ステアリングロック駆動回路、ステアリングロック装置
【課題】マイコンの不具合により意図しないロック又はアンロックが起こることなく、シフトポジションに関係なくロックの解除が可能なステアリングロック駆動回路を提供すること。
【解決手段】車両状況の検出結果に応じてステアリングのロック命令又はアンロック命令を出力するマイコン３０と、ステアリングをロックするロック部材がアンロック位置にあることを検出するアンロックセンサ２３から取得した、アンロック信号を保持するラッチ回路３１１と、ラッチ回路の論理否定の信号と、シフトポジションがパーキング位置であることを示すパーキング信号を入力とする論理和回路３１３と、前記ロック命令又は前記アンロック命令、前記論理和回路の出力、及び、車両から検出された情報が所定の条件を満たす場合に生成される条件一致信号を入力とする論理積回路３１４と、を有するステアリングロック駆動回路１００を提供する。
【解決手段】車両状況の検出結果に応じてステアリングのロック命令又はアンロック命令を出力するマイコン３０と、ステアリングをロックするロック部材がアンロック位置にあることを検出するアンロックセンサ２３から取得した、アンロック信号を保持するラッチ回路３１１と、ラッチ回路の論理否定の信号と、シフトポジションがパーキング位置であることを示すパーキング信号を入力とする論理和回路３１３と、前記ロック命令又は前記アンロック命令、前記論理和回路の出力、及び、車両から検出された情報が所定の条件を満たす場合に生成される条件一致信号を入力とする論理積回路３１４と、を有するステアリングロック駆動回路１００を提供する。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ステアリングの回転を制限するステアリングロック駆動回路に関する。
【背景技術】
【０００２】
車両には盗難防止用にステアリングシャフトの回転をロックするロック機構が搭載されている。例えば、メカニカルキーがキーシリンダから抜かれた状態で乗員等がステアリングを回すと、ステアリングの回転が制限されるようになる。また、車両がキーを認証して、エンジン始動などを許可する電子キーシステムの場合、予め定められた条件が成立するとロック機構がステアリングシャフトの回転をロックする（以下、単に「ステアリングをロックする」という）。後者を電子式ステアリングロックシステムという。
【０００３】
図１は、従来の電子式ステアリングロックシステムの一例を説明する図である。統合マイクロコンピュータ２３０は、電子キーの認証が成立したという認証結果を取得すると、イグニッションがオフしていること等を条件に、ロック用電源供給命令ポート３３０からＡＮＤ回路４３０にロック電源供給命令を出力する。このＡＮＤ回４３０にはＯＲ回路４１０を介してシフトポジションが“Ｐ”の時に“１”となる信号が供給されている。したがって、図１では、イグニッションがオフ、シフトポジションが“Ｐ”になるとステアリングがロックされる。走行中にこの成立条件が成立することはないとしてよいので、走行中に誤作動してステアリングがロックされることはない。
【０００４】
また、図１の保護回路３８０は統合ＥＣＵがソフト的に実現するのでなく、ハード的な回路により実現されている。このため、統合ＥＣＵ（統合マイクロコンピュータ２３０）の動作に不具合が生じても保護回路３８０は影響を受けず、ステアリングをロックするための条件の成立を正確に判定できる。
【０００５】
また、アンロック時は、統合マイクロコンピュータ２３０がアンロック信号をＯＲ回路４２０に出力することでステアリングのロックが解除されるので、シフトポジションが“Ｐ”以外でもステアリングロックを解除できる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２０１０−２６４８３６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかしながら、図のような回路では、統合マイクロコンピュータ２３０が起動中や統合マイクロコンピュータ２３０に不具合が生じている場合、ステアリングロックが解除されるおそれがある。例えば、統合マイクロコンピュータ２３０がアンロック信号をＯＲ回路４２０に出力するだけでアンロックされてしまう。
【０００８】
このような解除を防ぐため、ロック信号と同様にシフトポジション信号をアンロックの条件とすることが考えられるが、そうするとシフトポジションが“Ｐ”でなければステアリングのロックを解除できなくなってしまう。
【０００９】
エンジン始動時の乗員の動作を考慮すると、従来のメカニカルキーによるエンジン始動では、シフトポジションは“Ｎ”でもエンジン始動が可能であった。これに対し、電子キーシステムではシフトポジションが“Ｐ”でなければステアリングロックを解除できないことになる。すなわち、実質的にシフトポジションＰでなければエンジン始動できない。このため、乗員によっては不便と感じるおそれがある。
【００１０】
仮に、シフトポジションを“Ｐ”にして乗員がエンジン始動した場合でも、乗員がエンジンスイッチ（スタートボタン）を押下した後、短時間に（連続した動作で）シフトポジションをＮ（Ｐ以外）にすると、ステアリングロックの解除の途中にシフトポジションが“Ｎ”になるおそれがある。この場合、ステアリングシャフトをロックするロックバーの位置がアンロック位置まで到達していないので、乗員は再度、エンジン始動をやり直す必要に迫られるおそれがある。
【００１１】
本発明は、上記課題に鑑み、マイコンの不具合により意図しないロック又はアンロックが起こることなく、シフトポジションに関係なくロックの解除が可能なステアリングロック駆動回路を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
本発明は、車両状況の検出結果に応じてステアリングのロック命令又はアンロック命令を出力するマイコンと、ステアリングをロックするロック部材がアンロック位置にあることを検出するアンロックセンサから取得した、アンロック信号を保持するラッチ回路と、前記ラッチ回路の論理否定の信号と、シフトポジションがパーキング位置であることを示すパーキング信号を入力とする論理和回路と、前記ロック命令又は前記アンロック命令、前記論理和回路の出力、及び、車両から検出された情報が所定の条件を満たす場合に生成される条件一致信号を入力とする論理積回路と、を有するステアリングロック駆動回路を提供する。
【発明の効果】
【００１３】
マイコンの不具合により意図しないロック又はアンロックが起こることなく、シフトポジションに関係なくロックの解除が可能なステアリングロック駆動回路を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】従来のステアリングロックの成立条件の一例を説明する図である。
【図２】本実施形態のステアリングロック装置の特徴部を説明する図の一例である。
【図３】ステアリングロック装置の概略構成図の一例である。
【図４】ステアリングロック装置のシステム構成を説明する図の一例である。
【図５】ハード回路の構成図の一例である。
【図６】Ｓ端子、Ｒ端子の入力とＱ端子からの出力の関係を示す図の一例である。
【図７】ハード回路から得られるロック命令又はアンロック命令の駆動許可出力が出力される条件を説明するフローチャート図の一例である。
【発明を実施するための形態】
【００１５】
以下、本発明を実施するための形態について図面を参照しながら説明する。
図２は、本実施形態のプッシュスタート制御ＥＣＵ１００の特徴部を説明する図の一例である。図示するように、プッシュスタート制御ＥＣＵ１００は、以下の３つの条件が成立する場合に、ステアリングをロック又はアンロックする。
（１）マイコンのロック命令又はアンロック命令
（２）アンロックセンサがアンロック位置以外を検出又はシフトポジションが“Ｐ”
（３）車速がゼロ
走行中を想定すると、ロックバーはアンロック位置にあるはずである。このため、アンロックセンサはアンロック位置＝“１”を出力する。ラッチ回路３１１はセット又はリセットされた状態を保持するので、アンロック位置＝“１”を保持する。ラッチ回路３１１の出力はＮＯＴ回路３１２で“０”に反転されるので、ラッチ回路３１１からＯＲ回路３１３への入力は“０”である。ＯＲ回路３１３にはシフトポジションセンサの検出信号が入力されるが、走行中にシフトポジションがＰになることは極めてまれである。したがって、走行中に、ＡＮＤ回路３１４が駆動許可出力を出力することはない。また、仮にマイコンが不具合を起こしても、走行中はシフトポジションと車速により誤ロックを防止できる。
【００１６】
また、アンロックセンサが振動などによりロック位置を検出しても、ラッチ回路３１１は“１”の状態を保持している。このため、走行中にロックバーが移動してロック位置が検出されても、ラッチ回路３１１が“０”を出力するおそれはない。
【００１７】
また、駐車中、アンロックセンサはロック位置を検出している。すなわち、ラッチ回路３１１は“０”を保持する。ラッチ回路３１１の出力はＮＯＴ回路３１２で“１”に反転されるので、ラッチ回路３１１からＯＲ回路３１３への入力は“１”である。ここで、乗員（運転者を含む）がアンロック操作（エンジン始動操作）を行う際、シフトポジションを“Ｐ”にしなかったとする。このため、ＯＲ回路３１３にはシフトポジションセンサの検出信号として“０”が入力されるが、ＮＯＴ回路３１２から“１”が入力されるため、ＯＲ回路３１３は“１”をＡＮＤ回路３１４に出力する。このため、マイコン３０がアンロック命令を出力し、車速がゼロであれば、シフトポジションの位置に関係なくステアリングのロックが解除される（エンジン始動される）。
【００１８】
従って、本実施形態のプッシュスタート制御ＥＣＵ１００は、ラッチ回路３１１がアンロックセンサの検出結果を保持することで、マイコン３０の不具合などによる走行中の誤ロックをより確実に防止し、かつ、シフトポジションが“Ｐ”以外でもアンロックを可能にすることができる。
【００１９】
〔構成例〕
図３は、本実施形態のステアリングロック装置３００の概略構成図の一例を示す。ステアリングロック装置３００は、プッシュスタート制御ＥＣＵ１００及びステアリングロックＡＳＳＹ２００を有する。両者のマイコン３０と４１は、例えばＬＩＮ（Local Interconnect Network）やＣＡＮ（Controller Area Network）の車載ネットワークを介して接続されている。また、プッシュスタート制御ＥＣＵ１００のハード回路３１とステアリングロックＡＳＳＹ２００のモータ駆動回路４２は直接、接続されている。
【００２０】
プッシュスタート制御ＥＣＵ１００は、マイコン３０及びハード回路３１を有する。マイコン３０は、ＣＰＵ、ＲＡＭ、ＲＯＭ、ＣＡＮＣ（ＣＡＮ Controller）、及び、入出力Ｉ／Ｏ等がバスを介して接続されたコンピュータである。マイコン３０は、ＣＰＵがＲＯＭに記憶されたプログラムを実行することで、制御命令、リセット信号、及び、ロック命令／アンロック命令を出力するか否かを判定している。
【００２１】
プッシュスタート制御ＥＣＵ１００のマイコン３０は、配線Ａを介して制御命令をステアリングロックＡＳＳＹ２００のマイコン４１に送信する。制御命令には、ロックのための正転命令、アンロックのための逆転命令、ロック又はアンロックを停止させる停止命令等がある。また、ステアリングロックＡＳＳＹ２００のマイコン４１は、配線Aを介してプッシュスタート制御ＥＣＵ１００のマイコン３０に、ロック完了、アンロック完了、又は、停止完了などの動作情報を通知する。
【００２２】
また、プッシュスタート制御ＥＣＵ１００は、配線Bを介して駆動許可出力をステアリングロックＡＳＳＹ２００に出力する。プッシュスタート制御ＥＣＵ１００は、ステアリングをロックする時もステアリングのロックを解除する時も駆動許可出力をステアリングロックＡＳＳＹ２００に出力する。ロックかアンロックかを制御するのは配線Ａの制御命令である。
【００２３】
ハード回路３１は、駆動許可出力を出力する条件が成立したか否かをハード的に判定し、駆動許可出力を出力する回路である。マイコン３０とハード回路３１は、ロック命令又はアンロック命令の出力判定と、駆動許可出力の出力判定において重複した条件を判定してもよいし、全く異なる条件を判定してもよい。
【００２４】
ステアリングロックＡＳＳＹ２００は、マイコン４１、モータ駆動回路４２及ぶステアリングロック駆動モータ（以下、単に駆動モータという）４３を有する。マイコン４１は、ＣＰＵ、ＲＡＭ、ＲＯＭ、ＣＡＮＣ（ＣＡＮ Controller）、及び、入出力Ｉ／Ｏ等がバスを介して接続されたコンピュータである。マイコン４１は、マイコン３０からの制御命令に基づき、モータ駆動回路４２の回転、停止及び回転方向を制御する。
【００２５】
マイコン４１がマイコン３０から正転命令を受信した場合、マイコン４１は駆動モータ４３の回転方向をロック側（正転側）に制御する。マイコン４１がマイコン３０から逆転命令を受信した場合、マイコン４１は駆動モータ４３の回転方向をアンロック側（逆転側）に制御する。モータ駆動回路４２は、駆動許可出力を受け付けると駆動電流を生成し、駆動モータ４３に供給する。なお、駆動モータ４３は例えばＤＣモータである。
【００２６】
図４は、ステアリングロック装置３００のシステム構成を説明する図の一例である。まず、ボディＥＣＵ１９には、エンジンスイッチ１１、カーテシセンサ１２、ストップランプスイッチ１３、シフトポジションセンサ１６、ＩＧリレー１４、ＡＣＣリレー１５、車速センサ１７及びプッシュスタート制御ＥＣＵ１００が接続されている。
【００２７】
エンジンスイッチ１１は押しボタン式のモーメンタリスイッチであり、内部から初期位置方向に弾性体による付勢力が与えられている。すなわち、運転者が押している間だけオン信号を出力する。カーテシセンサ１２はドアの開閉を検出するセンサであり、ドア毎に配置されている。ストップランプスイッチ１３は、ブレーキペダルの踏み込み時にオンとなるスイッチである。
【００２８】
ＡＣＣリレー１５は、バッテリからアクセサリー機器と呼ばれる機器（オーディオ類、ナビ、室内灯等）に供給される電源をオン又はオフするリレーである。ＩＧリレー１４は、バッテリから走行時に必要な機器（メーター系、ワイパー、イグニッションコイル、インジェクタなど）に供給される電源をオン又はオフするリレーである。シフトポジションセンサ１６は、シフトレバーの位置（シフトポジション）を検知し、検知されたシフトポジションに応じた電気信号を出力する。車速センサ１７は、例えば、車輪の回転に連動してパルス信号を出力するセンサであり、各ＥＣＵは単位時間のパルス数から車速を求めることができる。
【００２９】
プッシュスタート制御ＥＣＵ１００は、不図示の室内アンテナ及び室外アンテナと接続されており、電子キー１８と通信する。ドアロック状態では、プッシュスタート制御ＥＣＵ１００は、室外アンテナを用いて車両の外に電子キー１８の検知エリアを形成する。検知エリアは室外アンテナからリクエスト電波が届く範囲である。また、プッシュスタート制御ＥＣＵ１００は、運転席ドアの開閉、ブレーキペダルの踏み込み、エンジンスイッチ１１のオンの際など、予め決まった状況で、室内アンテナを用いて車内に電子キー１８の検知エリアを形成する。
【００３０】
プッシュスタート制御ＥＣＵ１００は検知エリアの電子キー１８にIDコードのリクエスト電波を送信する。運転者が携帯する電子キー１８はIDコードが含まれるレスポンス電波を送信する。プッシュスタート制御ＥＣＵ１００はチューナでレスポンス電波を受信し、受信したＩＤコードが予め記憶するＩＤコードと一致するか否かにより電子キー１８を認証する。
【００３１】
ボディＥＣＵ１９は、電子キー１８の認証結果などに基づき、エンジン始動及び停止を管理している。ステアリングのロックは例えばエンジン始動の一連の手順の中で行われ、ステアリングのロックの解除は例えばエンジン停止の一連の手順の中で行われる。ステアリングのロック及びステアリングのロックの解除の手順については後述する。
【００３２】
駆動モータ４３はロックバー２１をステアリングシャフト２５に対し接近する方向と離間する方向に駆動する。ロックバー２１には、位置検出用に例えば永久磁石２２が固定されている。ロックバー２１と対向する場所（例えば、ステアリングロックＡＳＳＹ２００の基板上）にはアンロックセンサ２３とロックセンサ２４が固定されている。アンロックセンサ２３及びロックセンサ２４は例えばホール素子を有し、永久磁石２２の位置により変化する磁束密度を検出している。したがって、アンロックセンサ２３はロックバー２１がアンロック位置にあることを、ロックセンサ２４はロックバー２１がロック位置にあることを、それぞれ検出する。
【００３３】
アンロックセンサ２３とロックセンサ２４はプッシュスタート制御ＥＣＵ１００に接続されており、プッシュスタート制御ＥＣＵ１００はロックバー２１がアンロック状態又はロック状態となっていることを検出することができる。
【００３４】
駆動許可出力により、ステアリングロックＡＳＳＹ２００が駆動モータ４３を正方向に回転させると、ロックバー２１がステアリングシャフト２５に接近する方向に移動する。ステアリングシャフト２５は、軸の円周に複数の凹部を有し、ロックバー２１が接近するとロックバー２１の先端とこの凹部が係合する。係合した状態では、ロックバー２１がステアリングシャフト２５の回転を制限するロック状態となる。ステアリングロックＡＳＳＹ２００は、ロックセンサ２４の出力によりロックバー２１がロック状態になったことを検出すると駆動モータ４３を停止する。
【００３５】
同様に、駆動許可出力により、ステアリングロックＡＳＳＹ２００が駆動モータ４３を逆方向に回転させると、ロックバー２１がステアリングシャフト２５と離間する方向に移動する。この移動により、ロックバー２１の先端と凹部の係合が解消された、アンロック状態となる。ステアリングロックＡＳＳＹ２００は、アンロックセンサ２３の出力によりロックバー２１がアンロック状態になったことを検出すると駆動モータ４３を停止する。
【００３６】
〔ステアリングロックの動作手順〕
ステアリングがロックされる状況の一例としては、乗員がエンジン停止後、降車した場合が挙げられる。
（Ａ１）車両の停車後（車速はゼロ）、乗員はシフトポジションを例えば“P”にしてエンジンスイッチ１１を押下する。
（Ａ２）ボディＥＣＵ１９は、シフトポジション＝Pをシフトポジションセンサ１６から検出し、車速センサ１７から車速がゼロであることを検出し、エンジンを停止可能な状況であると判定する。これにより、ＩＧリレー１４とＡＣＣリレー１５をオフにする。これによりエンジンは停止する。
（Ａ３）プッシュスタート制御ＥＣＵ１００はＩＧリレー１４とＡＣＣリレー１５のオフを検出する。なお、プッシュスタート制御ＥＣＵ１００にはＩＧリレー１４とＡＣＣリレー１５のオフに関係なくバッテリから電力供給される。
（Ａ４）運転者がドアを開けると、カーテシセンサ１２がドア開を検出する。
（Ａ５）プッシュスタート制御ＥＣＵ１００はボディＥＣＵ１９を介してカーテシセンサ１２によるドア開という検出結果を取得する。これと（Ａ３）の電源のオフにより、プッシュスタート制御ＥＣＵのマイコン３０は、ステアリングをロックする状況であると判定する。マイコン３０は、ステアリングロックＡＳＳＹ２００のマイコン４１に正転命令を、後述するＡＮＤ回路３１４にロック命令を出力する。
【００３７】
この（Ａ５）ロック命令が上記（１）のマイコン３０のロック命令に相当する。したがって、プッシュスタート制御ＥＣＵ１００は、ハード回路３１による残りの（２）（３）の条件が成立するか否かの判定結果に応じて、駆動許可出力をステアリングロックＡＳＳＹに出力する。
（Ａ６）ステアリングロックＡＳＳＹ２００は駆動モータ４３を正回転させてステアリングをロックする。ステアリングロックＡＳＳＹ２００はロック完了をプッシュスタート制御ＥＣＵ１００に通知する。
【００３８】
〔ステアリングロック解除の動作手順〕
ステアリングのロックが解除される状況の一例としては、乗員が車両に乗車し、エンジンスイッチ１１を押下した場合が挙げられる。エンジンスイッチ１１の押下時、乗員がブレーキペダルを踏み込めばエンジンが始動し、踏み込まなければ電源状態が遷移する（電源ＯＦＦ→ＡＣＣ
ＯＮモード、ＩＧ ＯＮモード（エンジンは始動しない））。いずれの場合でもステアリングのロックが解除される点では同様であるが、ここではエンジン始動を例にして説明する。
（Ｂ１）乗員（運転者）が電子キー１８を携帯して乗車する。
（Ｂ２）運転者はエンジン始動の際、ブレーキペダルを踏み込むので、ボディＥＣＵ１９はブレーキペダルの踏み込みを検出する。
（Ｂ３）ボディＥＣＵ１９はブレーキペダルの踏み込みにより、プッシュスタート制御ＥＣＵ１００に電子キー１８の照合を要求する。
（Ｂ４）プッシュスタート制御ＥＣＵ１００は、室内アンテナを用いて運転席を含む検知エリアを形成する（リクエスト電波を送信する）。
（Ｂ５）運転者が携帯する電子キー１８はレスポンス電波をチューナに送信する。
（Ｂ６）プッシュスタート制御ＥＣＵ１００はレスポンス電波に含まれるＩＤコードの認証が成立するとボディＥＣＵ１９に認証ＯＫを通知する。
（Ｂ７）運転者は、エンジン始動のため、シフトポジションをＰ（又はＮ）に設定し、エンジンスイッチ１１を押下する。ボディＥＣＵ１９はエンジンスイッチの押下を検出する。
（Ｂ８）ボディＥＣＵ１９はエンジン始動条件（エンジンスイッチがオン、シフトポジション＝Ｐ（又はＮ）、ブレーキペダルの踏み込み、認証ＯＫ）が満たされていることを検出すると、ＡＣＣリレー１５及びＩＧリレー１４を順にオンにする。
（Ｂ９）プッシュスタート制御ＥＣＵ１００のマイコン３０は電源モードがＩＧ ＯＮモードに遷移したことを検出して、ステアリングロックＡＳＳＹ２００のマイコン４１に逆転命令を、後述するＡＮＤ回路３１４にアンロック命令を出力する。
【００３９】
この（Ｂ９）アンロック命令が上記（１）のマイコン３０のアンロック命令に相当する。したがって、プッシュスタート制御ＥＣＵ１００は、ハード回路３１による残りの（２）（３）の条件の判定結果に応じて、駆動許可出力をステアリングロックＡＳＳＹ２００に出力する。
（Ｂ１０）ステアリングロックＡＳＳＹ２００は駆動モータ４３を逆回転させてステアリングのロックを解除する。ステアリングロックＡＳＳＹ２００はアンロック完了をプッシュスタート制御ＥＣＵ１００に通知する。
（Ｂ１１）ボディＥＣＵは、プッシュスタート制御ＥＣＵ１００からアンロック完了の通知を取得して、エンジンＥＣＵにエンジン始動を要求する。
（Ｂ１２）エンジンＥＣＵはスタータリレーをオンにしてエンジンを始動させる。ボディＥＣＵ１９は、エンジンＥＣＵからエンジン回転数又はエンジン始動通知を取得することで、エンジン始動を検出する。
【００４０】
なお、上記の手順は車両の駆動力を内燃機関のみとする車両のエンジン始動方法であるが、電気モータを動力とする車両（ＥＶ）又は電気モータを一部の動力とする車両（ＨＶ）においても、ステアリングのロックの解除の手順はほぼ同じである。
【００４１】
〔ハード回路について〕
図５は、ハード回路３１の構成図の一例である。ハード回路３１は５つの入力ポートを有し、入力ポート１、２にはマイコン３０が、入力ポート３にはアンロックセンサ２３が、入力ポート４にはシフトポジションセンサ１６が、入力ポート５には車速センサ１７が、それぞれ接続されている。また、ハード回路３１は１つの出力ポートを有し、出力ポートはモータ駆動回路４２に接続されている。なお、入力ポート５に車速センサ１７でなく、位置の変化量などの情報を入力してもよい。また、さらに入力ポートを設け、入力ポートからの情報をＡＮＤ回路３１４の入力に供給することで、駆動許可出力の条件を厳格化できる。
【００４２】
入力ポート１はＡＮＤ回路３１４の第１の入力に、入力ポート２はラッチ回路３１１のＲ端子に、入力ポート３はラッチ回路３１１のＳ端子に、入力ポート４はＯＲ回路３１３の第２の入力に、入力ポート５はＡＮＤ回路３１４の第３の入力に、それぞれ接続されている。
【００４３】
入力ポート１にはロック命令（アクティブＨｉｇｈ）又はアンロック命令（アクティブＨｉｇｈ）が入力され、入力ポート２にはリセット信号（アクティブＨｉｇｈ）が入力され、入力ポート３にはアンロックセンサ２３の検出信号が、入力ポート４にはシフトポジションセンサ１６の検出信号が、入力ポート５には車速が、それぞれ入力される。入力ポート３は、アンロックセンサ２３の検出信号がアンロックを示す場合にＨｉｇｈ信号を生成し、それ以外の状態を示す場合にＬｏｗ信号を生成する。入力ポート４は、シフトポジションセンサ１６の検出信号がＰ（パーキング）を示す場合にＨｉｇｈ信号を生成し、それ以外の状態を示す場合にＬｏｗ信号を生成する。入力ポート５は、車速がゼロの場合にＨｉｇｈ信号を生成し、それ以外の場合にＬｏｗ信号を生成する。
【００４４】
ラッチ回路３１１はいわゆるＲＳフリップフロップである。ＲＳフリップフロップは、Ｓ端子とＲ端子の入力（Ｈ ｏｒ Ｌ）の組み合わせに応じて、内部で保持する状態を変化させる。内部で保持されている状態は出力端子Ｑから観測される。
図６はＳ端子、Ｒ端子の入力とＱ端子からの出力の関係を示す図の一例である。Ｓ端子がＬｏｗ、Ｒ端子がＬｏｗの時、保持する情報に変化はない。図示するように、Ｓ端子がＬｏｗ、Ｒ端子がＨｉｇｈの時、保持する情報はＬＯＷにリセットされ、Ｓ端子がＨｉｇｈ、Ｒ端子がＬｏｗの時、保持する情報はＬｏｗにセットされる。Ｓ端子がＨｉｇｈ、Ｒ端子がＨｉｇｈの状態については後述する。
【００４５】
ここで、マイコン３０はロックセンサ２４がロック位置を検出した時にだけ一時的にリセット信号を出力する。この時、ロックバー２１はロック位置にあり、アンロックセンサ２３はアンロック位置を検出しないので、Ｓ端子の入力はＬｏｗである。したがって、ステアリングシャフト２５がロック状態になると、ラッチ回路３１１はＬｏｗにリセットされ、その状態を保持する。
【００４６】
また、アンロックセンサ２３はアンロック位置を検出するとＨｉｇｈを出力するので、Ｓ端子の入力はＨｉｇｈになる。この時、マイコン３０はリセット信号を出力しないので、Ｒ端子の入力はＬｏｗとなる。したがって、ステアリングがアンロック状態になると、ラッチ回路３１１はＨｉｇｈにセットされ、その状態を保持する。このように、ラッチ回路３１１はステアリングがロック状態（Ｌｏｗ）かアンロック状態（Ｈｉｇｈ）かを保持する。
【００４７】
なお、一般にはＳ端子とＲ端子が共にＨｉｇｈとなることは禁止されるが、本実施形態ではＳ端子とＲ端子が共にＨｉｇｈの場合、ラッチ回路３１１はＨｉｇｈにセットされ、その状態を保持する。こうすることで、マイコン３０に不具合が生じてリセット信号を継続的に出力した場合でも、ラッチ回路３１１はＨｉｇｈ（すなわちアンロック状態）を保持することができる。
【００４８】
ラッチ回路３１１がいったんアンロック状態を記憶すると、マイコン３０がリセット信号を出力しない限り、ロック状態を記憶しないので、アンロックセンサ２３がアンロック位置以外の状態を検出しても、Ｑ端子の出力がＬｏｗとなることはない。
【００４９】
ラッチ回路３１１のＱ端子はＮＯＴ回路３１２に接続されているので、ラッチ回路３１１がアンロック状態を保持しているとＬｏｗが、ロック状態を保持しているとＨｉｇｈが、ＯＲ回路３１３の第一入力に入力される。
【００５０】
ＯＲ回路３１３の第二入力には、シフトポジションが“Ｐ”の場合にのみ、Ｈｉｇｈが入力されるので、車両の走行中にシフトポジションが“Ｐ”に設定されることがほとんどないと考えると、走行開始後、ラッチ回路３１１がアンロック状態を保持している間に、ＯＲ回路３１３がＨｉｇｈを出力することはない。
【００５１】
ＡＮＤ回路３１４の第二入力にはＯＲ回路３１３の出力が接続され、第三入力には車速がゼロの場合にのみ、Ｈｉｇｈが入力される。第一入力は上記のとおりロック命令又はアンロック命令である。
【００５２】
このようなハード回路３１によれば、（１）マイコン３０がロック命令又はアンロック命令を出力し、（２）シフトポジションが“Ｐ”又はアンロックセンサ２３がアンロック以外の状態を検出し、（３）車速がゼロ、の３条件が成立しない限り、駆動許可信号を出力しない。
【００５３】
図７は、ハード回路３１から得られるロック命令又はアンロック命令の駆動許可出力が出力される条件を説明するフローチャート図の一例である。
マイコン３０がロック命令又はアンロック命令を出力する（Ｓ１０のＹｅｓ）。この時、ラッチ回路３１１がロック状態であれば（Ｓ２０のＹｅｓ）、車速がゼロの場合に（Ｓ４０のＹｅｓ）、ハード回路３１は駆動許可出力をモータ駆動回路４２に出力する（Ｓ５０）。
【００５４】
Ｓ２０でラッチ回路３１１がロック状態でなくても（Ｓ２０のＮｏ）、シフトポジションが“Ｐ”であれば（Ｓ３０のＹｅｓ）、車速がゼロの場合に（Ｓ４０のＹｅｓ）、ハード回路３１は駆動許可出力をモータ駆動回路４２に出力する（Ｓ５０）。
【００５５】
走行中を想定すると、ラッチ回路３１１はアンロック状態であるので、シフトポジションが“Ｐ”であること及び車速がゼロであることの条件により、仮にマイコン３０に不具合が生じても誤ロックを防止できる。
【００５６】
また、走行中、振動などによりロックバー２１がアンロック側からロック側にずれるような状態が生じると（ロックには至らなくても）、アンロックセンサ２３はＳ端子にＬｏｗを入力する。しかし、それだけではマイコン３０はリセット信号を出力しないので、ラッチ回路３１１はアンロック状態を保持したままである。よって、走行中は、仮にアンロックセンサ２３がロックバー２１の振動の影響を受けても誤ロックを防止できる。
【００５７】
換言すれば、走行中、ラッチ回路３１１は、マイコン３０に不具合が生じリセット信号を継続的に出力し、かつ、ロックバー２１がアンロック側からロック側にずれない限り、アンロック状態を保持する。万一、この状況が生じたとしても、車速がゼロでマイコン３０がロック命令を出力しない限り誤ロックを防止できる。
一方、駐車時に乗員がエンジンスイッチを押下してステアリングがロックされた場合、ラッチ回路３１１はロック状態を保持する。このため、ＮＯＴ回路３１２はＨｉｇｈを出力するので、ＯＲ回路３１３はシフトポジションに関係なくＨｉｇｈを出力する。したがって、運転者はシフトポジションがＮでもステアリングのロックを解除することができる（エンジン始動することができるか否かは車両の仕様によるが、少なくともステアリングのロックの解除条件が影響することはない）。
【００５８】
このため、例えばシフトポジションを“Ｐ”にして乗員がエンジンスイッチ１１を押下した後、短時間にシフトポジションをＮ（Ｐ以外）にしても、アンロックセンサ２３がアンロックを検出するまではラッチ回路３１１はＬｏｗを出力する（ＮＯＴ回路３１２はＨｉｇｈを出力する）。ＯＲ回路３１３はシフトポジションの状態を無効にして、ＡＮＤ回路３１４にＨｉｇｈを出力するので、ロックバー２１の位置がアンロック位置に到達せずに止まることもない。
【００５９】
以上説明したように、本実施形態のステアリングロック装置３００は、ラッチ回路３１１がアンロック状態を記憶することで、マイコン３０の不具合により意図しないロック又はアンロックが起こることを防止できる。また、シフトポジションに関係なくステアリングのロックを解除することができる。
【符号の説明】
【００６０】
１６ シフトポジションセンサ
１７ 車速センサ
１８ 電子キー
２１ ロックバー
２３ アンロックセンサ
２４ ロックセンサ
３０，４１ マイコン
４２ モータ駆動回路
４３ ステアリングロック駆動モータ
１００ プッシュスタート制御ＥＣＵ
２００ ステアリングロックＡＳＳＹ
３００ ステアリングロック装置
３１１ ラッチ回路
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ステアリングの回転を制限するステアリングロック駆動回路に関する。
【背景技術】
【０００２】
車両には盗難防止用にステアリングシャフトの回転をロックするロック機構が搭載されている。例えば、メカニカルキーがキーシリンダから抜かれた状態で乗員等がステアリングを回すと、ステアリングの回転が制限されるようになる。また、車両がキーを認証して、エンジン始動などを許可する電子キーシステムの場合、予め定められた条件が成立するとロック機構がステアリングシャフトの回転をロックする（以下、単に「ステアリングをロックする」という）。後者を電子式ステアリングロックシステムという。
【０００３】
図１は、従来の電子式ステアリングロックシステムの一例を説明する図である。統合マイクロコンピュータ２３０は、電子キーの認証が成立したという認証結果を取得すると、イグニッションがオフしていること等を条件に、ロック用電源供給命令ポート３３０からＡＮＤ回路４３０にロック電源供給命令を出力する。このＡＮＤ回４３０にはＯＲ回路４１０を介してシフトポジションが“Ｐ”の時に“１”となる信号が供給されている。したがって、図１では、イグニッションがオフ、シフトポジションが“Ｐ”になるとステアリングがロックされる。走行中にこの成立条件が成立することはないとしてよいので、走行中に誤作動してステアリングがロックされることはない。
【０００４】
また、図１の保護回路３８０は統合ＥＣＵがソフト的に実現するのでなく、ハード的な回路により実現されている。このため、統合ＥＣＵ（統合マイクロコンピュータ２３０）の動作に不具合が生じても保護回路３８０は影響を受けず、ステアリングをロックするための条件の成立を正確に判定できる。
【０００５】
また、アンロック時は、統合マイクロコンピュータ２３０がアンロック信号をＯＲ回路４２０に出力することでステアリングのロックが解除されるので、シフトポジションが“Ｐ”以外でもステアリングロックを解除できる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２０１０−２６４８３６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかしながら、図のような回路では、統合マイクロコンピュータ２３０が起動中や統合マイクロコンピュータ２３０に不具合が生じている場合、ステアリングロックが解除されるおそれがある。例えば、統合マイクロコンピュータ２３０がアンロック信号をＯＲ回路４２０に出力するだけでアンロックされてしまう。
【０００８】
このような解除を防ぐため、ロック信号と同様にシフトポジション信号をアンロックの条件とすることが考えられるが、そうするとシフトポジションが“Ｐ”でなければステアリングのロックを解除できなくなってしまう。
【０００９】
エンジン始動時の乗員の動作を考慮すると、従来のメカニカルキーによるエンジン始動では、シフトポジションは“Ｎ”でもエンジン始動が可能であった。これに対し、電子キーシステムではシフトポジションが“Ｐ”でなければステアリングロックを解除できないことになる。すなわち、実質的にシフトポジションＰでなければエンジン始動できない。このため、乗員によっては不便と感じるおそれがある。
【００１０】
仮に、シフトポジションを“Ｐ”にして乗員がエンジン始動した場合でも、乗員がエンジンスイッチ（スタートボタン）を押下した後、短時間に（連続した動作で）シフトポジションをＮ（Ｐ以外）にすると、ステアリングロックの解除の途中にシフトポジションが“Ｎ”になるおそれがある。この場合、ステアリングシャフトをロックするロックバーの位置がアンロック位置まで到達していないので、乗員は再度、エンジン始動をやり直す必要に迫られるおそれがある。
【００１１】
本発明は、上記課題に鑑み、マイコンの不具合により意図しないロック又はアンロックが起こることなく、シフトポジションに関係なくロックの解除が可能なステアリングロック駆動回路を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
本発明は、車両状況の検出結果に応じてステアリングのロック命令又はアンロック命令を出力するマイコンと、ステアリングをロックするロック部材がアンロック位置にあることを検出するアンロックセンサから取得した、アンロック信号を保持するラッチ回路と、前記ラッチ回路の論理否定の信号と、シフトポジションがパーキング位置であることを示すパーキング信号を入力とする論理和回路と、前記ロック命令又は前記アンロック命令、前記論理和回路の出力、及び、車両から検出された情報が所定の条件を満たす場合に生成される条件一致信号を入力とする論理積回路と、を有するステアリングロック駆動回路を提供する。
【発明の効果】
【００１３】
マイコンの不具合により意図しないロック又はアンロックが起こることなく、シフトポジションに関係なくロックの解除が可能なステアリングロック駆動回路を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】従来のステアリングロックの成立条件の一例を説明する図である。
【図２】本実施形態のステアリングロック装置の特徴部を説明する図の一例である。
【図３】ステアリングロック装置の概略構成図の一例である。
【図４】ステアリングロック装置のシステム構成を説明する図の一例である。
【図５】ハード回路の構成図の一例である。
【図６】Ｓ端子、Ｒ端子の入力とＱ端子からの出力の関係を示す図の一例である。
【図７】ハード回路から得られるロック命令又はアンロック命令の駆動許可出力が出力される条件を説明するフローチャート図の一例である。
【発明を実施するための形態】
【００１５】
以下、本発明を実施するための形態について図面を参照しながら説明する。
図２は、本実施形態のプッシュスタート制御ＥＣＵ１００の特徴部を説明する図の一例である。図示するように、プッシュスタート制御ＥＣＵ１００は、以下の３つの条件が成立する場合に、ステアリングをロック又はアンロックする。
（１）マイコンのロック命令又はアンロック命令
（２）アンロックセンサがアンロック位置以外を検出又はシフトポジションが“Ｐ”
（３）車速がゼロ
走行中を想定すると、ロックバーはアンロック位置にあるはずである。このため、アンロックセンサはアンロック位置＝“１”を出力する。ラッチ回路３１１はセット又はリセットされた状態を保持するので、アンロック位置＝“１”を保持する。ラッチ回路３１１の出力はＮＯＴ回路３１２で“０”に反転されるので、ラッチ回路３１１からＯＲ回路３１３への入力は“０”である。ＯＲ回路３１３にはシフトポジションセンサの検出信号が入力されるが、走行中にシフトポジションがＰになることは極めてまれである。したがって、走行中に、ＡＮＤ回路３１４が駆動許可出力を出力することはない。また、仮にマイコンが不具合を起こしても、走行中はシフトポジションと車速により誤ロックを防止できる。
【００１６】
また、アンロックセンサが振動などによりロック位置を検出しても、ラッチ回路３１１は“１”の状態を保持している。このため、走行中にロックバーが移動してロック位置が検出されても、ラッチ回路３１１が“０”を出力するおそれはない。
【００１７】
また、駐車中、アンロックセンサはロック位置を検出している。すなわち、ラッチ回路３１１は“０”を保持する。ラッチ回路３１１の出力はＮＯＴ回路３１２で“１”に反転されるので、ラッチ回路３１１からＯＲ回路３１３への入力は“１”である。ここで、乗員（運転者を含む）がアンロック操作（エンジン始動操作）を行う際、シフトポジションを“Ｐ”にしなかったとする。このため、ＯＲ回路３１３にはシフトポジションセンサの検出信号として“０”が入力されるが、ＮＯＴ回路３１２から“１”が入力されるため、ＯＲ回路３１３は“１”をＡＮＤ回路３１４に出力する。このため、マイコン３０がアンロック命令を出力し、車速がゼロであれば、シフトポジションの位置に関係なくステアリングのロックが解除される（エンジン始動される）。
【００１８】
従って、本実施形態のプッシュスタート制御ＥＣＵ１００は、ラッチ回路３１１がアンロックセンサの検出結果を保持することで、マイコン３０の不具合などによる走行中の誤ロックをより確実に防止し、かつ、シフトポジションが“Ｐ”以外でもアンロックを可能にすることができる。
【００１９】
〔構成例〕
図３は、本実施形態のステアリングロック装置３００の概略構成図の一例を示す。ステアリングロック装置３００は、プッシュスタート制御ＥＣＵ１００及びステアリングロックＡＳＳＹ２００を有する。両者のマイコン３０と４１は、例えばＬＩＮ（Local Interconnect Network）やＣＡＮ（Controller Area Network）の車載ネットワークを介して接続されている。また、プッシュスタート制御ＥＣＵ１００のハード回路３１とステアリングロックＡＳＳＹ２００のモータ駆動回路４２は直接、接続されている。
【００２０】
プッシュスタート制御ＥＣＵ１００は、マイコン３０及びハード回路３１を有する。マイコン３０は、ＣＰＵ、ＲＡＭ、ＲＯＭ、ＣＡＮＣ（ＣＡＮ Controller）、及び、入出力Ｉ／Ｏ等がバスを介して接続されたコンピュータである。マイコン３０は、ＣＰＵがＲＯＭに記憶されたプログラムを実行することで、制御命令、リセット信号、及び、ロック命令／アンロック命令を出力するか否かを判定している。
【００２１】
プッシュスタート制御ＥＣＵ１００のマイコン３０は、配線Ａを介して制御命令をステアリングロックＡＳＳＹ２００のマイコン４１に送信する。制御命令には、ロックのための正転命令、アンロックのための逆転命令、ロック又はアンロックを停止させる停止命令等がある。また、ステアリングロックＡＳＳＹ２００のマイコン４１は、配線Aを介してプッシュスタート制御ＥＣＵ１００のマイコン３０に、ロック完了、アンロック完了、又は、停止完了などの動作情報を通知する。
【００２２】
また、プッシュスタート制御ＥＣＵ１００は、配線Bを介して駆動許可出力をステアリングロックＡＳＳＹ２００に出力する。プッシュスタート制御ＥＣＵ１００は、ステアリングをロックする時もステアリングのロックを解除する時も駆動許可出力をステアリングロックＡＳＳＹ２００に出力する。ロックかアンロックかを制御するのは配線Ａの制御命令である。
【００２３】
ハード回路３１は、駆動許可出力を出力する条件が成立したか否かをハード的に判定し、駆動許可出力を出力する回路である。マイコン３０とハード回路３１は、ロック命令又はアンロック命令の出力判定と、駆動許可出力の出力判定において重複した条件を判定してもよいし、全く異なる条件を判定してもよい。
【００２４】
ステアリングロックＡＳＳＹ２００は、マイコン４１、モータ駆動回路４２及ぶステアリングロック駆動モータ（以下、単に駆動モータという）４３を有する。マイコン４１は、ＣＰＵ、ＲＡＭ、ＲＯＭ、ＣＡＮＣ（ＣＡＮ Controller）、及び、入出力Ｉ／Ｏ等がバスを介して接続されたコンピュータである。マイコン４１は、マイコン３０からの制御命令に基づき、モータ駆動回路４２の回転、停止及び回転方向を制御する。
【００２５】
マイコン４１がマイコン３０から正転命令を受信した場合、マイコン４１は駆動モータ４３の回転方向をロック側（正転側）に制御する。マイコン４１がマイコン３０から逆転命令を受信した場合、マイコン４１は駆動モータ４３の回転方向をアンロック側（逆転側）に制御する。モータ駆動回路４２は、駆動許可出力を受け付けると駆動電流を生成し、駆動モータ４３に供給する。なお、駆動モータ４３は例えばＤＣモータである。
【００２６】
図４は、ステアリングロック装置３００のシステム構成を説明する図の一例である。まず、ボディＥＣＵ１９には、エンジンスイッチ１１、カーテシセンサ１２、ストップランプスイッチ１３、シフトポジションセンサ１６、ＩＧリレー１４、ＡＣＣリレー１５、車速センサ１７及びプッシュスタート制御ＥＣＵ１００が接続されている。
【００２７】
エンジンスイッチ１１は押しボタン式のモーメンタリスイッチであり、内部から初期位置方向に弾性体による付勢力が与えられている。すなわち、運転者が押している間だけオン信号を出力する。カーテシセンサ１２はドアの開閉を検出するセンサであり、ドア毎に配置されている。ストップランプスイッチ１３は、ブレーキペダルの踏み込み時にオンとなるスイッチである。
【００２８】
ＡＣＣリレー１５は、バッテリからアクセサリー機器と呼ばれる機器（オーディオ類、ナビ、室内灯等）に供給される電源をオン又はオフするリレーである。ＩＧリレー１４は、バッテリから走行時に必要な機器（メーター系、ワイパー、イグニッションコイル、インジェクタなど）に供給される電源をオン又はオフするリレーである。シフトポジションセンサ１６は、シフトレバーの位置（シフトポジション）を検知し、検知されたシフトポジションに応じた電気信号を出力する。車速センサ１７は、例えば、車輪の回転に連動してパルス信号を出力するセンサであり、各ＥＣＵは単位時間のパルス数から車速を求めることができる。
【００２９】
プッシュスタート制御ＥＣＵ１００は、不図示の室内アンテナ及び室外アンテナと接続されており、電子キー１８と通信する。ドアロック状態では、プッシュスタート制御ＥＣＵ１００は、室外アンテナを用いて車両の外に電子キー１８の検知エリアを形成する。検知エリアは室外アンテナからリクエスト電波が届く範囲である。また、プッシュスタート制御ＥＣＵ１００は、運転席ドアの開閉、ブレーキペダルの踏み込み、エンジンスイッチ１１のオンの際など、予め決まった状況で、室内アンテナを用いて車内に電子キー１８の検知エリアを形成する。
【００３０】
プッシュスタート制御ＥＣＵ１００は検知エリアの電子キー１８にIDコードのリクエスト電波を送信する。運転者が携帯する電子キー１８はIDコードが含まれるレスポンス電波を送信する。プッシュスタート制御ＥＣＵ１００はチューナでレスポンス電波を受信し、受信したＩＤコードが予め記憶するＩＤコードと一致するか否かにより電子キー１８を認証する。
【００３１】
ボディＥＣＵ１９は、電子キー１８の認証結果などに基づき、エンジン始動及び停止を管理している。ステアリングのロックは例えばエンジン始動の一連の手順の中で行われ、ステアリングのロックの解除は例えばエンジン停止の一連の手順の中で行われる。ステアリングのロック及びステアリングのロックの解除の手順については後述する。
【００３２】
駆動モータ４３はロックバー２１をステアリングシャフト２５に対し接近する方向と離間する方向に駆動する。ロックバー２１には、位置検出用に例えば永久磁石２２が固定されている。ロックバー２１と対向する場所（例えば、ステアリングロックＡＳＳＹ２００の基板上）にはアンロックセンサ２３とロックセンサ２４が固定されている。アンロックセンサ２３及びロックセンサ２４は例えばホール素子を有し、永久磁石２２の位置により変化する磁束密度を検出している。したがって、アンロックセンサ２３はロックバー２１がアンロック位置にあることを、ロックセンサ２４はロックバー２１がロック位置にあることを、それぞれ検出する。
【００３３】
アンロックセンサ２３とロックセンサ２４はプッシュスタート制御ＥＣＵ１００に接続されており、プッシュスタート制御ＥＣＵ１００はロックバー２１がアンロック状態又はロック状態となっていることを検出することができる。
【００３４】
駆動許可出力により、ステアリングロックＡＳＳＹ２００が駆動モータ４３を正方向に回転させると、ロックバー２１がステアリングシャフト２５に接近する方向に移動する。ステアリングシャフト２５は、軸の円周に複数の凹部を有し、ロックバー２１が接近するとロックバー２１の先端とこの凹部が係合する。係合した状態では、ロックバー２１がステアリングシャフト２５の回転を制限するロック状態となる。ステアリングロックＡＳＳＹ２００は、ロックセンサ２４の出力によりロックバー２１がロック状態になったことを検出すると駆動モータ４３を停止する。
【００３５】
同様に、駆動許可出力により、ステアリングロックＡＳＳＹ２００が駆動モータ４３を逆方向に回転させると、ロックバー２１がステアリングシャフト２５と離間する方向に移動する。この移動により、ロックバー２１の先端と凹部の係合が解消された、アンロック状態となる。ステアリングロックＡＳＳＹ２００は、アンロックセンサ２３の出力によりロックバー２１がアンロック状態になったことを検出すると駆動モータ４３を停止する。
【００３６】
〔ステアリングロックの動作手順〕
ステアリングがロックされる状況の一例としては、乗員がエンジン停止後、降車した場合が挙げられる。
（Ａ１）車両の停車後（車速はゼロ）、乗員はシフトポジションを例えば“P”にしてエンジンスイッチ１１を押下する。
（Ａ２）ボディＥＣＵ１９は、シフトポジション＝Pをシフトポジションセンサ１６から検出し、車速センサ１７から車速がゼロであることを検出し、エンジンを停止可能な状況であると判定する。これにより、ＩＧリレー１４とＡＣＣリレー１５をオフにする。これによりエンジンは停止する。
（Ａ３）プッシュスタート制御ＥＣＵ１００はＩＧリレー１４とＡＣＣリレー１５のオフを検出する。なお、プッシュスタート制御ＥＣＵ１００にはＩＧリレー１４とＡＣＣリレー１５のオフに関係なくバッテリから電力供給される。
（Ａ４）運転者がドアを開けると、カーテシセンサ１２がドア開を検出する。
（Ａ５）プッシュスタート制御ＥＣＵ１００はボディＥＣＵ１９を介してカーテシセンサ１２によるドア開という検出結果を取得する。これと（Ａ３）の電源のオフにより、プッシュスタート制御ＥＣＵのマイコン３０は、ステアリングをロックする状況であると判定する。マイコン３０は、ステアリングロックＡＳＳＹ２００のマイコン４１に正転命令を、後述するＡＮＤ回路３１４にロック命令を出力する。
【００３７】
この（Ａ５）ロック命令が上記（１）のマイコン３０のロック命令に相当する。したがって、プッシュスタート制御ＥＣＵ１００は、ハード回路３１による残りの（２）（３）の条件が成立するか否かの判定結果に応じて、駆動許可出力をステアリングロックＡＳＳＹに出力する。
（Ａ６）ステアリングロックＡＳＳＹ２００は駆動モータ４３を正回転させてステアリングをロックする。ステアリングロックＡＳＳＹ２００はロック完了をプッシュスタート制御ＥＣＵ１００に通知する。
【００３８】
〔ステアリングロック解除の動作手順〕
ステアリングのロックが解除される状況の一例としては、乗員が車両に乗車し、エンジンスイッチ１１を押下した場合が挙げられる。エンジンスイッチ１１の押下時、乗員がブレーキペダルを踏み込めばエンジンが始動し、踏み込まなければ電源状態が遷移する（電源ＯＦＦ→ＡＣＣ
ＯＮモード、ＩＧ ＯＮモード（エンジンは始動しない））。いずれの場合でもステアリングのロックが解除される点では同様であるが、ここではエンジン始動を例にして説明する。
（Ｂ１）乗員（運転者）が電子キー１８を携帯して乗車する。
（Ｂ２）運転者はエンジン始動の際、ブレーキペダルを踏み込むので、ボディＥＣＵ１９はブレーキペダルの踏み込みを検出する。
（Ｂ３）ボディＥＣＵ１９はブレーキペダルの踏み込みにより、プッシュスタート制御ＥＣＵ１００に電子キー１８の照合を要求する。
（Ｂ４）プッシュスタート制御ＥＣＵ１００は、室内アンテナを用いて運転席を含む検知エリアを形成する（リクエスト電波を送信する）。
（Ｂ５）運転者が携帯する電子キー１８はレスポンス電波をチューナに送信する。
（Ｂ６）プッシュスタート制御ＥＣＵ１００はレスポンス電波に含まれるＩＤコードの認証が成立するとボディＥＣＵ１９に認証ＯＫを通知する。
（Ｂ７）運転者は、エンジン始動のため、シフトポジションをＰ（又はＮ）に設定し、エンジンスイッチ１１を押下する。ボディＥＣＵ１９はエンジンスイッチの押下を検出する。
（Ｂ８）ボディＥＣＵ１９はエンジン始動条件（エンジンスイッチがオン、シフトポジション＝Ｐ（又はＮ）、ブレーキペダルの踏み込み、認証ＯＫ）が満たされていることを検出すると、ＡＣＣリレー１５及びＩＧリレー１４を順にオンにする。
（Ｂ９）プッシュスタート制御ＥＣＵ１００のマイコン３０は電源モードがＩＧ ＯＮモードに遷移したことを検出して、ステアリングロックＡＳＳＹ２００のマイコン４１に逆転命令を、後述するＡＮＤ回路３１４にアンロック命令を出力する。
【００３９】
この（Ｂ９）アンロック命令が上記（１）のマイコン３０のアンロック命令に相当する。したがって、プッシュスタート制御ＥＣＵ１００は、ハード回路３１による残りの（２）（３）の条件の判定結果に応じて、駆動許可出力をステアリングロックＡＳＳＹ２００に出力する。
（Ｂ１０）ステアリングロックＡＳＳＹ２００は駆動モータ４３を逆回転させてステアリングのロックを解除する。ステアリングロックＡＳＳＹ２００はアンロック完了をプッシュスタート制御ＥＣＵ１００に通知する。
（Ｂ１１）ボディＥＣＵは、プッシュスタート制御ＥＣＵ１００からアンロック完了の通知を取得して、エンジンＥＣＵにエンジン始動を要求する。
（Ｂ１２）エンジンＥＣＵはスタータリレーをオンにしてエンジンを始動させる。ボディＥＣＵ１９は、エンジンＥＣＵからエンジン回転数又はエンジン始動通知を取得することで、エンジン始動を検出する。
【００４０】
なお、上記の手順は車両の駆動力を内燃機関のみとする車両のエンジン始動方法であるが、電気モータを動力とする車両（ＥＶ）又は電気モータを一部の動力とする車両（ＨＶ）においても、ステアリングのロックの解除の手順はほぼ同じである。
【００４１】
〔ハード回路について〕
図５は、ハード回路３１の構成図の一例である。ハード回路３１は５つの入力ポートを有し、入力ポート１、２にはマイコン３０が、入力ポート３にはアンロックセンサ２３が、入力ポート４にはシフトポジションセンサ１６が、入力ポート５には車速センサ１７が、それぞれ接続されている。また、ハード回路３１は１つの出力ポートを有し、出力ポートはモータ駆動回路４２に接続されている。なお、入力ポート５に車速センサ１７でなく、位置の変化量などの情報を入力してもよい。また、さらに入力ポートを設け、入力ポートからの情報をＡＮＤ回路３１４の入力に供給することで、駆動許可出力の条件を厳格化できる。
【００４２】
入力ポート１はＡＮＤ回路３１４の第１の入力に、入力ポート２はラッチ回路３１１のＲ端子に、入力ポート３はラッチ回路３１１のＳ端子に、入力ポート４はＯＲ回路３１３の第２の入力に、入力ポート５はＡＮＤ回路３１４の第３の入力に、それぞれ接続されている。
【００４３】
入力ポート１にはロック命令（アクティブＨｉｇｈ）又はアンロック命令（アクティブＨｉｇｈ）が入力され、入力ポート２にはリセット信号（アクティブＨｉｇｈ）が入力され、入力ポート３にはアンロックセンサ２３の検出信号が、入力ポート４にはシフトポジションセンサ１６の検出信号が、入力ポート５には車速が、それぞれ入力される。入力ポート３は、アンロックセンサ２３の検出信号がアンロックを示す場合にＨｉｇｈ信号を生成し、それ以外の状態を示す場合にＬｏｗ信号を生成する。入力ポート４は、シフトポジションセンサ１６の検出信号がＰ（パーキング）を示す場合にＨｉｇｈ信号を生成し、それ以外の状態を示す場合にＬｏｗ信号を生成する。入力ポート５は、車速がゼロの場合にＨｉｇｈ信号を生成し、それ以外の場合にＬｏｗ信号を生成する。
【００４４】
ラッチ回路３１１はいわゆるＲＳフリップフロップである。ＲＳフリップフロップは、Ｓ端子とＲ端子の入力（Ｈ ｏｒ Ｌ）の組み合わせに応じて、内部で保持する状態を変化させる。内部で保持されている状態は出力端子Ｑから観測される。
図６はＳ端子、Ｒ端子の入力とＱ端子からの出力の関係を示す図の一例である。Ｓ端子がＬｏｗ、Ｒ端子がＬｏｗの時、保持する情報に変化はない。図示するように、Ｓ端子がＬｏｗ、Ｒ端子がＨｉｇｈの時、保持する情報はＬＯＷにリセットされ、Ｓ端子がＨｉｇｈ、Ｒ端子がＬｏｗの時、保持する情報はＬｏｗにセットされる。Ｓ端子がＨｉｇｈ、Ｒ端子がＨｉｇｈの状態については後述する。
【００４５】
ここで、マイコン３０はロックセンサ２４がロック位置を検出した時にだけ一時的にリセット信号を出力する。この時、ロックバー２１はロック位置にあり、アンロックセンサ２３はアンロック位置を検出しないので、Ｓ端子の入力はＬｏｗである。したがって、ステアリングシャフト２５がロック状態になると、ラッチ回路３１１はＬｏｗにリセットされ、その状態を保持する。
【００４６】
また、アンロックセンサ２３はアンロック位置を検出するとＨｉｇｈを出力するので、Ｓ端子の入力はＨｉｇｈになる。この時、マイコン３０はリセット信号を出力しないので、Ｒ端子の入力はＬｏｗとなる。したがって、ステアリングがアンロック状態になると、ラッチ回路３１１はＨｉｇｈにセットされ、その状態を保持する。このように、ラッチ回路３１１はステアリングがロック状態（Ｌｏｗ）かアンロック状態（Ｈｉｇｈ）かを保持する。
【００４７】
なお、一般にはＳ端子とＲ端子が共にＨｉｇｈとなることは禁止されるが、本実施形態ではＳ端子とＲ端子が共にＨｉｇｈの場合、ラッチ回路３１１はＨｉｇｈにセットされ、その状態を保持する。こうすることで、マイコン３０に不具合が生じてリセット信号を継続的に出力した場合でも、ラッチ回路３１１はＨｉｇｈ（すなわちアンロック状態）を保持することができる。
【００４８】
ラッチ回路３１１がいったんアンロック状態を記憶すると、マイコン３０がリセット信号を出力しない限り、ロック状態を記憶しないので、アンロックセンサ２３がアンロック位置以外の状態を検出しても、Ｑ端子の出力がＬｏｗとなることはない。
【００４９】
ラッチ回路３１１のＱ端子はＮＯＴ回路３１２に接続されているので、ラッチ回路３１１がアンロック状態を保持しているとＬｏｗが、ロック状態を保持しているとＨｉｇｈが、ＯＲ回路３１３の第一入力に入力される。
【００５０】
ＯＲ回路３１３の第二入力には、シフトポジションが“Ｐ”の場合にのみ、Ｈｉｇｈが入力されるので、車両の走行中にシフトポジションが“Ｐ”に設定されることがほとんどないと考えると、走行開始後、ラッチ回路３１１がアンロック状態を保持している間に、ＯＲ回路３１３がＨｉｇｈを出力することはない。
【００５１】
ＡＮＤ回路３１４の第二入力にはＯＲ回路３１３の出力が接続され、第三入力には車速がゼロの場合にのみ、Ｈｉｇｈが入力される。第一入力は上記のとおりロック命令又はアンロック命令である。
【００５２】
このようなハード回路３１によれば、（１）マイコン３０がロック命令又はアンロック命令を出力し、（２）シフトポジションが“Ｐ”又はアンロックセンサ２３がアンロック以外の状態を検出し、（３）車速がゼロ、の３条件が成立しない限り、駆動許可信号を出力しない。
【００５３】
図７は、ハード回路３１から得られるロック命令又はアンロック命令の駆動許可出力が出力される条件を説明するフローチャート図の一例である。
マイコン３０がロック命令又はアンロック命令を出力する（Ｓ１０のＹｅｓ）。この時、ラッチ回路３１１がロック状態であれば（Ｓ２０のＹｅｓ）、車速がゼロの場合に（Ｓ４０のＹｅｓ）、ハード回路３１は駆動許可出力をモータ駆動回路４２に出力する（Ｓ５０）。
【００５４】
Ｓ２０でラッチ回路３１１がロック状態でなくても（Ｓ２０のＮｏ）、シフトポジションが“Ｐ”であれば（Ｓ３０のＹｅｓ）、車速がゼロの場合に（Ｓ４０のＹｅｓ）、ハード回路３１は駆動許可出力をモータ駆動回路４２に出力する（Ｓ５０）。
【００５５】
走行中を想定すると、ラッチ回路３１１はアンロック状態であるので、シフトポジションが“Ｐ”であること及び車速がゼロであることの条件により、仮にマイコン３０に不具合が生じても誤ロックを防止できる。
【００５６】
また、走行中、振動などによりロックバー２１がアンロック側からロック側にずれるような状態が生じると（ロックには至らなくても）、アンロックセンサ２３はＳ端子にＬｏｗを入力する。しかし、それだけではマイコン３０はリセット信号を出力しないので、ラッチ回路３１１はアンロック状態を保持したままである。よって、走行中は、仮にアンロックセンサ２３がロックバー２１の振動の影響を受けても誤ロックを防止できる。
【００５７】
換言すれば、走行中、ラッチ回路３１１は、マイコン３０に不具合が生じリセット信号を継続的に出力し、かつ、ロックバー２１がアンロック側からロック側にずれない限り、アンロック状態を保持する。万一、この状況が生じたとしても、車速がゼロでマイコン３０がロック命令を出力しない限り誤ロックを防止できる。
一方、駐車時に乗員がエンジンスイッチを押下してステアリングがロックされた場合、ラッチ回路３１１はロック状態を保持する。このため、ＮＯＴ回路３１２はＨｉｇｈを出力するので、ＯＲ回路３１３はシフトポジションに関係なくＨｉｇｈを出力する。したがって、運転者はシフトポジションがＮでもステアリングのロックを解除することができる（エンジン始動することができるか否かは車両の仕様によるが、少なくともステアリングのロックの解除条件が影響することはない）。
【００５８】
このため、例えばシフトポジションを“Ｐ”にして乗員がエンジンスイッチ１１を押下した後、短時間にシフトポジションをＮ（Ｐ以外）にしても、アンロックセンサ２３がアンロックを検出するまではラッチ回路３１１はＬｏｗを出力する（ＮＯＴ回路３１２はＨｉｇｈを出力する）。ＯＲ回路３１３はシフトポジションの状態を無効にして、ＡＮＤ回路３１４にＨｉｇｈを出力するので、ロックバー２１の位置がアンロック位置に到達せずに止まることもない。
【００５９】
以上説明したように、本実施形態のステアリングロック装置３００は、ラッチ回路３１１がアンロック状態を記憶することで、マイコン３０の不具合により意図しないロック又はアンロックが起こることを防止できる。また、シフトポジションに関係なくステアリングのロックを解除することができる。
【符号の説明】
【００６０】
１６ シフトポジションセンサ
１７ 車速センサ
１８ 電子キー
２１ ロックバー
２３ アンロックセンサ
２４ ロックセンサ
３０，４１ マイコン
４２ モータ駆動回路
４３ ステアリングロック駆動モータ
１００ プッシュスタート制御ＥＣＵ
２００ ステアリングロックＡＳＳＹ
３００ ステアリングロック装置
３１１ ラッチ回路
【特許請求の範囲】
【請求項１】
車両状況の検出結果に応じてステアリングのロック命令又はアンロック命令を出力するマイコンと、
ステアリングをロックするロック部材がアンロック位置にあることを検出するアンロックセンサから取得した、アンロック信号を保持するラッチ回路と、
前記ラッチ回路の論理否定の信号と、シフトポジションがパーキング位置であることを示すパーキング信号を入力とする論理和回路と、
前記ロック命令又は前記アンロック命令、前記論理和回路の出力、及び、車両から検出された情報が所定の条件を満たす場合に生成される条件一致信号、を入力とする論理積回路と、
を有するステアリングロック駆動回路。
【請求項２】
前記ラッチ回路は、前記ロック部材がロック位置にあることを検出するロックセンサから取得したロック信号と共に、前記マイコンからリセット信号が出力された場合に、ロック信号を保持する、
ことを特徴とする請求項１記載のステアリングロック駆動回路。
【請求項３】
前記ラッチ回路は、前記アンロックセンサから取得した前記アンロック信号と共に、前記リセット信号が出力された場合、前記アンロック信号の保持を継続する、
ことを特徴とする請求項２記載のステアリングロック駆動回路。
【請求項４】
前記条件一致信号は、車速がゼロである場合に前記論理積回路に入力される、
ことを特徴とする請求項１〜３いずれか１項記載のステアリングロック駆動回路。
【請求項５】
車両状況の検出結果に応じてステアリングのロック命令又はアンロック命令を出力するマイコンと、
ステアリングをロックするロック部材がアンロック位置にあることを検出するアンロックセンサから取得した、アンロック信号を保持するラッチ回路と、
前記ラッチ回路の論理否定の信号と、シフトポジションがパーキング位置であることを示すパーキング信号を入力とする論理和回路と、
前記ロック命令又は前記アンロック命令、前記論理和回路の出力、及び、車両から検出された情報が所定の条件を満たす場合に生成される条件一致信号を入力とする論理積回路と、
前記ロック部材がアンロック位置にあることを検出するアンロックセンサと、
前記ロック部材がロック位置にあることを検出するロックセンサと、
前記ロック部材の位置を駆動するモータと、
前記論理積回路からの駆動許可出力により前記モータに電流を出力するモータ駆動回路と、
前記モータの回転を制御するモータ制御部と、
を有するステアリングロック装置。
【請求項１】
車両状況の検出結果に応じてステアリングのロック命令又はアンロック命令を出力するマイコンと、
ステアリングをロックするロック部材がアンロック位置にあることを検出するアンロックセンサから取得した、アンロック信号を保持するラッチ回路と、
前記ラッチ回路の論理否定の信号と、シフトポジションがパーキング位置であることを示すパーキング信号を入力とする論理和回路と、
前記ロック命令又は前記アンロック命令、前記論理和回路の出力、及び、車両から検出された情報が所定の条件を満たす場合に生成される条件一致信号、を入力とする論理積回路と、
を有するステアリングロック駆動回路。
【請求項２】
前記ラッチ回路は、前記ロック部材がロック位置にあることを検出するロックセンサから取得したロック信号と共に、前記マイコンからリセット信号が出力された場合に、ロック信号を保持する、
ことを特徴とする請求項１記載のステアリングロック駆動回路。
【請求項３】
前記ラッチ回路は、前記アンロックセンサから取得した前記アンロック信号と共に、前記リセット信号が出力された場合、前記アンロック信号の保持を継続する、
ことを特徴とする請求項２記載のステアリングロック駆動回路。
【請求項４】
前記条件一致信号は、車速がゼロである場合に前記論理積回路に入力される、
ことを特徴とする請求項１〜３いずれか１項記載のステアリングロック駆動回路。
【請求項５】
車両状況の検出結果に応じてステアリングのロック命令又はアンロック命令を出力するマイコンと、
ステアリングをロックするロック部材がアンロック位置にあることを検出するアンロックセンサから取得した、アンロック信号を保持するラッチ回路と、
前記ラッチ回路の論理否定の信号と、シフトポジションがパーキング位置であることを示すパーキング信号を入力とする論理和回路と、
前記ロック命令又は前記アンロック命令、前記論理和回路の出力、及び、車両から検出された情報が所定の条件を満たす場合に生成される条件一致信号を入力とする論理積回路と、
前記ロック部材がアンロック位置にあることを検出するアンロックセンサと、
前記ロック部材がロック位置にあることを検出するロックセンサと、
前記ロック部材の位置を駆動するモータと、
前記論理積回路からの駆動許可出力により前記モータに電流を出力するモータ駆動回路と、
前記モータの回転を制御するモータ制御部と、
を有するステアリングロック装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【公開番号】特開２０１３−１０４３８（Ｐ２０１３−１０４３８Ａ）
【公開日】平成２５年１月１７日（２０１３．１．１７）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１１−１４４７４６（Ｐ２０１１−１４４７４６）
【出願日】平成２３年６月２９日（２０１１．６．２９）
【出願人】（０００００３２０７）トヨタ自動車株式会社 (59,920)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２５年１月１７日（２０１３．１．１７）
【国際特許分類】
【出願日】平成２３年６月２９日（２０１１．６．２９）
【出願人】（０００００３２０７）トヨタ自動車株式会社 (59,920)
【Ｆターム（参考）】
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