JP6477865B2 - 施解錠システム - Google Patents

Description

本発明は、非接触受電装置を備える車両の施解錠を行う施解錠システムに関する。

地上側のコイルと車両側のコイルとを用いて非接触で充電される車両において、機械的な鍵を使用せず、電子機器である鍵との無線通信により車両の施解錠を行うシステムが提案されている（特許文献１参照）。特許文献１に記載の技術は、車両のドアのスイッチが押下されると充電動作を休止し、充電動作の休止に応じて鍵との通信を行うことにより、非接触充電による混信を防止するものである。

特開２０１４−１１６９９９号公報

しかしながら、特許文献１に記載の技術は、施解錠に関する制御部を、非接触充電に関する制御を行う制御部と通信可能にするために、施解錠に関する構成において、従来構成から複雑な仕様変更が必要となる。

本発明は、上記問題点を鑑み、非接触電力伝送による混信時のユーザの違和感を低減できるシステムを容易に適用することができる施解錠システムを提供することを目的とする。

施解錠システムは、非接触電力伝送時において、操作スイッチからの操作信号が施解錠に関する制御部に入力されず、一旦、非接触電力伝送に関する制御部に入力されるように構成される。

図１は、本発明の実施の形態に係る施解錠システムが適用された非接触給電システムの基本的な構成を説明する模式的なブロック図である。 図２は、本発明の実施の形態に係る施解錠システムが備える配線スイッチの、受電装置が非受電動作時における状態を説明するブロック図である。 図３は、本発明の実施の形態に係る施解錠システムが備える配線スイッチの、受電装置が受電動作時における状態を説明するブロック図である。 図４は、本発明の実施の形態に係る施解錠システムの動作を説明するフローチャートである。 図５は、本発明の実施の形態の変形例に係る施解錠システムが備える配線スイッチの、受電装置が非受電動作時における状態を説明するブロック図である。 図６は、本発明の実施の形態の変形例に係る施解錠システムが備える配線スイッチの、受電装置が受電動作時における状態を説明するブロック図である。 図７は、本発明の実施の形態の変形例に係る施解錠システムの動作を説明するフローチャートである。

図面を参照して、本発明の実施の形態を説明する。図面の記載において、同一又は類似の部分には同一又は類似の符号を付し、重複する説明を省略する。

（非接触充電システム）
本発明の実施の形態に係る施解錠システム１が適用された非接触給電システムは、図１に示すように、車両Ｖと、車両Ｖの鍵となる鍵装置８と、非接触で車両Ｖに給電する給電装置１０とを備える。車両Ｖは、例えば、電気自動車やハイブリッド車等、電力を用いて駆動する車両である。

給電装置１０は、給電用の駐車スペースＰＳに配置された地上コイル１１と、地上コイル１１に供給する電力を制御する電力制御部１２と、給電装置１０が行う処理に必要な制御を行う制御部１３と、無線通信部１４とを備える。地上コイル１１は、車両Ｖに設けられた車両コイル２１に非接触で送電する。地上コイル１１及び車両コイル２１は、それぞれ、巻回された導電線からなり、一次コイル及び二次コイルとして機能する。

電力制御部１２は、整流部１２１と、力率改善（ＰＦＣ）回路１２２と、インバータ１２３とを備える。電力制御部１２は、交流電源ＳＳから送電される交流電力を、高周波の交流電力に変換し、地上コイル１１に電力を送電する。

整流部１２１は、交流電源ＳＳからの出力交流電力を整流して、ＰＦＣ回路１２２に出力する。ＰＦＣ回路１２２は、整流部１２１からの出力波形を整形することで力率を改善して、インバータ１２３に出力する。

インバータ１２３は、絶縁ゲートバイポーラトランジスタ（ＩＧＢＴ）等のスイッチング素子を有するパルス幅変調（ＰＷＭ）制御回路を含む電力変換回路である。インバータ１２３は、スイッチング制御信号に基づいてスイッチング素子のオンオフを切り替えることで、直流電力を例えば８５ｋＨｚ程度の低周波の交流電力に変換し、地上コイル１１に供給する。

無線通信部１４は、制御部１３による制御に応じて、車両Ｖに設けられた無線通信部６と双方向に通信を行う。制御部１３は、無線通信部１４及び無線通信部６間の通信により給電装置１０からの給電の開始を通知する信号を車両Ｖ側に送信したり、給電装置１０からの給電の開始を要求する信号を車両Ｖ側から受信したりする。また、制御部１３は、スイッチング制御信号を生成してインバータ１２３のスイッチング制御を行い、地上コイル１１に供給する電力を制御する。

車両Ｖは、受電装置２と、ドア部３と、施解錠制御部４１と、ＬＦ（Low Frequency）発信機４２と、ＲＦ（Radio Frequency）受信機４３と、受電制御部５と、無線通信部６と、報知装置７とを備える。受電装置２は、車両コイル２１と、整流部２２と、リレー部２３と、バッテリ２４と、インバータ２５と、モータ２６とを備える。

車両コイル２１は、車両Ｖの底面に設けられる。車両コイル２１は、車両Ｖが駐車スペースＰＳに適正に駐車されると、地上に設けられた地上コイル１１と所定距離離れて互いに対向した状態となる。車両コイル２１は、地上コイル１１に電力制御部１２から電力が供給されると、地上コイル１１との間で磁気的な結合を生じ、電磁誘導により地上コイル１１から非接触電力伝送される。すなわち、車両コイル２１は、地上コイルから第１周波数で非接触で受電する。

整流部２２は、車両コイル２１において受電された交流電力を直流に整流する。リレー部２３は、受電制御部５による制御に応じてオンオフが切り換わるリレースイッチを備える。リレー部２３は、リレースイッチをオフにすることで、バッテリ２４側と整流部２２側とを切り離す。バッテリ２４は、互いに接続された複数の二次電池から構成される。

インバータ２５は、ＩＧＢＴ等のスイッチング素子を有するＰＷＭ制御回路を含む電力変換回路である。インバータ２５は、スイッチング制御信号に基づいてスイッチング素子のオンオフを切り替えることで、バッテリ２４から出力される直流電力を交流電力に変換し、車両Ｖの駆動力としてモータ２６に供給する。モータ２６は、例えば三相の交流電動機から構成される。

ドア部３は、車両Ｖの外面に設けられ、ユーザの操作に応じて操作信号を出力する操作スイッチ３１と、車両Ｖのドアに設けられ、施解錠制御部４１による制御に応じて駆動するアクチュエータによりドアの施解錠を行う錠３２とを備える。

施解錠制御部４１は、操作スイッチ３１の操作信号が入力されることに応じて、所定距離内にある鍵装置８と無線通信し、鍵装置８との無線通信が成功することに応じて、錠３２を施解錠する。施解錠制御部４１は、錠３２の施解錠に関する処理を制御するエレクトロニックコントロールユニット（ＥＣＵ）である。

施解錠制御部４１は、ＬＦ発信機４２及びＲＦ受信機４３を用いて、鍵装置８と無線通信する。ＬＦ発信機４２は、施解錠制御部４１による制御に応じて、所定のＬＦ信号を発信する。ＲＦ受信機４３は、ＲＦ信号を受信し、施解錠制御部４１に出力する。

鍵装置８は、鍵制御部８１と、ＬＦ受信機８２と、ＲＦ発信機８３とを備える。鍵制御部８１は、ＬＦ受信機８２及びＲＦ発信機８３を用いて、車両Ｖの施解錠制御部４１と無線通信する。ＬＦ受信機８２は、ＬＦ信号を受信し、鍵制御部８１に出力する。鍵制御部８１は、所定のＬＦ信号が入力されたことに応じて、ＲＦ発信機８３が鍵装置８の識別子（ＩＤ）を含むＲＦ信号を発信するようにＲＦ発信機８３を制御する。

ここで、ＬＦ発信機４２とＬＦ受信機８２との間の通信は、第１周波数近傍の第２周波数で行われる。ＬＦ発信機４２は、例えば１３０ｋＨｚ程度の低周波のＬＦ信号を発信する。本発明の実施の形態において、「第１周波数近傍」とは、第２周波数の通信において、第１周波数の信号により混信が生じ得る程度の周波数であることを意味する。

ＲＦ発信機８３は、例えば３００ＭＨｚ程度の極超短波のＲＦ信号を発信する。施解錠制御部４１は、受信されたＲＦ信号をＲＦ受信機４３により入力される。施解錠制御部４１は、ＲＦ信号に含まれるＩＤが、予め記憶するＩＤに一致する場合において、鍵装置８との無線通信が成功したものと判定する。施解錠制御部４１は、鍵装置８との無線通信が成功することに応じて、錠３２を施解錠する。

受電制御部５は、主として、バッテリ２４を充電するために車両コイル２１の受電動作を制御するＥＣＵである。受電制御部５は、配線スイッチ５１と、信号判断部５２と、充電制御部５３とを備える。配線スイッチ５１は、例えば受電制御部５に搭載され、操作スイッチ３１と施解錠制御部４１との間に接続される。配線スイッチ５１は、機械的に配線を切り替える機械スイッチと、受電制御部５による制御に応じて機械スイッチを切り替えるアクチュエータとから構成される。配線スイッチ５１は、操作スイッチ３１と施解錠制御部４１との間に接続される。

配線スイッチ５１は、図２に示すように、受電装置２の非受電動作時において、操作スイッチ３１から出力された操作信号が直接的に施解錠制御部４１に入力されるように配線を接続する。配線スイッチ５１は、受電装置２の非受電動作時において、一端が操作スイッチ３１に接続された配線Ｌ１の他端と、一端が施解錠制御部４１に接続された配線Ｌ２とを電気的に接続する。配線Ｌ２は、配線スイッチ５１を経由して他端が信号判断部５２に接続される。配線Ｌ２は、配線スイッチ５１において、配線Ｌ２の他端が接続されることにより、配線Ｌ１に電気的に接続される。
配線スイッチ５１は、図３に示すように、受電装置２の受電動作時において、操作スイッチ３１から出力された操作信号が直接的に信号判断部５２に入力されるように配線を接続する。配線スイッチ５１は、配線Ｌ１の他端が、信号判断部５２に接続される接点Ｎに接続されることにより、操作スイッチ３１と信号判断部５２とを電気的に接続するとともに、配線Ｌ１と配線Ｌ２とを切り離す。

信号判断部５２は、操作スイッチ３１から入力された操作信号を記憶する。信号判断部５２は、操作スイッチ３１の操作信号が入力された場合において、入力された操作信号を施解錠制御部４１に出力する。また、信号判断部５２は、操作信号が入力されたことに応じて、無線通信部６を介して給電装置１０に給電の停止を要求する信号を送信することにより、受電装置２の受電動作を抑制する。

信号判断部５２は、給電装置１０との通信又は受電装置２の受電状態から、受電装置２の受電動作が所定の状態（例えば０Ｗ）まで抑制され、抑制が完了したか否かを判定する。信号判断部５２は、受電装置２の受電動作の抑制が完了したことに応じて、記憶した操作信号を、施解錠制御部４１に出力する。

充電制御部５３は、給電装置１０による給電の開始を要求する信号等を、無線通信部６，１４を介して、制御部１３に送信することにより、地上コイル１１からの給電を開始させる。受電装置２は、充電制御部５３による制御に応じて、整流部２２及びリレー部２３の駆動を制御することにより、車両コイル２１において地上コイル１１から受電した電力をバッテリ２４に供給し、バッテリ２４を充電する。

充電制御部５３は、インバータ２５のスイッチング制御や、バッテリ２４の充電状態（ＳＯＣ）等を管理するコントローラとＣＡＮ（Controller Area Network）で接続されている。充電制御部５３は、バッテリ２４が満充電に達したことを通知する信号を、ＣＡＮを介してこのコントローラから受信すると、給電の終了を要求する信号を、無線通信部６，１４を介して、制御部１３に送信する。

報知装置７は、光を発する光源、文字や画像を表示する表示装置、警告音や施解錠音等の音を出力するスピーカ等により構成される。報知装置７は、施解錠制御部４１による制御に応じて光や音を出力することにより、ユーザに対して情報を報知する。

（施解錠システム１の動作）
図４のフローチャートを参照して、本発明の実施の形態に係る施解錠システム１の動作の一例を説明する。

ステップＳ１において、受電制御部５は、給電装置１０との通信又は受電装置２の受電状態から、受電装置２が給電装置１０からの受電動作中か否かを判定する。受電動作中の場合、ステップＳ２に処理を進め、非受電動作中の場合ステップＳ７に処理を進める。ステップＳ７において、受電制御部５は、操作スイッチ３１から出力される操作信号が直接的に施解錠制御部４１に入力されるように配線スイッチ５１を切り替え、処理を終了して受電制御部５の処理をステップＳ１１から繰り返す。

ステップＳ２において、受電制御部５の信号判断部５２は、操作スイッチ３１が操作されたか否か、すなわち、操作スイッチ３１から操作信号が入力されたか否かを判定する。ステップＳ２においては受電装置２が受電動作中であるため、配線スイッチ５１は、操作スイッチ３１から出力された操作信号が直接的に信号判断部５２に入力されるように配線を接続している。信号判断部５２は、操作信号が入力された場合、操作信号を記憶してステップＳ３に処理を進め、操作信号が入力されていない場合、処理を終了して受電制御部５の処理をステップＳ１から繰り返す。

ステップＳ３において、信号判断部５２は、操作信号が入力されたことに応じて、無線通信部６を介して給電装置１０に給電の一時的な停止を要求する信号を送信することにより、受電装置２の受電動作を一時的に抑制する。

ステップＳ４において、信号判断部５２は、給電装置１０との通信又は受電装置２の受電状態から、給電装置１０の給電動作、すなわち受電装置２の受電動作が所定の状態まで抑制され、抑制が完了したか否かを判定する。抑制が完了した場合、ステップＳ５に処理を進め、抑制が完了していない場合、ステップＳ３に処理を戻す。

ステップＳ５において、信号判断部５２は、受電装置２の受電動作の抑制が完了したことに応じて、ステップＳ２において記憶した操作信号を、施解錠制御部４１に出力する。

ステップＳ２１において、施解錠制御部４１は、操作信号が入力されたか否かを判定する。施解錠制御部４１は、操作信号が入力された場合、ステップＳ２２に処理を進め、操作信号が入力されない場合、処理を終了してステップＳ２１の処理を繰り返す。

ステップＳ２２において、施解錠制御部４１は、所定のＬＦ信号をＬＦ発信機４２に第２周波数で発信させる。

ステップＳ３１において、ＬＦ発信機４２から所定の距離にある鍵装置８のＬＦ受信機８２は、ステップＳ２２において発信されたＬＦ信号を受信し、鍵制御部８１に出力する。ステップＳ３２において、鍵制御部８１は、所定のＬＦ信号が入力されたことに応じて、ＲＦ発信機８３が鍵装置８のＩＤを含むＲＦ信号を発信するようにＲＦ発信機８３を制御する。

ステップＳ２３において、施解錠制御部４１は、ステップＳ３２において発信されたＲＦ信号が、ＲＦ受信機４３により受信されか否かを判定する。施解錠制御部４１は、ＲＦ受信機４３がＲＦ信号を受信した場合ステップＳ２４に処理を進め、受信していない場合、処理を終了してステップＳ２１の処理を繰り返す。

ステップＳ２４において、施解錠制御部４１は、ＲＦ受信機４３により受信されたＲＦ信号に含まれるＩＤが、予め記憶するＩＤと一致するか否かを判定する。施解錠制御部４１は、ＩＤが一致する場合、鍵装置８との無線通信が成功したものとしてステップＳ２５に処理を進め、ＩＤが一致しない場合、処理を終了してステップＳ２１の処理を繰り返す。

ステップＳ２５において、施解錠制御部４１は、鍵装置８との無線通信が成功したことに応じて、錠３２に制御信号を出力し、錠３２を施解錠する。また、施解錠制御部４１は、ユーザに対して施解錠を報知する施解錠音の再生を指令する施解錠信号を報知装置７に出力する。

ステップＳ６において、受電制御部５は、ステップＳ５の処理から予め設定された設定時間が経過したことに応じて、無線通信部６を介して給電装置１０に給電の一時的な停止の解除を要求する信号を送信する。これにより、受電制御部５は、受電装置２の受電動作の一時的な抑制を解除する。

本発明の実施の形態に係る施解錠システム１によれば、操作スイッチ３１と施解錠制御部４１との間に配線スイッチ５１が接続される。これにより、受電装置２の受電動作時において、操作スイッチ３１から出力される操作信号が信号判断部５２に入力され、非受電動作時において、操作信号が直接的に施解錠制御部４１に入力される。よって、施解錠システム１によれば、非接触電力伝送による鍵装置８との通信における混信時のユーザの違和感を低減できるシステムを、施解錠に関する従来構成において容易に適用することができる。

例えば、図４のフローチャートにおいて、一点鎖線で囲む施解錠制御部４１及び鍵制御部８１の処理は、一般的な処理であり、従来構成からの変更の必要がない。このように、施解錠システム１は、施解錠制御部４１の書き換えが必要なく、軽微な変更のみで、非接触電力伝送による混信時のユーザの違和感を低減することができる。

また、施解錠システム１によれば、信号判断部５２が操作信号を記憶して、受電装置２の受電動作が抑制されたことに応じて、記憶した操作信号を施解錠制御部４１に出力する。よって、施解錠システム１によれば、非接触電力伝送による混信を確実に防止することができる。

また、施解錠システム１によれば、配線スイッチ５１を機械スイッチから構成することにより、受電装置２の非受電動作時において、受電制御部５が起動せずとも車両Ｖの錠３２を施解錠することができる。よって、施解錠システム１によれば、消費電力を節減することができる。

（変形例）
上述の実施の形態においては、受電制御部５が、操作信号に応じて給電装置１０に給電の停止を要求することにより、受電装置２の受電動作を抑制する場合を説明したが、受電装置２の受電動作は必ずしも制御される必要はない。以下、本発明の実施の形態の変形例に係る施解錠システム１を説明する。以下において説明しない構成、作用及び効果は、上述の実施の形態と実質的に同様であり、重複するため省略する。

図５及び図６に示すように、本発明の実施の形態の変形例に係る施解錠システム１において、報知装置７は、受電制御部５の信号判断部５２による制御に応じてユーザに対して情報を報知できるように、信号判断部５２に接続される。

配線スイッチ５１は、図５に示すように、受電装置２の非受電動作時において、操作スイッチ３１から出力された操作信号が直接的に施解錠制御部４１に入力されるように配線を接続する。配線スイッチ５１は、図６に示すように、受電装置２の受電動作時において、操作スイッチ３１から出力された操作信号が直接的に信号判断部５２に入力されるように配線を接続する。

図７のフローチャートを参照して、本発明の実施の形態の変形例に係る施解錠システム１の動作の一例を説明する。

ステップＳ１１において、受電制御部５は、給電装置１０との通信又は受電装置２の受電状態から、受電装置２が給電装置１０からの受電動作中か否かを判定する。受電動作中の場合、ステップＳ１２に処理を進め、非受電動作中の場合ステップＳ１５に処理を進める。ステップＳ１５において、受電制御部５は、操作スイッチ３１から出力される操作信号が直接的に施解錠制御部４１に入力されるように配線スイッチ５１を切り替え、処理を終了して受電制御部５の処理をステップＳ１１から繰り返す。

ステップＳ１２において、受電制御部５の信号判断部５２は、操作スイッチ３１から操作信号が入力されたか否かを判定する。ステップＳ１２において配線スイッチ５１は、操作スイッチ３１から出力された操作信号が直接的に信号判断部５２に入力されるように配線を接続している。信号判断部５２は、操作信号が入力された場合、操作信号を記憶してステップＳ１３に処理を進め、操作信号が入力されていない場合、処理を終了して受電制御部５の処理をステップＳ１１から繰り返す。

ステップＳ１３において、信号判断部５２は、操作信号が入力されたことに応じて、受電装置２が受電動作中であること警告する警告音の再生を指令する警告信号を報知装置７に出力する。報知装置７は、ステップＳ４１において警告信号が入力されると、ステップＳ４２において警告音を再生し、受電装置２が受電動作中であることをユーザに対して報知する。

ステップＳ１４において、信号判断部５２は、ステップＳ１２の処理から予め設定された設定時間が経過したことに応じて、ステップＳ１２において記憶した操作信号を、施解錠制御部４１に出力する。設定時間は、例えば、ステップＳ１３において再生を指令した警告音が停止するまでの時間とすることができる。

ステップＳ２１〜Ｓ２５及びステップＳ３１〜Ｓ３２の処理については、図４のフローチャートと同様であるため説明を省略する。報知装置７は、ステップＳ４１において、ステップＳ２５において出力された施解錠信号が入力されると、ステップＳ４２において施解錠音を再生し、錠３２が施解錠されたことをユーザに対して報知する。

本発明の実施の形態の変形例に係る施解錠システム１によれば、受電装置２が受電動作中に操作スイッチ３１が操作されたことに応じて、報知装置７が施解錠音を再生する。よって、ユーザに対して、受電装置２が受電動作中であるため車両Ｖと鍵装置８との通信において混信の可能性があることを報知することができる。よって、ユーザは、例え鍵装置８との通信において混信が生じたとしても、給電装置１０からの給電に起因するものであることが理解でき、混信時の違和感が低減される。

（その他の実施の形態）
上記のように、本発明を上記の実施の形態によって記載したが、この開示の一部をなす論述及び図面は本発明を限定するものであると理解すべきではない。この開示から当業者には様々な代替実施の形態、実施例及び運用技術が明らかとなろう。

例えば、既に述べた実施の形態において、錠３２は、イグニッションスイッチにおけるロック等、ドアの錠以外の種々の錠であってもよい。

上記の他、上記の各構成を相互に応用した構成等、本発明はここでは記載していない様々な実施の形態等を含むことは勿論である。したがって、本発明の技術的範囲は上記の説明から妥当な特許請求の範囲に係る発明特定事項によってのみ定められるものである。

本発明によれば、受電動作時と非受電動作時とで配線を変更することにより、非接触電力伝送による混信時のユーザの違和感を低減できるシステムを容易に適用することができる施解錠システムを提供することができる。

Ｖ 車両
１ 施解錠システム
２ 受電装置
５ 受電制御部
７ 報知装置
８ 鍵装置（鍵）
１１ 地上コイル
２１ 車両コイル
３１ 操作スイッチ
３２ 錠
４１ 施解錠制御部
５１ 配線スイッチ
５２ 信号判断部

Claims (4)

1. 車両に設けられ、地上に設けられた地上コイルから第１周波数で非接触で受電する車両コイルを有する受電装置と、
   前記車両に設けられ、ユーザの操作に応じて操作信号を出力する操作スイッチと、
   前記操作信号が入力されることに応じて、所定距離内にある鍵装置と第１周波数近傍の第２周波数で無線通信し、前記鍵装置との無線通信が成功することに応じて、前記車両に設けられた錠を施解錠する施解錠制御部と、
   前記操作信号が入力された場合、入力された前記操作信号を前記施解錠制御部に出力する信号判断部と、
   前記受電装置の受電動作時において、前記操作スイッチから出力された前記操作信号が前記信号判断部に入力されるように配線を接続する配線スイッチと
   を備える施解錠システム。
2. 前記信号判断部に前記操作信号が入力されたことに応じて、前記受電装置の受電動作を抑制する受電制御部を更に備え、
   前記信号判断部は、入力された前記操作信号を記憶し、前記受電制御部による前記受電装置の受電動作の抑制が完了したことに応じて、記憶した前記操作信号を前記施解錠制御部に出力することを特徴とする請求項１に記載の施解錠システム。
3. ユーザに対して情報を報知する報知装置を更に備え、
   前記報知装置は、前記信号判断部に前記操作信号が入力されたことに応じて、前記受電装置が受電動作中であることをユーザに対して報知することを特徴とする請求項１に記載の施解錠システム。
4. 前記配線スイッチは、機械スイッチであり、前記受電装置の非受電動作時において、前記操作スイッチから出力された前記操作信号が前記施解錠制御部に入力されるように配線を接続することを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項に記載の施解錠システム。

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