均时间相比稍大。然而，在本发明的电动转向锁定装置I上，在虽然上位E⑶19收到来自驾驶员的开锁指令且已实施正常模式的开锁处理但未能检出锁定螺栓7向开锁位置的移动时，就将根据来自驾驶员的下一次开锁指令而实施的开锁处理的模式切换成电动机过热保护模式，该电动机过热保护模式将通电维持时间设定成比正常模式时的通电维持时间短，从而使由通电维持时间及通电中止时间计算出的负荷比比所述正常模式时的负荷比更小。此处，将电动机过热保护模式时的通电维持时间设定成比开锁保障通电时间更短，而该开锁保障通电时间是用于保障规定条件下锁定螺栓7从锁定位置向开锁位置的移动。另外，在本实施方式中如下设定电动机过热保护模式时的供电中止时间使由通电维持时间和通电中止时间构成的开锁动作时间在所述正常模式时和后述的电动机过热保护模式时相同。另外，在本实施方式中，通电维持时间受微机22控制，通电中止时间则受上位ECU19控制，而上位ECU19在开始开锁处理后于规定的开锁动作时间内收到开锁指令的情况下，是在开锁动作时间经过之前待机，且在开锁动作时间经过后开始开锁处理，由此来设定通电中止时间。[开锁处理(电动机过热保护模式)]以下基于图4 (b)说明电动转向锁定装置I在电动机过热保护模式下(锁定螺栓7未能拔出时)的开锁处理流程。19)一旦驾驶员在发动机停止时将发动机通/断开关接通，上位E⑶19即输出电源供给信号以将第二开关部24接通，并从蓄电池20向电动转向锁定装置I供给电源。此时，IG电源断开，因此第一开关部23处于接通状态。另外，上位E⑶19使用来设定电动机13的开锁处理时间的计时器(2. 5秒)开始计时。20)当在前面的开锁处理过程中连续两次发生“开锁处理失败”时，上位E⑶19就与微机22交换加密代码且发送被加密的开锁动作信号(电动机过热保护模式)。21)微机22 —旦从上位E⑶19接收了开锁动作信号，就使用来设定通电维持时间·的计时器(O. 5秒)开始计时，且经过开锁继电器驱动电路28向开锁继电器26发送接通信号，以使电动机13做开锁动作。22)在用位置检出电路(开锁)30未能将锁定螺栓7移动到开锁位置的情况加以检出时，一旦经过了通电维持时间计时(0.5秒)，微机22即将向开锁继电器26的接通信号切断，以切断向电动机13的通电。23)微机22对上位E⑶19发送开锁确定信号(关于锁定螺栓7是否移动到开锁位置的信号)。24)上位E⑶19将开锁处理是否成功显示在图中未示的指示器上(譬如绿灯表示成功，红灯闪烁表示失败等)。25)上位E⑶19将电源供给信号切断且将第二开关部24切断，以切断电动转向锁定装置I的电源。26)上位E⑶19在“开锁处理成功”的情况下，将IG继电器36接通，且将IG电源接通，以实施发动机起动处理。27)在“开锁处理失败”的情况下，当上位E⑶19在19)的计时开始后2. 5秒内检出了驾驶员对发动机通/断开关的操作时，在该2. 5秒经过之前待机，而在经过了 2. 5秒之后对微机22开始实施19)的处理，从而实施开锁处理。在该电动机过热保护模式下，将通电维持时间设定为O. 5秒，将开锁动作时间设定为2. 5秒，将通电中止时间设定为2. O秒，因此电动机13的负荷比为O. 5/2. 5 = O. 2，比正常模式时的负荷比O. 4更小。如上所述，本实施方式的电动转向锁定装置I在尽管收到来自驾驶员的开锁指令且已实施正常模式的开锁处理但未能检出锁定螺栓7向开锁位置的移动时，S卩，在判断为锁定螺栓7已嵌入转向轴时，会将下一次的开锁处理的模式从正常模式切换成电动机过热保护模式，并且缩短了向电动机13的通电时间，从而使电动机13的负荷比比正常模式时的负荷比更小，因此即使驾驶员频繁重复实施开锁处理，也能抑制电动机13过热，防止线圈断线等热故障发生。并且，这种效果是通过切换开锁处理的模式来得到的，因此无须使用内装过热保护装置的电动机等，能够避免大型化和成本上升。另外，本实施方式是使电动机过热保护模式下的电动机13的通电维持时间比正常模式短，来降低电动机13的负荷比，因此能够缩短整体的开锁动作时间，不会影响向驾驶员的响应性而能够抑制电动机13的发热。另外，电动机13 —般是随着温度上升而降低转矩，而本实施方式则是在电动机过热保护模式下缩短通电维持时间，在温度更低而转矩较高时使电动机13工作，并且数次重复这一动作，由此使锁定螺栓7从锁定位置向开锁位置移动，因此能够有效地实施开锁处理。另外，本实施方式的电动转向锁定装置I将电动机过热保护模式时的通电维持时间设定成比开锁保障通电时间更短，因此虽然有时一次开锁处理不能使锁定螺栓7移动到开锁位置，但通过缩短开锁动作时间而不影响对于驾驶员的响应性(譬如驾驶员操纵了发动机通/断开关后到开锁失败等的警告灯亮灯为止的时间)，不会给驾驶员带来异样感，能够通过驾驶员的数次开锁操作使锁定螺栓7可靠地移动到开锁位置。而且在本实施方式中，是使电动机过热保护模式时的开锁动作时间与正常模式时 相同，因此能够将对驾驶员做出响应的时间固定，不会给驾驶员带来异样感。本实施方式是将通电维持时间(正常模式)设定为O. I秒，将通电维持时间(电动机过热保护模式)设定为O. 5秒，将开锁动作时间设定为2. 5秒，将开锁保障通电时间设定为
I.O秒，但这只是一个示例，不限于上述数值，譬如可以在由通电维持时间(电动机过热保护模式)和开锁动作时间计算出的电动机13的负荷比即使在反复实施开锁处理的情况下也不会超过以下的上限负荷比的范围内任意设定通电维持时间(电动机过热保护模式)及开锁动作时间，所述上限负荷比是以电动机13的温度不会超过规定值的方式通过预先试验等算出的。另外，本实施方式中的上位ECU19是以在向微机22供给电源的同时开始计数的方式来构成用于设定开锁动作时间的计时器的，但不限于此结构，譬如也可以将向微机22发送开锁动作信号作为“开锁处理的开始”，且在向微机22发送开锁动作信号的同时使用于设定开锁动作时间的计时器开始计数。在这种情况下，可以是上位ECU19在计时开始后于开锁动作时间(2. 5秒)内检测到驾驶员对发动机通/断开关的操作时，在该开锁动作时间(2. 5秒)经过之前待机，且在开锁动作时间(2. 5秒)经过之后向微机22返送开锁动作信号。另外，本实施方式是在前面的开锁处理中连续两次发生“开锁处理失败”时将下一次的开锁处理转变成电动机过热保护模式，但不限于此种结构，譬如也可以是根据前面的一次“开锁处理失败”就直接转变成电动机过热保护模式，或根据前面连续三次以上的“开锁处理失败”来转变成电动机过热保护模式。另外，不限于“开锁处理失败”连续发生的情况下，也可以是在规定时间内发生规定次数的“开锁处理失败”的情况下转变成电动机过热保护模式。
权利要求
1.一种电动转向锁定装置，具备锁定螺栓，该锁定螺栓能够在与车辆的转向轴卡合的锁定位置与解除这种卡合的开锁位置之间移动；电动机，该电动机使所述锁定螺栓移动；控制装置，该控制装置控制向所述电动机的通电，来实施锁定/开锁处理；位置检出装置，该位置检出装置与所述控制装置电气连接，至少能够将所述锁定螺栓位于开锁位置的情况予以检出，其特征在于， 所述控制装置基于预先设定的维持向所述电动机通电的通电维持时间以及使通电中止的通电中止时间来控制所述电动机，从而实施正常模式的开锁处理， 在虽然收到来自驾驶员的开锁指令且已实施所述正常模式的开锁处理但未能检出所述锁定螺栓向开锁位置的移动时，所述控制装置将根据来自驾驶员的下一次开锁指令而实施的开锁处理的模式切换成通电维持时间被设定成比所述正常模式时的通电维持时间更短的电动机过热保护模式，从而使根据通电维持时间及通电中止时间进行计算的负荷比比所述正常模式时的负荷比更小。
2.如权利要求I所述的电动转向锁定装置，其特征在于，将所述电动机过热保护模式时的所述通电维持时间设定成比开锁保障通电时间更短，该开锁保障通电时间用于保障在规定条件下所述锁定螺栓从锁定位置向开始位置的移动。
3.如权利要求I或2所述的电动转向锁定装置，其特征在于，将所述电动机过热保护模式时的通电中止时间设定成由所述通电维持时间和所述通电中止时间构成的开锁动作时间在所述正常模式时和所述电动机过热保护模式时是相同的。
4.如权利要求I或2所述的电动转向锁定装置，其特征在于， 所述控制装置具备接收来自驾驶员的开锁指令的上位ECU、以及一旦收到来自该上位ECU的锁定/开锁动作信号便控制向所述电动机的通电从而实施锁定/开锁处理的微机，所述通电维持时间受所述微机控制，同时所述通电中止时间受所述上位ECU控制， 所述上位ECU通过以下方式来设定所述通电中止时间在开始开锁处理后于规定的开锁动作时间内收到所述开锁指令时，在所述开锁动作时间经过之前待机，且在所述开锁动作时间经过之后开始开锁处理。
5.如权利要求3所述的电动转向锁定装置，其特征在于， 所述控制装置具备接收来自驾驶员的开锁指令的上位ECU、以及一旦收到来自该上位ECU的锁定/开锁动作信号便控制向所述电动机的通电从而实施锁定/开锁处理的微机，所述通电维持时间受所述微机控制，同时所述通电中止时间受所述上位ECU控制， 所述上位ECU通过以下方式来设定所述通电中止时间在开始开锁处理后于规定的开锁动作时间内收到所述开锁指令时，在所述开锁动作时间经过之前待机，且在所述开锁动作时间经过之后开始开锁处理。
全文摘要
一种电动转向锁定装置，无须增加成本而可用简单的结构防止电动机过热导致的热故障。一种电动转向锁定装置，基于预先设定的维持向电动机通电的通电维持时间及中止通电的通电中止时间来控制电动机以实施正常模式的开锁处理，在虽然收到来自驾驶员的开锁指令且实施了正常模式的开锁处理但未能检出锁定螺栓向开锁位置的移动的情况下，将根据来自驾驶员的下一次开锁指令而实施的开锁处理的模式切换成通电维持时间被设定成比正常模式时的通电维持时间更短的电动机过热保护模式，从而使由通电维持时间及通电中止时间计算出的负荷比比正常模式时的负荷比更小。
文档编号B60R25/0215GK102910144SQ20121023816
公开日2013年2月6日 申请日期2012年7月10日 优先权日2011年7月15日
发明者土肥泉, 野间秀树, 中西雅之 申请人:株式会社有信