專利名稱：用于使執(zhí)行器免于過熱的電子操縱鎖定設(shè)備的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種電子操縱鎖定設(shè)備，更具體地是一種使執(zhí)行器免于過熱的電子操縱鎖定設(shè)備。
背景技術(shù)：
通常，機械操縱鎖定設(shè)備用于防止汽車被盜。
日本公開專利No.11-105673介紹了一種具有鑰匙筒的機械操縱鎖定設(shè)備。將鑰匙插入鑰匙筒中并轉(zhuǎn)動鑰匙以移動鎖銷而使鎖銷與操縱軸嚙合以及脫離操縱軸。鎖銷與操縱軸的嚙合鎖住了該操縱軸并限制了操縱軸的轉(zhuǎn)動?？紤]到偷車賊，這種轉(zhuǎn)動限制提高了汽車的安全性。
近幾年來，為了提高車輛的機動性，出現(xiàn)了一種帶有啟動和停止發(fā)動機的按鍵開關(guān)的一推類型發(fā)動機啟動/停止系統(tǒng)。在這種啟動/停止系統(tǒng)的操縱鎖定設(shè)備(電子操縱鎖定設(shè)備)中，執(zhí)行器移動與操縱軸嚙合以及脫離操縱軸的鎖銷。鎖定控制單元控制該執(zhí)行器。
在現(xiàn)有技術(shù)的電子操縱鎖定設(shè)備中，操縱軸的頻繁加鎖和解鎖可能會使執(zhí)行器(電動機)過熱并引起熱損壞，諸如線圈線路破損?？梢允褂门溆羞^熱保護功能的電動機以避免這種熱損壞。不過，這種配有過熱保護功能的電動機具有雙金屬硬件結(jié)構(gòu)。這會增大該電動機的尺寸和成本。因此，使用這種配有過熱保護功能的電動機會加大操縱鎖定設(shè)備并增加制造成本。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是提供一種使執(zhí)行器免于過熱以及并不增大執(zhí)行器的電子操縱鎖定設(shè)備。
為了實現(xiàn)上述目標(biāo)，本發(fā)明提供了一種用于鎖定操縱軸的電子操縱鎖定設(shè)備。該操縱鎖定設(shè)備包括與操縱軸嚙合以鎖定操縱軸的鎖銷。在鎖銷與操縱軸嚙合的鎖定位置和鎖銷脫離操縱軸的非鎖定位置之間移動鎖銷的執(zhí)行器?？刂茍?zhí)行器的控制單元。該控制單元產(chǎn)生與執(zhí)行器操作時間相關(guān)的計算值并當(dāng)該計算值大于預(yù)定操作暫停閾值時，暫停執(zhí)行器的操作。
本發(fā)明的另一方面是一種用于控制驅(qū)動鎖銷的執(zhí)行器的方法，該鎖銷用于鎖定電子操作鎖定設(shè)備中的操縱軸。該方法包括判斷是否使操作中的執(zhí)行器移動鎖銷；當(dāng)執(zhí)行器正在操作時，通過執(zhí)行相加增大計算值；當(dāng)執(zhí)行器的操作暫停時，通過執(zhí)行相減減小計算值；以及當(dāng)計算值大于操作暫停閾值時，暫停執(zhí)行器的操作。


結(jié)合附圖，下面以本發(fā)明原理例子方式給出的說明會使本發(fā)明的其他方面和優(yōu)點更加清楚明了。
參考下面給出的本發(fā)明優(yōu)選實施例以及附圖可以更好地理解本發(fā)明及其目的和優(yōu)點，其中圖1(a)和(b)所示為根據(jù)本發(fā)明優(yōu)選實施例的一種操縱鎖定設(shè)備的示意方框圖；圖2所示為該優(yōu)選實施例中鎖定控制單元執(zhí)行相加處理的流程圖；圖3所示為該優(yōu)選實施例中鎖定控制單元執(zhí)行相減處理的流程圖；圖4所示為該優(yōu)選實施例中過熱保護如何產(chǎn)生的時序圖；圖5(a)和(b)所示為該優(yōu)選實施例中鎖定控制單元執(zhí)行的相加處理和相減處理的曲線圖。
具體實施例方式
現(xiàn)在參考附圖對根據(jù)本發(fā)明優(yōu)選實施例的電子操縱鎖定設(shè)備1進行說明。
參考圖1(a)和1(b)，電子操縱鎖定設(shè)備1包括操縱軸11、鎖銷12、用作執(zhí)行器的電動機13和鎖定控制單元14。鎖定控制單元14與探測開關(guān)16相連。在該優(yōu)選實施例中，優(yōu)選地探測開關(guān)16為普通開啟(接觸式)機械開關(guān)(限制本優(yōu)選實施例的開關(guān))。探測開關(guān)16一端與電池正極相連而另一端與鎖定控制單元14相連。
鎖定控制單元14利用驅(qū)動信號控制電動機13并驅(qū)動電動機13。電動機13有固定于蝸輪17的轉(zhuǎn)動軸。蝸輪17與齒輪18旋轉(zhuǎn)嚙合。
鎖銷12包括與操縱軸11外部表面的插槽11a嚙合以及脫離的第一端。鎖銷12與插槽11a的嚙合(如圖1(a)所示狀態(tài))限制了操縱軸11的轉(zhuǎn)動。鎖銷12從插槽11a脫離(如圖1(b)所示狀態(tài))使操縱軸11可以轉(zhuǎn)動。
齒軌12a形成于鎖銷12的外部表面并與齒輪18相嚙合。這樣，齒輪18的轉(zhuǎn)動使鎖銷12向垂直于操縱軸11軸向方向的方向移動(如圖1(a)中箭頭F1和F2所示方向)。換句話說，電動機13使鎖銷12嚙合以及脫離操縱軸11。
鎖銷12包括其上形成有開關(guān)凸起12b的第二端。參照圖1(a)，當(dāng)鎖銷12與操縱軸11上的插槽11a嚙合時，將操縱軸11鎖定。在這種情況下，凸起12b不接觸探測開關(guān)16。這樣，當(dāng)操縱軸11被鎖定時，探測開關(guān)16是打開的。在這種情況下，向鎖定控制單元14提供低電平信號。鎖定控制單元14根據(jù)低信號得知操縱軸11的鎖定。
參照圖1(b)，當(dāng)鎖銷12脫離插槽11a時，沒有鎖定操縱軸11。在這種情況下，凸起12b接觸探測開關(guān)16。這樣就閉合了探測開關(guān)16并使得向鎖定控制單元14提供的信號電平上升，鎖定控制單元14根據(jù)高電平信號得知操縱軸11的解鎖。當(dāng)鎖銷12完全脫離操縱軸11上的插槽11a時，探測開關(guān)16被閉合。
鎖定控制單元14包括驅(qū)動微計算機(圖中未示出)的驅(qū)動電路和電動機13。為了響應(yīng)請求操縱軸11解鎖的電動機操作信號，鎖定控制單元14向電動機13提供解鎖驅(qū)動信號。接著電動機13沿著箭頭R1所示方向轉(zhuǎn)動其轉(zhuǎn)動軸以使鎖銷12向箭頭F1所示方向移動(遠離操縱軸11)。如圖1(b)所示狀態(tài)，鎖銷12的移動使鎖銷12脫離了操縱軸11上的插槽11a并閉合了探測開關(guān)16。則鎖定控制單元14通過探測開關(guān)16的高電平信號得知操縱軸11已被解鎖。
為了響應(yīng)請求操縱軸11鎖定的電動機操作信號，鎖定控制單元14向電動機13提供鎖定驅(qū)動信號。接著電動機13沿著箭頭R2所示方向轉(zhuǎn)動其轉(zhuǎn)動軸以使鎖銷12向箭頭F2所示方向移動(朝向操縱軸11)。如圖1(a)所示狀態(tài)，鎖銷12的移動使鎖銷12嚙合操縱軸11上的插槽11a并打開了探測開關(guān)16。則鎖定控制單元14通過探測開關(guān)16的低電平信號得知操縱軸11已被鎖定。
鎖定控制單元基于電動機13的操作時間和操作暫停時間增加或減小計數(shù)值Cptc以基于計數(shù)值Cptc來控制電動機13?，F(xiàn)在參照圖2所示流程圖對鎖定控制單元14執(zhí)行的計數(shù)值Cptc的增加或減小以及基于計數(shù)值Cptc對電動機13的控制進行說明。
在步驟S1，鎖定控制單元14判斷電動機13是否正在操作。當(dāng)電動機13正在操作中時，在步驟S2鎖定控制單元14判斷從前一次計數(shù)值Cptc相加(增加)到現(xiàn)在是否過去了相加時間間隔Ta。
在預(yù)定時間間隔計數(shù)值Cptc加上或減去一個值。這樣，計數(shù)值Cptc用作模擬電動機13溫度變化的變量。在預(yù)定時間間隔鎖定控制單元14給計數(shù)值Cptc加上或減去一個值以基于計數(shù)值Cptc來預(yù)測電動機的溫度。初始計數(shù)值Cptc對應(yīng)著電動機運行之前的電動機溫度(下文中用操作前溫度表示)。在優(yōu)選實施例中，將初始計數(shù)值Cptc設(shè)為“0”。這樣，計數(shù)值Cptc就指示了與操作前溫度相關(guān)的溫度變化。
預(yù)先通過電動機13的溫度增大率計算得到的相加時間間隔Ta是計數(shù)值Cptc經(jīng)歷相加處理的時間間隔。在優(yōu)選實施例中，將該相加時間間隔Ta設(shè)為24毫秒。
如果在步驟2相加時間間隔Ta過去了，在步驟S3鎖定控制單元14給計數(shù)值Cptc加“1”。如果在步驟S2還處于相加時間間隔Ta，鎖定控制單元14暫時停止處理。即當(dāng)相加時間間隔過去時，鎖定控制單元14執(zhí)行步驟S3的處理。這樣每當(dāng)過去了相加時間間隔Ta，鎖定控制單元14就執(zhí)行步驟S3的處理并使計數(shù)值Cptc加“1”。在此優(yōu)選實施例中，在電動機13操作過程中，每當(dāng)過去了24毫秒，鎖定控制單元14就使計數(shù)值Cptc加“1”。這樣計數(shù)值Cptc的增加與電動機13的操作時間成正比。
當(dāng)電動機13開始操作時，在步驟S2鎖定控制單元14首先判斷從電動機13開始操作的時間到現(xiàn)在是否過了相加時間間隔Ta。
在執(zhí)行步驟S3的處理之后，在步驟S4鎖定控制單元14判斷計數(shù)值Cptc是否大于操作暫停閾值Cmax。操作暫停閾值Cmax對應(yīng)著電動機13的操作被強制暫停時的計數(shù)值Cptc。由于初始計數(shù)值Cptc為“0”，則操作暫停閾值Cmax對應(yīng)著電動機13所能容忍溫度的上限。在優(yōu)選實施例中，假設(shè)電動機13的操作環(huán)境為“85℃”且電動機13的溫度上限為“180℃”，執(zhí)行“180-85”的計算并將結(jié)果“95”設(shè)為操作暫停閾值Cmax。當(dāng)在步驟S4中計數(shù)值Cptc大于操作暫停閾值Cmax時，在步驟S5鎖定控制單元14暫停電動機13的操作。當(dāng)計數(shù)值Cptc小于或等于操作暫停閾值Cmax時，鎖定控制單元14暫時停止處理。
當(dāng)在步驟S1電動機13沒有進行操作時，在步驟S6鎖定控制單元14執(zhí)行相減處理?，F(xiàn)在將參考圖3對步驟S6中執(zhí)行的相減處理進行說明。
在圖3中的步驟S11，鎖定控制單元14判斷計數(shù)值Cptc是否大于或等于“45”。在步驟S12，鎖定控制單元14判斷從前一次計數(shù)值Cptc相減(減小)到現(xiàn)在是否過去了第一相減時間間隔Ts1。
預(yù)先通過電動機13的溫度減小率計算得到相減時間間隔且該間隔是計數(shù)值Cptc經(jīng)歷相減處理的時間間隔。在優(yōu)選實施例中使用了兩個相減時間間隔。當(dāng)計數(shù)值Cptc大于或等于“45”時使用第一相減時間間隔Ts1。當(dāng)計數(shù)值Cptc等于或小于“45”時使用第二相減時間間隔Ts2。在優(yōu)選實施例中，將第一相減時間間隔Ts1設(shè)為0.5秒而將第二相減時間間隔Ts2設(shè)為11秒。
如果在步驟S12中已經(jīng)過去了第一相減時間間隔Ts1，在步驟S13鎖定控制單元14使計數(shù)值Cptc減“1”。如果在步驟S12還處于第一相減時間間隔Ts1，鎖定控制單元14暫時停止處理。即當(dāng)過去了第一相減時間間隔Ts1時，鎖定控制單元14執(zhí)行步驟S13的處理。這樣每當(dāng)?shù)谝幌鄿p時間間隔Ts1過去，鎖定控制單元14就執(zhí)行步驟S13的處理并使計數(shù)值Cptc減“1”。在此優(yōu)選實施例中，如果計數(shù)值Cptc等于或大于“45”，在電動機13的操作暫停時，每當(dāng)過去0.5秒，鎖定控制單元14就使計數(shù)值Cptc減“1”。這樣計數(shù)值Cptc的減小與電動機13的操作暫停時間成正比。
在步驟S11，每當(dāng)計數(shù)值Cptc不是“45”或更大，或小于“45”，在步驟S14鎖定控制單元14判斷從計數(shù)值Cptc上一次相減(減小)到現(xiàn)在是否過去了第二相減時間間隔Ts2。如果在步驟S14第二相減時間間隔沒有過去，鎖定控制單元14暫時停止處理。即當(dāng)?shù)诙鄿p時間間隔Ts2過去時，鎖定控制單元14執(zhí)行步驟S15的處理。這樣如果計數(shù)值Cptc小于45，每當(dāng)?shù)诙鄿p時間間隔Ts2過去，鎖定控制單元14就隨后執(zhí)行步驟S15的處理。
當(dāng)在步驟S14中過去第二相減時間間隔Ts2時，在步驟S15鎖定控制單元14判斷計數(shù)值Cptc是否為“0”。當(dāng)計數(shù)值Cptc不為“0”時，在步驟S16鎖定控制單元14將計數(shù)值Cptc減“1”。在優(yōu)選實施例中，第二相減時間間隔為11秒。這樣，當(dāng)電動機13沒有進行操作時，如果計數(shù)值Cptc小于“45”，鎖定控制單元14每隔11秒將計數(shù)值Cptc減“1”。這樣計數(shù)值Cptc的減小與電動機13的操作暫停時間成正比。當(dāng)在步驟S15計數(shù)值Cptc為“0”時，鎖定控制單元14暫時停止處理。換句話說，由于當(dāng)計數(shù)值Cptc等于“0”時，鎖定控制單元14不執(zhí)行步驟S16的處理，所以計數(shù)值Cptc永遠不會小于“0”。
當(dāng)電動機13的操作暫停時，在步驟S12和S14，鎖定控制單元14首先判斷從暫停電動機13的操作到現(xiàn)在是否過去了第一相減時間間隔Ts1或第二相減時間間隔Ts2。
在這種方式下，如果計數(shù)值Cptc為“45”或更大，每當(dāng)?shù)谝幌鄿p時間間隔Ts1過去了，鎖定控制單元14就減計數(shù)值Cptc。如果計數(shù)值Cptc小于“45”，每當(dāng)?shù)诙鄿p時間間隔Ts2過去了，鎖定控制單元14就減計數(shù)值Cptc。
在計數(shù)值Cptc的相減處理之后，鎖定控制單元14判斷計數(shù)值Cptc是否小于或等于無效閾值Cth。通過從操作暫停閾值Cmax減去計數(shù)值Cptc設(shè)置無效閾值Cth，此處的計數(shù)值Cptc對應(yīng)著電動機13使鎖銷12從鎖定位置移動到解鎖位置或是從解鎖位置移動到鎖定位置所需的時間(下文中用最小移動時間表示)。在優(yōu)選實施例中，該最小操作時間為300毫秒。這樣，在優(yōu)選實施例中，無效閾值Cth為82，這是利用如下所示方程得到的。
95(操作暫停閾值Cmax)-(300/24)＝82在步驟S7，當(dāng)計數(shù)值Cptc小于或等于無效閾值Cth時，在步驟8鎖定控制單元14使電動機操作信號有效并暫時停止處理。換句話說，隨后鎖定控制單元14根據(jù)電動機操作信號控制電動機13。如果在步驟S7計數(shù)值Cptc大于無效閾值Cth，在步驟9鎖定控制單元14使電動機操作信號無效并暫時停止處理。換句話說，當(dāng)電動機13正在進行操作時，鎖定控制單元14使電動機13的操作繼續(xù)進行。不過，如果鎖定控制單元14接收了新電動機操作信號，鎖定控制單元14不會操作電動機13。則鎖定控制單元14重復(fù)圖2和圖3所示的處理。
現(xiàn)在參考圖4，5(a)和5(b)對操縱鎖定設(shè)備1的操作進行說明。
在圖4中的點P0，電動機13開始操作。在點P0初始計數(shù)值Cptc為“0”。當(dāng)向鎖定控制單元14提供電動機操作信號時，鎖定控制單元14操作電動機13以響應(yīng)該電動機操作信號。當(dāng)電動機13操作時，每當(dāng)過去一個相加時間間隔Ta，鎖定控制單元14就使計數(shù)值Cptc加“1”。更具體地，每當(dāng)過去相加時間間隔Ta，鎖定控制單元14就給計數(shù)值Cptc加“1”。即電動機13的操作時間與計數(shù)值Cptc成正比。
鎖定控制單元14得知操縱軸11的鎖定或解鎖已經(jīng)完成并停止電動機13的操作。鎖定控制單元14基于來自探測開關(guān)16的信號得知操縱軸11的鎖定或解鎖已經(jīng)完成。當(dāng)電動機13移動鎖銷12時，將鎖銷12移動到預(yù)定位置可能會需要太多時間或被例如過量負載停止。在這種情況下，在很長時期內(nèi)探測開關(guān)16不會向鎖定控制單元14提供信號。這樣，鎖定控制單元14會使電動機13的操作持續(xù)很長時間。換句話說，電動機13會在很長時期內(nèi)被激活。為了避免由這種電動機13長時間操作造成的熱損壞，將連續(xù)操作時間限制在于一秒內(nèi)。這樣，在這種情況下在點P1的最大計數(shù)值Cptc為“42”(1秒/24毫秒)。即在這種情況下在點P1被增加的最大計數(shù)值Cptc為“42”。將“42”加到計數(shù)值Cptc對應(yīng)著電動機13的溫度比操作前溫度高出“42℃”的狀態(tài)。
在點P1鎖定控制單元14停止電動機13的操作并每當(dāng)過去了第二相減時間間隔Ts2(計數(shù)值Cptc小于45時)就使計數(shù)值Cptc減“1”?，F(xiàn)在對鎖定控制單元14執(zhí)行的相減處理進行說明。
圖5(b)所示為在暫停電動機13的操作后計數(shù)值Cptc相對于時間的變化。計數(shù)值Cptc用于模擬電動機13的溫度。這樣，圖5(b)中線段的斜率就表示了電動機13的溫度減小率。當(dāng)計數(shù)值Cptc為45或更大時，每當(dāng)時間過去了第一相減時間間隔Ts1，鎖定控制單元14就使計數(shù)值Cptc減“1”。當(dāng)計數(shù)值Cptc小于45時，每當(dāng)時間過去了第二相減時間間隔Ts2，鎖定控制單元14就使計數(shù)值Cptc減“1”。在這種方式下，如果電動機13沒有進行操作，根據(jù)當(dāng)前的計數(shù)值Cptc，當(dāng)時間過去了第一相減時間間隔Ts1或第二相減時間間隔Ts2，鎖定控制單元14使計數(shù)值Cptc減“1”。即電動機13的操作暫停時間與計數(shù)值Cptc成正比。
在圖4中的點P2，當(dāng)再一次向鎖定控制單元14提供了電動機操作信號時，鎖定控制單元14重新啟動電動機13的操作。
在點P2的計數(shù)值Cptc小于點P1的計數(shù)值Cptc。例如，如果電動機13從點P1起開始暫停操作110秒，則計數(shù)值Cptc經(jīng)歷相減操作10次(110秒/11秒(相減時間間隔Ts2))。在這種情況下，通過點P1的計數(shù)值Cptc減去“10”得到點P2的計數(shù)值Cptc。由于計數(shù)值Cptc被減去“10”，可以預(yù)計電動機13在點P2的溫度比點P1的溫度減小了10℃。當(dāng)在點P2再一次向鎖定控制單元14提供電動機操作信號時，鎖定控制單元14操作電動機13，則每當(dāng)時間過去了相加時間Ta，鎖定控制單元就使計數(shù)值Cptc加“1”。
接著，在點P3鎖定控制單元14暫停電動機13的做操作并每當(dāng)時間過去了第一相減時間間隔Ts1，就使計數(shù)值Cptc減“1”。通過點P2的計數(shù)值Cptc加“42”可以得到點P3的最大計數(shù)值Cptc。如果加了“42”，就預(yù)計電動機13的溫度比點P2的溫度增加了42℃。
如圖4所示，當(dāng)從點P2到點P3升高的溫度大于從點P1到點P2減小的溫度時，就預(yù)計電動機13的溫度從在點P1的溫度升高了對應(yīng)在點P1和點P3計數(shù)值Cptc之差DCptc的值。換句話說，可以預(yù)計電動機13的溫度從操作前溫度升高了對應(yīng)著點P1計數(shù)值Cptc和差值DCptc之和。
如上所述，當(dāng)電動機13進行操作時，每當(dāng)時間過去了相加時間間隔Ta，鎖定控制單元14就使計數(shù)值Cptc加“1”。當(dāng)電動機13的操作被暫停時，每當(dāng)時間過去了第一相減時間間隔Ts1或第二相減時間間隔Ts2，鎖定控制單元14就使計數(shù)值Cptc減“1”。在計數(shù)值Cptc小于無效閾值Cth的點P3’，向鎖定控制單元14提供了電動機操作信號。即使在電動機13操作期間計數(shù)值Cptc變得大于無效閾值Cth，鎖定控制單元14繼續(xù)操作電動機13。然后，當(dāng)計數(shù)值Cptc變得大于操作暫停閾值Cmax時(點P4)，鎖定控制單元14強制停止電動機13的操作。當(dāng)計數(shù)值Cptc處于閾值Cth和操作暫停閾值Cmax之間時，如果向鎖定控制單元14提供了電動機操作信號，鎖定控制單元14使電動機操作信號無效并且不操作電動機13。換句話說，當(dāng)計數(shù)值Cptc超出無效閾值Cth時，鎖定控制單元14繼續(xù)操作電動機13，但使新的電動機操作信號無效。
強制暫停電動機13的操作之后，每當(dāng)當(dāng)前計數(shù)值Cptc大于無效值Cth，即使鎖定控制單元14接收到了電動機操作信號也不會操作電動機13。例如，當(dāng)在點P5接收到電動機操作信號時，當(dāng)前計數(shù)值Cptc大于閾值Cth。這樣鎖定控制單元14使電動機操作信號無效并且不操作電動機13。即當(dāng)計數(shù)值Cptc處于操作暫停閾值Cmax和無效閾值Cth之間時，如果接收到電動機操作信號，鎖定控制單元14使該電動機操作信號無效并且不會操作電動機13。
除非從點P4起時間過去了確保最小操作時間的無效時期PT，否則即使接收到了電動機操作信號，鎖定控制單元14也不會操作電動機13。在優(yōu)選實施例中，該無效時期PT為6.5秒且可以利用下述方式得到0.5秒(第一相減時間間隔Ts1)×13(操作暫停閾值Cmax-無效閾值Cth)＝6.5秒。
在點P6，當(dāng)接收到電動機存在信號時，時間已經(jīng)過去了無效時期PT且當(dāng)前的計數(shù)值Cptc小于無效閾值Cth。這樣鎖定控制單元14操作電動機13以響應(yīng)電動機操作信號。
優(yōu)選實施例的操縱鎖定設(shè)備1具有如下所述的優(yōu)勢。
鎖定控制單元14使用計數(shù)值Cptc控制電動機13。在電動機13操作期間，每當(dāng)時間過去了相加時間間隔Ta，就使計數(shù)值Cptc的值加“1”。此外，在電動機13操作暫停期間，每當(dāng)時間過去了第一相減時間間隔Ts1或第二相減時間間隔Ts2，就使計數(shù)值Cptc減“1”。即計數(shù)值Cptc的增加與電動機13的操作時間成正比而減少與電動機13的操作暫停時間成正比。這樣，計數(shù)值Cptc就模擬了電動機13的溫度。為了響應(yīng)電動機操作信號，每當(dāng)時間過去了相加時間間隔，鎖定控制單元14就操作電動機13并使計數(shù)值Cptc加“1”。當(dāng)每當(dāng)時間過去了相加時間間隔就會變化的計數(shù)值Cptc超出了操作暫停閾值Cmax，鎖定控制單元14就假定電動機13溫度升高過多并強制暫停電動機13的操作。電動機操作暫停避免了電動機13溫度升高引起的熱損壞。此外，不必為電動機13提供過熱保護設(shè)施。這樣，不會增大操縱鎖定設(shè)備1并保持了低成本。
當(dāng)計數(shù)值Cptc處于無效閾值Cth和操作暫停閾值Cmax之間時，如果鎖定控制單元14接收到電動機操作信號，鎖定控制單元14使該電動機操作信號無效并且不會操作電動機13。通過將操作暫停閾值Cmax減去一定的計數(shù)值Cptc而設(shè)置無效閾值Cth，該計數(shù)值Cptc對應(yīng)著電動機13將鎖銷12從鎖定位置移動到解鎖位置或從解鎖位置移動到鎖定位置所需的時間(最小移動時間)。這樣，當(dāng)計數(shù)值Cptc大于無效閾值Cth時，鎖定控制單元14不會操作電動機13。這避免了操縱軸11的鎖定和解鎖不徹底。如果電動機操作信號不是無效且接收到了電動機操作信號，例如在圖4中的點P5，鎖定控制單元14僅在短時期內(nèi)操作電動機13，接著則暫停電動機13的操作。如果隨后立刻又接收到另一個電動機操作信號，鎖定控制單元14僅在短時期內(nèi)再一次操作電動機13。在這種情況下，操縱軸11的鎖定或解鎖會持續(xù)不徹底。不過，在優(yōu)選實施例中使用了小于操作暫停閾值Cmax的無效閾值Cth。此外，當(dāng)計數(shù)值Cptc處于操作暫停閾值Cmax和無效閾值Cth之間時，鎖定控制單元14不會操作電動機13。這樣，在操縱鎖定設(shè)備1中，就避免了操縱軸11的鎖定和解鎖持續(xù)地不徹底。
通過將操作暫停閾值Cmax減去一定的計數(shù)值Cptc而設(shè)置無效閾值Cth，該計數(shù)值Cptc對應(yīng)著電動機13將鎖銷12從鎖定位置移動到解鎖位置或從解鎖位置移動到鎖定位置所需的時間。這樣，當(dāng)計數(shù)值Cptc小于無效閾值Cth時，如果鎖定控制單元14接收到電動機操縱信號，則鎖定控制單元14操作電動機13并使鎖銷12移向鎖定位置或解鎖位置。這種控制避免了操縱軸11鎖定或解鎖的不徹底。
在電動機13操作期間，每當(dāng)時間過去了相加時間間隔Ta，鎖定控制單元14就使計數(shù)值Cptc加“1”。此外，在電動機13操作暫停期間，每當(dāng)時間過去了第一相減時間間隔Ts1或第二相減時間間隔Ts2，就使計數(shù)值Cptc減“1”。即鎖定控制單元14在預(yù)定時間間隔執(zhí)行了計數(shù)值Cptc加或減的簡單計算以預(yù)測電動機13的溫度。這減小了用于鎖定控制單元14的控制負載。
操作暫停閾值Cmax為強制暫停電動機13操作時的計數(shù)值Cptc。由于初始計數(shù)值Cptc為“0”，操作暫停閾值Cmax對應(yīng)著電動機13所能容忍的溫度上限。在優(yōu)選實施例中，計數(shù)值Cptc的初始值“0”對應(yīng)著“85℃”，這是在電動機13在最壞環(huán)境溫度下運行的假設(shè)下設(shè)置的。此外，假設(shè)電動機13保險的操作溫度上限為“180℃”。結(jié)果，將操作暫停閾值設(shè)為“95℃”。當(dāng)使用電動機13的環(huán)境溫度小于85℃時，即使電動機13的實際溫度低于180℃，當(dāng)計數(shù)值Cptc超過操作暫停閾值Cmax，仍然強制暫停電動機13的操作。換句話說，當(dāng)電動機13的操作前溫度變低時，進一步保證使電動機13免于熱損壞。此外，假設(shè)電動機13在最差環(huán)境溫度下運行來設(shè)置操作暫停閾值。即使電動機13在最差環(huán)境溫度下運行，避免了由于熱損壞導(dǎo)致電動機13未能正常工作。
對于本領(lǐng)域技術(shù)人員而言，其他包含于本發(fā)明、未超出本發(fā)明實質(zhì)或范圍的特定形式是清楚明了的。具體地，可以理解本發(fā)明包含于下列形式中。
可以將操作暫停閾值Cmax設(shè)為除“95”之外的值?？梢愿鶕?jù)初始計數(shù)值Cptc來設(shè)置操作暫停閾值Cmax。例如，可以將初始計數(shù)值Cptc設(shè)為“85”，而將操作暫停閾值Cmax設(shè)為“180”。優(yōu)選地，可以設(shè)置操作暫停閾值Cmax以使操作暫停閾值Cmax和初始計數(shù)值Cptc之差為“95”。
可選地，可以設(shè)置操作暫停閾值Cmax以使操作暫停閾值Cmax和初始計數(shù)值Cptc之間的差值大于“95”。這會使難于到達操作暫停閾值Cmax并進一步保證操縱軸11的鎖定和解鎖。另一方面，可以設(shè)置操作暫停閾值Cmax以使操作暫停閾值Cmax和初始計數(shù)值Cptc之間的差值小于“95”。這樣確保不會使電動機13熱到高溫并進一步使電動機13免于過熱。
可以將無效閾值Cth設(shè)為除“82”之外的值。與優(yōu)選實施例相同，每當(dāng)操作暫停閾值Cmax和無效閾值Cth之差為“13”，鎖定控制單元14就可以保證對操縱軸11的鎖定和解鎖。每當(dāng)保證無效閾值Cth和操作暫停閾值Cmax之差，則根據(jù)操作暫停閾值Cmax，可以將無效閾值Cth設(shè)為一個大值或小值。例如，如果將操作暫停閾值Cmax設(shè)為“105”，則可以將無效閾值Cth設(shè)為“92”。
操作暫停閾值Cmax和無效閾值Cth之差可以大于“13”。這樣可以進一步保證鎖定控制單元14利用電動機13將鎖銷12從鎖定位置移動到解鎖位置或從解鎖位置移動到鎖定位置。因此，可以進一步保證避免操縱軸11鎖定或解鎖的不徹底。另一方面，操作暫停閾值Cmax和無效閾值Cth之差可以小于“13”。在這種情況下，當(dāng)電動機13的操作被強制暫停之后，操作暫停閾值Cmax和無效閾值Cth之間的較小差值可以在較早級使電動機操作信號有效。這種控制會提高電動機13對有關(guān)操作請求的響應(yīng)。
可以為計數(shù)值Cptc設(shè)置多個相加時間間隔。例如，可以將計數(shù)值Cptc的范圍分為兩級。將相加時間間隔Ta1設(shè)為第一級而將相加時間間隔Ta2設(shè)為第二級(Ta2＞Ta1)。當(dāng)計數(shù)值Cptc處于第一級時，每當(dāng)時間過去了相加時間間隔Ta1，鎖定控制單元14使計數(shù)值Cptc加“1”。當(dāng)計數(shù)值Cptc處于第二級時，每當(dāng)時間過去了相加時間間隔Ta2，鎖定控制單元14使計數(shù)值Cptc加“1”。可選地，可以為計數(shù)值Cptc設(shè)置三個或更多相加時間間隔。此外，可以使用三個或更多相減時間間隔來代替使用兩個相減時間間隔。通過使用多個相加時間間隔以及相減時間間隔，計數(shù)值Cptc可以更準(zhǔn)確地模擬電動機13的溫度。這樣可以根據(jù)電動機13的溫度更準(zhǔn)確地控制電動機13。
計數(shù)值Cptc的相加時間間隔和相減時間間隔可以相同。這便于計數(shù)值Cptc的計算并進一步減少應(yīng)用于鎖定控制單元14的控制負載。
計數(shù)值Cptc的加數(shù)不必為“1”而可以根據(jù)計數(shù)值Cptc以階梯形式變化。例如，當(dāng)計數(shù)值Cptc小于預(yù)定值時，每當(dāng)時間過去了相加時間間隔，便給計數(shù)值Cptc加“2”，而當(dāng)計數(shù)值Cptc大于或等于預(yù)定值時，每當(dāng)時間過去了相加時間間隔，便給計數(shù)值Cptc加“1”。此外，計數(shù)值Cptc的減數(shù)以階梯形式變化。例如，當(dāng)計數(shù)值Cptc大于或等于預(yù)定值時，每當(dāng)時間過去了相減時間間隔，便使計數(shù)值Cptc減“4”，而當(dāng)計數(shù)值Cptc小于預(yù)定值時，每當(dāng)時間過去了相減時間間隔，便給計數(shù)值Cptc減“3”。計數(shù)值Cptc的加數(shù)或減數(shù)可以是除上述之外的值。此外，根據(jù)計數(shù)值Cptc，這三個加數(shù)或減數(shù)值之間可以不同。
可以根據(jù)相應(yīng)的電動機操作前的溫度(操作前溫度)來設(shè)置初始計數(shù)值Cptc。在這種情況下，計數(shù)值Cptc表示并預(yù)測了電動機13的溫度(℃)。
不必將計數(shù)值Cptc用于計算電動機13的預(yù)計溫度。例如，可以將預(yù)定常數(shù)與電動機13進行操作期間的時間的乘積減去預(yù)定常數(shù)與電動機13暫停操作期間的時間的乘積得到的值用于預(yù)計電動機13的溫度。在執(zhí)行這種計算時，當(dāng)鎖定控制單元14接收到假定電動機13用于完成一次動作的操作時間為常數(shù)的電動機操作信號時，預(yù)計電動機13的溫度。這樣，在電動機13開始操作之前，從計算結(jié)果可以推斷出計算值是否超出了操作暫停閾值Cmax。鎖定控制單元14操作電動機13直到該計算值超出了操作暫停閾值Cmax。
可選地，當(dāng)鎖定控制單元14判斷出計算值大于操作暫停閾值Cmax時，鎖定控制單元14立刻暫停電動機13的操作。
均認(rèn)為本例子和實施例為示意性的和非限制性的，且本發(fā)明并不限于這里給出的細節(jié)，而是可以在所附權(quán)利要求的范圍和等同物之內(nèi)進行改進。
權(quán)利要求
1.一種用于鎖定操縱軸(11)的電子操縱鎖定設(shè)備(1)，該操縱鎖定設(shè)備包括鎖銷(12)，用于嚙合操縱軸以鎖定操縱軸；執(zhí)行器(13)，用于在鎖銷與操縱軸嚙合的鎖定位置和鎖銷脫離操縱軸的非鎖定位置之間移動鎖銷；用于控制執(zhí)行器的控制單元(14)，該控制單元產(chǎn)生與執(zhí)行器操作時間相關(guān)的計算值(Cptc)并當(dāng)該計算值大于預(yù)定操作暫停閾值(Cmax)時，暫停執(zhí)行器的操作。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的操縱鎖定設(shè)備，其特征在于該操作暫停閾值對應(yīng)著執(zhí)行器所能容忍的溫度上限。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的操縱鎖定設(shè)備，其特征在于控制單元根據(jù)執(zhí)行器操作請求控制執(zhí)行器，并當(dāng)計算值大于無效閾值(Cth)時使執(zhí)行器的操作請求無效，該無效閾值(Cth)小于操作暫停閾值。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的操縱鎖定設(shè)備，其特征在于通過將操作暫停閾值減去對應(yīng)著執(zhí)行器能夠鎖定以及解鎖操縱軸所需的操作時間的值設(shè)置無效閾值。
5.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的操縱鎖定設(shè)備，其特征在于當(dāng)執(zhí)行器進行操作時，每當(dāng)時間過去了預(yù)定第一時間間隔(Ta)，控制單元增大計算值，而當(dāng)執(zhí)行器暫停操作時，每當(dāng)時間過去了預(yù)定第二時間間隔(Ts1，Ts2)，控制單元減小計算值。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的操縱鎖定設(shè)備，其特征在于當(dāng)計算值等于對應(yīng)著執(zhí)行器操作前溫度的初始值時，即使時間過去了預(yù)定第二時間間隔，控制單元也不減小計算值。
7.根據(jù)權(quán)利要求5所述的操縱鎖定設(shè)備，其特征在于每當(dāng)時間過去了預(yù)定第一時間間隔，控制單元使計算值加一，而每當(dāng)時間過去了預(yù)定第二時間間隔，控制單元使計算值減一。
8.根據(jù)權(quán)利要求5所述的操縱鎖定設(shè)備，其特征在于根據(jù)執(zhí)行器的溫度增加率設(shè)置預(yù)定第一時間間隔，而根據(jù)執(zhí)行器的溫度減小率設(shè)置預(yù)定第二時間間隔。
9.根據(jù)權(quán)利要求5所述的操縱鎖定設(shè)備，其特征在于預(yù)定第二時間間隔包括當(dāng)計算值大于或等于預(yù)定值時設(shè)置的預(yù)定第三時間間隔，以及當(dāng)計算值小于預(yù)定值時設(shè)置的預(yù)定第四時間間隔。
10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的操縱鎖定設(shè)備，其特征在于預(yù)定第一時間間隔為24毫秒、預(yù)定第三時間間隔為0.5秒以及預(yù)定第四時間間隔為11秒。
11.一種用于控制驅(qū)動鎖銷(12)的執(zhí)行器(13)的方法，該鎖銷用于鎖定一種電子操作鎖定設(shè)備(1)中的操縱軸(11)，該方法的特征在于判斷是否使進行操作中的執(zhí)行器移動鎖銷；當(dāng)執(zhí)行器進行操作時，通過執(zhí)行相加增大計算值(Cptc)；當(dāng)執(zhí)行器的操作暫停時，通過執(zhí)行相減減小計算值；以及當(dāng)計算值大于操作暫停閾值(Cmax)時，暫停執(zhí)行器的操作。
12.根據(jù)權(quán)利要求11所述的方法，其特征在于操作暫停閾值對應(yīng)著執(zhí)行器所能容忍的溫度上限。
13.根據(jù)權(quán)利要求11或12所述的方法，其特征在于進一步包括根據(jù)執(zhí)行器操作請求控制執(zhí)行器；以及當(dāng)計算值大于無效閾值(Cth)時使執(zhí)行器的操作請求無效，該無效閾值(Cth)小于操作暫停閾值。
14.根據(jù)權(quán)利要求13所述的方法，其特征在于通過將操作暫停閾值減去對應(yīng)著執(zhí)行器能夠鎖定以及解鎖操縱軸所需的操作時間的值設(shè)置無效閾值。
15.根據(jù)權(quán)利要求11或12所述的方法，其特征在于所述計算值增大包括當(dāng)執(zhí)行器進行操作時，每當(dāng)時間過去了預(yù)定第一時間間隔(Ta)，增大計算值；以及所述計算值減小包括當(dāng)執(zhí)行器暫停操作時，每當(dāng)時間過去了預(yù)定第二時間間隔(Ts1，Ts2)，減小計算值。
16.根據(jù)權(quán)利要求15所述的方法，其特征在于所述計算值減小包括當(dāng)計算值等于對應(yīng)著執(zhí)行器操作前溫度的初始值時，即使時間過去了預(yù)定第二時間間隔，也不減小計算值。
17.根據(jù)權(quán)利要求15所述的方法，其特征在于所述計算值增大包括每當(dāng)時間過去了預(yù)定第一時間間隔，計算值加一；以及所述計算值減小包括每當(dāng)時間過去了預(yù)定第二時間間隔，計算值減一。
18.根據(jù)權(quán)利要求15所述的方法，其特征在于根據(jù)執(zhí)行器的溫度增加率設(shè)置預(yù)定第一時間間隔，而根據(jù)執(zhí)行器的溫度減小率設(shè)置預(yù)定第二時間間隔。
19.根據(jù)權(quán)利要求15所述的方法，其特征在于預(yù)定第二時間間隔包括當(dāng)計算值大于或等于預(yù)定值時設(shè)置的預(yù)定第三時間間隔以及當(dāng)計算值小于預(yù)定值時設(shè)置的預(yù)定第四時間間隔。
20.根據(jù)權(quán)利要求19所述的方法，其特征在于預(yù)定第一時間間隔為24毫秒、預(yù)定第三時間間隔為0.5秒以及預(yù)定第四時間間隔為11秒。
全文摘要
一種使執(zhí)行器(13)免于過熱而不會增大執(zhí)行器的電子操縱鎖定設(shè)備(1)。該操縱鎖定設(shè)備包括與操縱軸(11)嚙合以鎖定操縱軸的鎖銷(12)。在鎖銷與操縱軸嚙合的鎖定位置和鎖銷脫離操縱軸的非鎖定位置之間移動鎖銷的執(zhí)行器?？刂茍?zhí)行器的控制單元(14)。該控制單元產(chǎn)生與執(zhí)行器操作時間相關(guān)的計算值(Cptc)；并當(dāng)該計算值大于預(yù)定操作暫停閾值(Cmax)時，暫停執(zhí)行器的操作。
文檔編號B60R25/02GK1521064SQ20041000128
公開日2004年8月18日 申請日期2004年1月6日 優(yōu)先權(quán)日2003年1月10日
發(fā)明者深野裕司, 田中賢次, 森密雄, 舟山友幸, 柳生干人, 掛川智央, 人, 央, 幸, 次 申請人:株式會社東海理化電機制作所