JP6499864B2 - 電気コンポーネント用のエネルギー供給回路 - Google Patents

Description

発明の詳細な説明

本発明は、特許請求項１の種の定義に係るエネルギー供給回路に関する。
このようなエネルギー供給回路は、具体的には自動車において制御ユニットの電流および／または電圧供給のために使用され得る。

電気コンポーネント用の電流および／または電圧供給回路は、種々のシステムにおいて既に知られている。自動車内のこのような電流および／または電圧供給回路は、しばしば、蓄電池または電池を含み、供給される特定の電気コンポーネントの個々の要求に適応する。故障の場合、蓄電池は完全に放電し、自動車が機能することを不能にさせる場合がある。

本発明の目的は、少なくとも非常動作が可能となるようにエネルギー供給回路を改良することである。
この目的は、請求項１の顕著な特徴によって一般的なエネルギー供給回路で達成される。

放電監視回路は、本発明に係るエネルギー供給回路を備え、蓄電池に蓄えられるエネルギーを監視する。蓄電池に蓄えられるエネルギーが閾値より低下する場合、放電監視回路は、少なくとも個々のコンポーネントのエネルギー供給を止める。それが有利である場合、全ての関連するコンポーネントのエネルギー供給を同様に止めてもよい。そのため、蓄電池の完全な放電が、有利に回避されるため、残留エネルギーが依然として利用可能であり、残留エネルギーを、その後、非常動作のために使用することができる。自動車の信頼性は、本発明に係るエネルギー供給を用いるのと相応して高まる。当然、放電監視回路は、自動車の運転手に非常事態を示すことができるため、運転手は、非常動作の補助下でガレージを探すことができる。本発明のさらなる実施形態は、下位請求項に開示されている。

非常動作の種類に応じて、蓄電池に収容される残留エネルギーは、要求されると特定のコンポーネントに供給されることが好都合である場合がある。非常動作についてのこうしたモードは、具体的にはアクセス許可および／または運転許可のためのロックシステムを有する自動車に特に適する。ロックシステムは、例えば、車のドア、点火ロック、ステアリングホイールロックをロック解除および／またはロックするための制御デバイス、イモビライザ、エンジン制御ユニットなどを有効化および／または無効化するための制御デバイスなどの、少なくとも２つの状態を有する制御デバイスとして設計された第１のデバイスと、ある種類の電子キー、ＩＤ送信機、チップカードなどとして設計された関連する第２のデバイスとを備える。２つのデバイスは、２つのデバイスの通常動作用の、具体的には電磁信号用の送信機および／または受信機を有する。第２のデバイスと第１のデバイスとの間で送信される信号のうちの少なくとも１つは、第２のデバイスの認証のための符号化された動作信号であってもよく、第２のデバイスが許可される場合、送信された動作信号の肯定的評価後に、第１のデバイスの状態の変更がもたらされ得る。第１のデバイスは、通常動作に対して蓄電池からエネルギーを供給される。残留エネルギーが供給されるコンポーネントは、ロックシステムの、具体的には第１のデバイスのコンポーネントである。

残留エネルギーを供給される第１のデバイスのコンポーネントが、具体的にはドアロックのためにドア内に配置される、運転許可システム用のおよび／またはアクセス許可システム用のモジュール、いわゆる運転許可システムモジュールであることがこの実施形態では特に好ましい。第２のデバイス、すなわち電子キーを、その後、トランスポンダの補助下で運転許可システムモジュールによって残留エネルギーの少なくとも一部を使用して起動してもよい。トランスポンダのコイルを、ドア上のドアハンドル内にまたは自動車の外部領域における別の位置に簡単な方法で設置してもよい。そのため、この実施形態は、残留エネルギーが複数回の開放操作にとって一般的に十分であるため、非常開放のためのドア内の以前に存在した機械式ロックを排除する。費用がかかる機械式ロックが必要とされないため、このアプローチによって費用対効果もまた増大する。さらに、この点に関して機械式ロックが低レベルのセキュリティを提供するため、盗難防止も強化される。

残留エネルギーの少なくとも一部を、車両エレクトロニクスを動作させるためにも接続してもよい。別個の起動ユニットが、これを簡単な方法で提供する。こうして、自動車のための少なくとも１つの始動操作又は複数の始動操作さえも実行することが有利には可能である。こうして、非常時始動が、費用効果的な方法で自動車のために可能となる。残留エネルギーを供給される第１のデバイスのコンポーネントは、運転許可システム、いわゆる運転許可システム制御ユニット用の制御ユニットであってもよい。この場合、第２のデバイス、すなわちキーを、トランスポンダの補助下で運転許可システム制御ユニットによって残留エネルギーを使用して起動してもよい。トランスポンダのコイルを、ダッシュボード内にまたは自動車の内部領域内の別の場所に簡単かつ費用効果的な方法で設置して、ドライバに簡単かつ利用し易い動作を提供してもよい。

運用上信頼性がある方法で利用可能な十分な残留エネルギーを有するために、蓄電池はリチウムイオン電池であってもよい。
本発明を使用して達成される利点は、具体的には、非常時動作が簡単な方法で可能にされることを含む。非常時動作が、さらなるコンポーネント、例えば非常電池を全く必要としないため、さらなるコストが発生しない。逆に、例えば機械式ドアロックなどの非常時動作のためだけに以前は必要とされた追加のコンポーネントを排除してもよい。こうして、さらなるコスト削減も可能にされる。したがって、本発明は、費用効果的な方法で信頼性を増大させる。

種々の改良形態および実施形態を有する本発明の例示的な実施形態が、図面に図示され、以下でより詳細に述べられる。

ロックシステムを装備する自動車を示している。 信号を送信するための図を有する、ロックシステムの概略ブロック図を示している。 自動車内の電気コンポーネントのためのエネルギー供給回路を概略的に図示している。

図１は、許可されたユーザ２を有する自動車１を示す。自動車１は、制御デバイスとして設計された第１のデバイス４と、関連する第２のデバイス５とを含む、ドアロックシステムの形態のアクセス許可のためのロックシステム３を設けられている。第２のデバイス５は、ある種類の電子キー、識別子（ＩＤ）送信機、チップカード、スマートカードなどとして設計されている。許可されたユーザ２は、有効範囲８内の自動車１に対するアクセスを提供する第２のデバイス５を所有する。

第１のデバイス４は、少なくとも２つの状態、すなわち、車のドア６をロックする第１の状態と、車のドア６をロック解除する第２の状態とを有する。それらの通常動作のために、２つのデバイス４、５は、電磁搬送波を使用して信号７を送信および／または受信するための手段を有する。第２のデバイス５と第１のデバイス４との間で送信されるこれらの信号７の少なくとも１つは、符号化された電磁動作信号１５（図２参照）である。符号化された動作信号１５は、第２のデバイス５の認証のために使用され、それにより、第２のデバイス５が許可される場合、送信された動作信号１５の肯定的評価後に、第１のデバイス４の状態の変更をもたらすことができる。そして、許可されたユーザ２が、車のドア６上のドアハンドル１６を操作するか、あるいはドアハンドル１６に近づくと、符号化された動作信号１５の送信が行われる。こうして、車のドア６のロック解除は、キーレスエントリ機能に従って引き起こされる。符号化された動作信号１５の送信は、好都合なことに、ユーザ２が有効範囲８に入るとユーザ２が関わることなく自動的に行われ得る。しかしながら、このことは、以下でより詳細には調査されないであろう。ユーザ２が車のドア６を外側から閉める場合、こうして、車のドア６の自動ロックが行われる。車のドア６の自動ロックは、好都合なことに、ユーザ２が有効範囲８を去った後に行われ得る。

ロックシステム３はまた、自動車１についての運転許可を決定する。運転許可を決定するために、制御デバイスとして設計された第１のデバイス４はまた、２つの状態に対応する、点火ロック９（電子点火ロック）および／またはステアリングホイールロック１０（電子ステアリングホイールロック）のロック解除および／またはロックをもたらす。自動車１の機能的に関連する別のコンポーネントを、好都合なことに、第１のデバイスによって相応して起動してもよい。例えば、第１のデバイス４は、イモビライザ、エンジン制御ユニットなどの有効化および／または無効化をもたらしてもよい。こうして、第２のデバイス５の認証のための符号化された動作信号１５の送信は、許可されたユーザ２が自動車１内にいて、始動／停止スイッチ１１を操作する場合に行われる。動作信号１５の送信によって、キーレスゴー機能に従って自動車１の始動操作などが開始される。

キーレスエントリ／ゴー機能についての信号７の送信は、ユーザ２によるスイッチおよび／またはセンサの操作によって開始される。アクセス許可は、例えば、ドアハンドル１６や後部ハンドルなどの手動操作を含み得る。ユーザ２によって手動で操作されることが可能な始動／停止スイッチ１１は、運転許可のために自動車１内に配置される。始動／停止スイッチ１１は、有利には、自動車１内で、ギア選択レバー上、点火ロック９上、ダッシュボード内、中央コンソール内などに位置する。

本発明に係るロックシステム３の機能は、ここで図２の補助下でより詳細に説明される。
第１に、第１のデバイス４は、関連する第２のデバイス５用のウェイクアップ信号と称される第１の電磁信号１２を、信号を送信および／または受信する手段としての送信機／受信機２４によって送信する。第２のデバイス５は、ウェイクアップ信号１２によって、低減されたエネルギー消費を有する休止状態から通常動作のための活性状態へと移行される。その後、第１のデバイス４は、以下で範囲境界設定信号とも称される、少なくとも１つのさらなる第３の電磁信号１３を送信する。こうして、関連する第２のデバイス５は、第１のデバイス４に対する当該第２のデバイス５の位置を判定することができる。具体的には、第２のデバイス５が自動車１の外側に位置しているかを判定すること、そして、必要な場合、自動車１の外部空間２３および／または内部空間２２において第２のデバイス５が位置している場所を判定することが可能である。第２のデバイス５は、その後、以下で返信信号とも称される確認された位置に関する情報を含む第４の信号１４を、送信機／受信機１７によって第１のデバイス４に送信する。最後に、既に述べたように、その後、第５の電磁信号が、送信機／受信機２４、１７によって、認証のための符号化された電磁動作信号１５として第１のデバイス４と第２のデバイス５との間で伝送される。信号１５は、具体的には複数の部分的信号で構成され、２つのデバイス４、５の間で双方向通信で伝送され得る。双方向通信自体に関するさらなる詳細に関しては、ＤＥ ４３ ４０ ２６０ Ａ１が参照される。

ウェイクアップ信号１２は、例えば、自動車タイプについての識別子を含み得る。ウェイクアップ信号１２を受信した後、同じ自動車タイプに属する有効範囲８内に位置する全ての第２のデバイスが、最初に起動される。ロックシステム３のさらなる実施形態では、図２の補助下でより詳細に見ることができるように、第１のデバイス４は、第２の電磁信号２５を、第１の信号１２と第３の信号１３との間で第２のデバイス５に選択信号として送信する。第２の信号２５は、自動車１のアイデンティティに関する詳細情報を含む。こうして、第１のデバイス４に実際に関連する第２のデバイス５のみが、起動状態のままとなる。しかしながら、自動車１に関連しない起動状態の第２のデバイスは、休止状態に戻される。

図２において概略ブロック図として示される第２のデバイスは、信号を送信および／または受信する手段として送信機／受信機１７と、例えばマイクロコンピュータで構成される論理回路１８とを有する。さらに、第１のデバイス４によって送信される１つの信号の少なくとも電界強度を測定するための手段１９が、第２のデバイス５内に位置する。電界強度を測定するための手段１９は、送信信号の１つ、すなわち範囲境界設定信号１３の電界強度又は強度を測定する。電界強度を測定するための手段１９は、有利には、以下でＲＳＳ（無線信号強度）チップとも称される集積化コンポーネントとして設計される。ＲＳＳチップ１９は、送信機／受信機１７に接続される入力部２０と、論理回路１８に接続されるＲＳＳＩ（無線信号強度指示子）出力部２１とを有する。ＲＳＳチップ１９は、送信機／受信機１７によって受信される各信号１３を入力部２０を介して受信し、信号１３の電界強度に機能的に依存するＲＳＳＩ信号を当該ＲＳＳチップ１９のＲＳＳＩ出力部２１で生成する。例えば、ＲＳＳＩ信号は、信号１３の電界強度に比例的にまたは対数的に依存し得る。そして、ＲＳＳＩ信号の対応する評価によって、論理回路１８において位置の判定を行うことが可能である。

ウェイクアップ信号としての第１の信号１２用および／または範囲境界設定信号としての第３の信号１３用の搬送波が、誘導性低周波数（ＬＦ）範囲内に存在する周波数を有することが特に好ましい。例えば、この周波数は、約２０ｋＨｚ、１２０ｋＨｚ、１２５ｋＨｚなどであってもよい。こうした誘導性信号は、有利には、自動車１のすぐ傍の周囲に制限される範囲を有する。こうして、第２のデバイス５は、自動車１の内部空間２２内または自動車１の外部空間２３内の有効範囲８内に位置している場合にだけ起動され、それにより、オーバシュートによる干渉および／またはセキュリティ脆弱性を回避する。所望される場合、図２に示される第２の信号２５が、同様に、低周波数（ＬＦ）範囲内にある周波数を有してもよい。しかしながら、選択信号としての第２の信号２５のための、および／または応答信号としての第４の信号１４のための、および／または動作信号としての第５の信号１５のための搬送波が、より高い周波数（ＲＦ）範囲内にある周波数を有することが特に好ましい。例えば、この周波数は、概ね３１５ＭＨｚ、４３３ＭＨｚ、８６８ＭＨｚなどであってもよい。

図１にも示されるように、自動車１は、一般的に電池とも称される蓄電池２６を有する。蓄電池２６は、非常に優れた性能を特徴とするリチウムイオン電池であってもよい。蓄電池２６は、自動車１内の種々の電気コンポーネントに、それらの動作のためのエネルギーを供給する。エネルギーを供給するため、一種のエレクトロニクスとしてのエネルギー供給回路２７が、蓄電池２６内に配置され、このエネルギー供給回路２７を介して、電気コンポーネントに電圧および／または電流が供給される。具体的には、自動車内の第１のデバイス４にもまた、その通常動作のために蓄電池２６からエネルギーが供給される。図３に概略的に示される電流供給回路２７内の放電監視回路２８は、蓄電池２６に蓄えられるエネルギーを監視する。蓄電池２６に蓄えられるエネルギーが閾値よりも低下すると、放電監視回路２８は、自動車１内の個々のコンポーネントの少なくとも電圧および／または電流を遮断する。この場合、全てのコンポーネントの電圧供給を、好ましくは遮断してもよい。

蓄電池２６内のエネルギーのレベルが低いことに起因して、電圧および／または電流供給が遮断されると、自動車１を非常時動作できるように、蓄電池２６に収容される残留エネルギーが、要求に応じてコンポーネントに供給されてもよい。残留エネルギーが供給されるコンポーネントは、ロックシステム３の、具体的には第１のデバイス４のコンポーネントである。すなわち、残留エネルギーを供給される第１のデバイス４のこのコンポーネントは、車のドア６のための電気ドアロック内の運転許可システム用および／またはアクセス許可システム用のモジュール３０（運転許可システムモジュール）である。

図３も示すように、第２のデバイス５、すなわち電子キーは、トランスポンダ２９を介して運転許可システムモジュール３０によって残留エネルギーを使用して起動される。トランスポンダ２９のコイルを、ドアハンドル１６内に配置してもよいし、または、図１に対応して自動車１の外部領域内の別の場所に配置してもよい。そのため、自動車１の非常時開放のために車のドア６内の以前に要求された機械式ロックが今や排除される。その理由は、蓄電池２６に蓄えられるエネルギーについての閾値を適切に選択することによって、残留エネルギーが、車のドア６の複数回の開放操作にとって十分になり、したがって、自動車１に対するユーザ２のアクセスを維持するからである。

さらに、非常時の場合の自動車１へのアクセスに加えて、自動車１の非常時動作もまた可能にされることが望ましい場合がある。自動車１の非常時動作を可能にするには、蓄電池２６の残留エネルギーを、車両エレクトロニクスを動作させるために、別個の起動ユニット３１を介して接続してもよい。これは、ユーザ２が自動車１について少なくとも１つの始動操作を実行することを可能にする。当然、蓄電池２６に蓄えられるエネルギーについての閾値を適切に決定することによって、複数回の始動操作を自動車１について実行できるように残留エネルギーを測定してもよい。

そして、非常の場合に始動操作を実行するために、残留エネルギーを供給される第１のデバイス４のコンポーネントは、運転許可システム用の制御ユニット、いわゆる運転許可システム制御ユニットであってもよい。そして、第２のデバイス５、すなわちキーは、トランスポンダの補助下で運転許可システム制御ユニットによって残留エネルギーを使用して起動される。トランスポンダのコイルを、ダッシュボード内または自動車１の内部領域内の別の位置に配置してもよいが、別の位置はさらには示されない。

本発明は、述べられ図示された例示的な実施形態に限定されない。むしろ、本発明は、保護請求項の文脈内で当業者による全ての改良も含む。そのため、この種類のロックシステムは、自動車で使用されるだけでなくてもよい。使用は、例えば不動産などの上に配置されるあらゆる他のドアロックについても可能である。最後に、エネルギー供給回路は、家庭用電気設備などにおける電気システムおよび電気機械の他のコンポーネントの電流および／または電圧供給のためにも使用されてもよく、家庭用電気設備などでは、蓄電池に蓄えられるエネルギーが閾値より低下する場合、個々のコンポーネントの少なくとも電流および／または電圧供給が遮断される。こうした非常時には、そして、蓄電池に収容される残留エネルギーが、要求に応じて１つのコンポーネントまたは複数のコンポーネントに適切に供給され得る。
［参照符号のリスト］
１：自動車／車両
２：（許可された）ユーザ
３：ロックシステム
４：第１のデバイス
５：第２のデバイス
６：車のドア／ドア
７：信号
８：有効範囲
９：点火ロック
１０：ステアリングホイールロック
１１：始動／停止スイッチ
１２：（第１の）信号／ウェイクアップ信号
１３：（第３の）信号／範囲境界設定信号
１４：（第４の）信号／応答信号
１５：（第５の）信号／（符号化された）動作信号
１６：ドアハンドル
１７：送信機／受信機（第２のデバイス内）
１８：論理回路／マイクロプロセッサ
１９：電界強度を測定するための手段／ＲＳＳチップ
２０：（ＲＳＳチップの）入力部
２１：（ＲＳＳチップ上の）ＲＳＳＩ出力部
２２：（自動車の）内部空間
２３：（自動車の）外部空間
２４：送信機／受信機（第１のデバイス内）
２５：（第２の）信号／選択信号
２６：蓄電池
２７：エネルギー供給回路
２８：放電監視回路
２９：トランスポンダ
３０：モジュール／運転許可システムモジュール
３１：起動ユニット

Claims (2)

1. 運転許可システムを有する自動車（１）のための電気コンポーネントのエネルギー供給回路であって、
   蓄電池（２６）に蓄えられたエネルギーを監視する放電監視回路（２８）が設けられ、
   該放電監視回路（２８）は、前記蓄電池（２６）に蓄えられたエネルギーが閾値より低下する場合に、全てのコンポーネントのエネルギー供給を遮断し、
   前記エネルギー供給が遮断されたのち、前記蓄電池（２６）に収容される残留エネルギーは、始動／停止スイッチ（１１）とは別個の起動ユニット（３１）を介して前記運転許可システム用のモジュールに供給される一方で、前記運転許可システム用の前記モジュール以外の残りのコンポーネントへの前記エネルギー供給は遮断される
   ことを特徴とするエネルギー供給回路。
2. 請求項１に記載のエネルギー供給回路であって、
   前記蓄電池（２６）は、リチウムイオン電池である
   ことを特徴とするエネルギー供給回路。

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