JP4930133B2 - 補助電源装置 - Google Patents

Description

本発明は、車両の電動チルトステアリング装置に補助的に電源供給を行う補助電源装置に関する。

車両のステアリングコラムを電動モータでチルト調整・テレスコピック調整する電動位置調整式ステアリングコラム装置では、電動モータの回転位置を検出し、専用のＥＣＵ（Ｅｌｅｃｔｒｏｎｉｃ Ｃｏｎｔｒｏｌ Ｕｎｉｔ）でステアリングの位置を調整している。

このような電動位置調整式ステアリングコラム装置は、車両の利用が終了すると、ステアリングホイールを退避位置に跳ね上げて（オートアウェイ）運転者の降車を容易にし、車両の利用時には、運転者が乗車してからステアリングホイールを操作用位置に復帰させることにより、乗車を容易にしている。

このような調整の開始を許可するための条件として、イグニッションのオン／オフするためのイグニッションスイッチと、キーシリンダへのキーの抜き差しによりオン／オフするアンロックウォーニングスイッチのオン／オフが監視されていた（例えば、特許文献１参照）。
特開平６−１３５３３６号公報

ところで、車両のエンジンを始動するためにスタータモータを駆動させる際には、多大な電力が必要であるため、バッテリ電源から電動位置調整式ステアリングコラム装置に供給される電圧が低下する。バッテリ電源は、電動テレスコピックステアリング装置のＥＣＵや電動モータの回転位置を検出するセンサにも供給されるため、このような電圧低下により、ＥＣＵやセンサの作動が一時的に停止する可能性がある。

一方、供給される電圧が低下して電動位置調整式ステアリングコラム装置の電動モータに十分な電力が供給されない状態が生じても、電動位置調整式ステアリングコラム装置が自重やモータの慣性により、すぐに止まらない可能性がある。

このように、ＥＣＵやセンサが作動していない状態で電動位置調整式ステアリングコラム装置が変わると、メモリに記憶していた位置にずれが生じ、正確な位置制御が行えなくなる可能性があった。

そこで、本発明は、スタータモータの駆動によりバッテリ電源から供給される電圧が低下した状態でも、正確な位置制御を可能にするために電動位置調整式ステアリングコラム装置に補助的に電源供給を行う補助電源装置を提供することを目的とする。

本発明の一局面の補助電源装置は、ステアリングホイールをチルト方向又はテレスコピック方向に移動させるための電動モータの回転位置を検知する位置検出手段を有し、車両の利用終了時にステアリングホイールを退避位置に移動させ、車両の利用時にステアリングホイールを操作用位置に復帰させる電動位置調整式ステアリングコラム装置に電源を補助的に供給する補助電源装置であって、スタータモータが駆動される前に所定の利用開始操作を検知する操作検知手段に接続され、当該車両の利用開始が検知されると、バッテリから給電を受けて電力を蓄積する蓄電手段と、前記スタータモータの駆動により前記バッテリの電圧が低下している間に、前記蓄電手段に蓄積された電力を前記位置検出手段に供給する供給手段とを備える。

また、前記供給手段は、前記蓄電手段と前記バッテリとの間に配設されたダイオードを含んでもよい。

また、前記操作検知手段は、ドアの開放を検知するドア開放検知手段、ルームランプの点灯を検知するルームランプ点灯検知手段、ドアロックの解錠を検知する解錠検知手段、シートベルトの着用を検知するシートベルト着用検知手段、利用者のシートへの着座を検知する着座検知手段、又は、空調装置の作動開始を検知する空調作動開始検知手段のうちの少なくともいずれか一つであってもよい。

また、前記電動位置調整式ステアリングコラム装置は、ステアリングのチルト調整又はテレスコピック調整を行う装置であってもよい。

本発明によれば、バッテリ電源から供給される電圧が低下した状態においても電動位置調整式ステアリングコラム装置に正確な位置制御を行わせることができる補助電源装置を提供できるという特有の効果が得られる。

以下、本発明の補助電源装置を適用した実施の形態について説明する。

［実施の形態１］
図１は、実施の形態１の補助電源装置を取り付けた電動位置調整式ステアリングコラム装置の回路構成を示す図である。この電動位置調整式ステアリングコラム装置１０は、図示しないステアリングホイールをチルト方向（ステアリングホイールを上下させる方向）及びテレスコピック方向（ステアリングホイールをステアリングコラムの長手方向に移動させる方向）に移動させて位置調整を行うことのできる装置である。

図１に示すように、電動位置調整式ステアリングコラム装置１０には、バッテリ電源２０、及び、ドア開閉検知装置３０が接続される。

バッテリ電源２０は、バッテリ電源ライン２０Ａ、ＥＣＵバッテリ電源ライン２０Ｂ、イグニッション電源ライン２０Ｃ及びルームランプ電源ライン２０Ｄを介して電動位置調整式ステアリングコラム装置１０に供給される。イグニッション電源ライン２０Ｃにはイグニッションスイッチ２１が配設される。また、スタータモータ４０には、バッテリ電源ライン２０Ｅを介してバッテリ電源２０が接続される。なお、各ラインには図示の通りにヒューズが取り付けられている。

ドア開閉検知装置３０は、車両の利用者によってドアが開放されることを利用開始操作として検知する装置である。このドア開閉検知装置３０には、ルームランプ３１が接続され、ドアが開放されると点灯され、ドアが閉成されると所定時間経過後に消灯されるように構成される。このドア開閉検知装置３０は、例えば、ドア開閉によりオン／オフが切り替えられるスイッチと、当該スイッチに連動して開閉するリレースイッチで構成される。

また、電動位置調整式ステアリングコラム装置１０は、図示しないステアリングホイールをチルト方向及びテレスコピック方向に移動させるための電動モータ１１と、この電動モータ１１の回転位置を検知する回転位置センサ１２と、ＥＣＵ１３とを備える。電動モータ１１には、バッテリ電源ライン２０Ａを介して電力が供給される。回転位置センサ１２には、ＥＣＵバッテリ電源ライン２０Ｂを介して電力が供給される。なお、チルト方向とテレスコピック方向に移動させるためのモータは別々であってもよいが、ここでは、説明の便宜上、一つの電動モータ１１として示す。

ＥＣＵ１３は、電動位置調整式ステアリングコラム装置１０の位置調整を行うための専用のＥＣＵであり、ＣＰＵ１４、電源ＩＣ１５、蓄電装置１６、及び、ダイオード１７Ａ〜１７Ｅを含む。本実施の形態の補助電源装置は、蓄電装置１６及びダイオード１７Ａ〜１７Ｅによって構成される。

ＣＰＵ１４は、回転位置センサ１２から伝送される回転位置情報に基づいて電動モータ１１を駆動し、ステアリングホイールを所望の位置に移動させる。例えば、車両の利用終了時にステアリングホイールをチルト方向に跳ね上げるとともに、テレスコピック方向に引き込むことにより、ステアリングホイールを退避位置に退避させる。これは、車両の利用終了時に運転者の降車を楽にするためである。また、車両の利用開始時には、退避位置から操作用位置にステアリングホイールを復帰させる。この操作用位置は、運転者によって予め設定されるものであり、例えば、ＣＰＵ１４の内部メモリに記憶されている。なお、ＣＰＵ１４には、図示の通り、電源ＩＣ１５とイグニッション電源ライン２０Ｃとの２系統から電力が供給される。なお、回転位置センサ１２及びＣＰＵ１４によって、ステアリングホイールの位置が検出される。回転位置センサ１２は、例えば、ホールＩＣで構成される。

電源ＩＣ１５は、バッテリ電源２０からＥＣＵ１３に供給される電力をＣＰＵ１４に供給する際に電圧制御を行う素子であり、例えば、電圧制御用の半導体チップで構成される。この電源ＩＣ１５には、ＥＣＵバッテリ電源ライン２０Ｂから電力が供給される。

蓄電装置１６には、ドア開閉検知装置３０が接続されている。この蓄電装置１６は、ＥＣＵ１３内に配設されるキャパシタで構成され、ドア開閉検知装置３０によって車両の利用開始が検知されると、ドア開閉検知装置３０を介してルームランプ電源ライン２０Ｄより供給される電力を蓄積する。蓄電装置１６に蓄積された電力は、スタータモータ４０が駆動されてＥＣＵバッテリ電源ライン２０Ｂ及びイグニッション電源ライン２０Ｃから供給される電圧が低下したときに、回転位置センサ１２、ＣＰＵ１４及び電源ＩＣ１５のみに供給される。この原理については後述する。なお、蓄電装置１６は、上述のキャパシタに代わりに、ＥＣＵ内に配設されるバッテリで構成されてもよい。

ダイオード１７Ａ、１７Ｂ、１７Ｃ、１７Ｄ及び１７Ｅは、回転位置センサ１２、ＣＰＵ１４、電源ＩＣ１５、ＥＣＵバッテリ電源ライン２０Ｂ、イグニッション電源ライン２０Ｃ、及びドア開閉検知装置３０と、蓄電装置１６との間に配設されており、蓄電装置１６に蓄積された電力が、回転位置センサ１２、ＣＰＵ１４及び電源ＩＣ１５のみに供給されるように構成されている。

このような補助電源装置において、ドア開閉検知装置３０によって車両の利用開始が検知されると、ドア開閉検知装置３０を介して蓄電装置１６に電力が蓄積され、次いで、スタータモータ４０が駆動されてＥＣＵバッテリ電源ライン２０Ｂ及びイグニッション電源ライン２０Ｃから供給される電圧値が低下すると、蓄電装置１６から回転位置センサ１２、ＣＰＵ１４及び電源ＩＣ１５のみに電力が供給される。

なお、蓄電装置１６への電力供給は、車両の利用開始が検知されたときに、ドア開閉検知装置３０を経ることなく、バッテリ電源２０より直接的に行われてもよい。

このように、本実施の形態の補助電源装置によれば、ドアが開放されてからスタータモータ４０が駆動されるまでの間に蓄電装置１６に電力を蓄え、スタータモータ４０が駆動されてバッテリ電源２０の電圧値が低下したときに、蓄電装置１６から回転位置センサ１２、ＣＰＵ１４及び電源ＩＣ１５に電力を供給するので、図示しないステアリングコラムが自重で下がっても、ＣＰＵ１４が回転位置センサ１２によって電動モータ１１の回転位置を検出でき、電圧低下時においても、電動位置調整式ステアリングコラム装置１０が正確にステアリングホイールの位置を調整できるようにすることができる。ドアが開放されてからスタータモータ４０が駆動されるまでの間の時間は、例えば、イグニッションがオンにされてからスタータモータ４０が駆動されるまでの間の時間に比べて十分に長く、蓄電装置１６に十分な量の電力を蓄積することができる。

なお、以上では、車両の利用者によってドアが開放されることを利用開始操作として検知する装置としてドア開閉検知装置３０を用いる形態について説明したが、このドア開閉検出装置３０の代わりに、ルームランプの点灯を検知するルームランプ点灯検知装置、ドアロックの解錠を検知する解錠検知装置、シートベルトの着用を検知するシートベルト着用検知装置、利用者のシートへの着座を検知する着座検知装置、又は、空調装置の作動開始を検知する空調作動開始検知装置等を用いてもよい。なお、解錠検知装置としては、例えば、キーレスエントリやスマートキーシステムの解錠検知装置が挙げられる。

また、以上では、ＥＣＵ１３内にダイオード１７Ａ〜１７Ｅを備える形態について説明したが、同様に整流できる構成であれば、ダイオードはＥＣＵ１３の外部に設けられてもよい。

また、以上では、蓄電装置１６に蓄積された電力を回転位置センサ１２、ＣＰＵ１４及び電源ＩＣ１５に供給する形態について説明したが、例えば、スタータモータ４０の駆動開始を検知するセンサを備え、このセンサによってスタータモータ４０の駆動が開始されたときに、蓄電装置１６がキャパシタに蓄積された電力を回転位置センサ１２、ＣＰＵ１４及び電源ＩＣ１５に供給するように構成してもよい。

また、以上では、蓄電装置１６にドア開閉検知装置３０を経由して電力供給を行う形態について説明したが、車両の利用開始からスタータモータ４０が駆動される前までに蓄電装置１６にバッテリ電源２０から電力を供給できるのであれば、蓄電装置１６への電力供給方法は上述の方法に限られるものではない。

また、以上では、チルト方向及びテレスコピック方向のいずれにもステアリングホイールを移動させられる電動位置調整式ステアリングコラム装置１０に蓄電装置１６を取り付ける形態について説明したが、チルト方向のみにステアリングホイールを移動可能な電動チルトステアリング装置、又は、テレスコピック方向のみにステアリングホイールを移動可能な電動テレスコピックステアリング装置に取り付けても同様の効果を得ることができる。

［実施の形態２］
図２は、実施の形態２の補助電源装置を取り付けた電動位置調整式ステアリングコラム装置の回路構成を示す図である。実施の形態２の補助電源装置は、ＥＣＵ５０内に含まれる蓄電装置５１、ダイオード５２Ａ〜５２Ｃ、処理回路５３及びリレースイッチ５４によって構成される点が実施の形態１の補助電源装置と異なる。その他の要素は、実施の形態１における各要素と同一であり、その説明を省略する。

本実施の形態の補助電源装置の蓄電装置５１は、実施の形態１の蓄電装置１６に相当する。また、ダイオード５２Ａ、５２Ｂ及び５２Ｃは、実施の形態１のダイオード１７Ａ〜１７Ｅと同様に、蓄電装置５１に蓄積された電力をスタータモータ４０が駆動されている間に、回転位置センサ１２、ＣＰＵ１４及び電源ＩＣ１５のみに供給するための供給手段である。

また、本実施の形態の補助電源装置は、処理回路５３及びリレースイッチ５４は、実施の形態１の蓄電装置１６の演算処理部に相当する。なお、リレースイッチ５４は、車両の利用開始前には開放されている。

蓄電装置５１は、リレースイッチ５４を介してＥＣＵバッテリ電源ライン２０Ｂに接続されている。処理回路５３には、ドア開閉検知装置３０が接続されており、ドアの開放が検知されると、処理回路５３によってリレースイッチ５４が閉成されるように構成されている。

処理回路５３は、ドア開閉検知装置３０によって車両の利用開始が検知されると、リレースイッチ５４を閉成するように構成されている。これにより、ＥＣＵバッテリ電源ライン２０Ｂを介して蓄電装置５１に電力が蓄積され、次いで、スタータモータ４０が駆動されてＥＣＵバッテリ電源ライン２０Ｂ及びイグニッション電源ライン２０Ｃから供給される電圧値が低下すると、蓄電装置５１から回転位置センサ１２、ＣＰＵ１４及び電源ＩＣ１５のみに電力が供給される。

以上、本発明の例示的な実施の形態の補助電源装置について説明したが、本発明は、具体的に開示された実施の形態に限定されるものではなく、特許請求の範囲から逸脱することなく、種々の変形や変更が可能である。

本発明の補助電源装置は、車両の電動位置調整式ステアリングコラム装置に利用可能である。

実施の形態１の補助電源装置を取り付けた電動位置調整式ステアリングコラム装置の回路構成を示す図である。 実施の形態２の補助電源装置を取り付けた電動位置調整式ステアリングコラム装置の回路構成を示す図である。

符号の説明

１０ 電動位置調整式ステアリングコラム装置
１６、５１ 蓄電装置
１７Ａ、１７Ｂ、１７Ｃ、１７Ｄ、１７Ｅ、５２Ａ、５２Ｂ、５２Ｃ ダイオード
２０ バッテリ電源
３０ ドア開閉検知装置
４０ スタータモータ
５３ 処理回路５３
５４ リレースイッチ

Claims (4)

1. ステアリングホイールをチルト方向又はテレスコピック方向に移動させるための電動モータの回転位置を検知する位置検出手段を有し、車両の利用終了時にステアリングホイールを退避位置に移動させ、車両の利用時にステアリングホイールを操作用位置に復帰させる電動位置調整式ステアリングコラム装置に電源を補助的に供給する補助電源装置であって、
   スタータモータが駆動される前に所定の利用開始操作を検知する操作検知手段に接続され、当該車両の利用開始が検知されると、バッテリから給電を受けて電力を蓄積する蓄電手段と、
   前記スタータモータの駆動により前記バッテリの電圧が低下している間に、前記蓄電手段に蓄積された電力を前記位置検出手段に供給する供給手段と
   を備える補助電源装置。
2. 前記供給手段は、前記蓄電手段と前記バッテリとの間に配設されたダイオードを含む、請求項１に記載の補助電源装置。
3. 前記操作検知手段は、ドアの開放を検知するドア開放検知手段、ルームランプの点灯を検知するルームランプ点灯検知手段、ドアロックの解錠を検知する解錠検知手段、シートベルトの着用を検知するシートベルト着用検知手段、利用者のシートへの着座を検知する着座検知手段、又は、空調装置の作動開始を検知する空調作動開始検知手段のうちの少なくともいずれか一つである、請求項１又は２に記載の補助電源装置。
4. 前記電動位置調整式ステアリングコラム装置は、ステアリングのチルト調整又はテレスコピック調整を行う装置である、請求項１乃至３のいずれかの項に記載の補助電源装置。

Images