JP6956571B2 - バックル用無線給電システム - Google Patents

Description

本開示は、バックル用無線給電システムに関する。

従来、シートベルトの装着状態を車両側で検出する構成が知られている。例えば特許文献１では、シートベルトのバックルに設けられる検出部によってバックルへのタングの挿入有無が検出され、この検出結果に関する情報が車両側に無線送信され、車両側にて検出結果に基づきシートベルト装着状態が判定される構成が記載されている。また、特許文献１には、車両側から上記の検出部などのシートベルトの各部へ、無線給電によって電力が供給される構成も記載されている。

特開２０１３−２４４７６６号公報

しかし、特許文献１に記載の従来の構成では、バックルへのタング挿入有無の情報の送受信と、無線給電による電力の送受信とが別系統で行われている。このため、例えば車両側で電力送信用アンテナと情報受信用アンテナを個別に設ける必要があるなど、システム構成に関してさらなる改善の余地があった。

本開示は、システム構成を簡素化できるバックル用無線給電システムを提供することを目的とする。

本発明の実施形態の一観点に係るバックル用無線給電システムは、バックルに無線給電を行う車両側装置と、前記車両側装置から無線給電された電力をバックルに供給すると共に、前記バックルで取得された情報を前記車両側装置に送信するバックル側装置と、を備え、前記車両側装置は、前記バックル側装置へ電力を送信し、かつ、前記バックル側装置から前記情報を受信する単一のアンテナを有し、前記バックル側装置は、前記車両側装置による前記情報の受信タイミングが前記電力の送信タイミングと競合しないよう前記情報を前記車両側装置に送信し、前記情報は、前記バックルにタングが挿入されているか否かを示すバックル状態信号を含み、前記バックル状態信号は、前記バックルにタングが挿入されているか否かを検出する検出部の故障を示す情報を含む。
同様に、本発明の実施形態の一観点に係るバックル用無線給電システムは、バックルに無線給電を行う車両側装置と、前記車両側装置から無線給電された電力をバックルに供給すると共に、前記バックルで取得された情報を前記車両側装置に送信するバックル側装置と、を備え、前記車両側装置は、前記バックル側装置へ電力を送信し、かつ、前記バックル側装置から前記情報を受信する単一のアンテナを有し、前記バックル側装置は、前記車両側装置による前記情報の受信タイミングが前記電力の送信タイミングと競合しないよう前記情報を前記車両側装置に送信し、前記情報は、前記バックルにタングが挿入されているか否かを示すバックル状態信号を含み、前記バックル側装置は、前記バックルにタングが挿入されているか否かを検出する検出部の故障が発生した場合には前記バックル状態信号を前記車両側装置に送信せず、前記車両側装置は、前記バックル側装置から前記バックル状態信号を所定期間に受信しない場合に前記検出部の故障発生と判定する。

本開示によれば、システム構成を簡素化できるバックル用無線給電システムを提供することができる。

第１実施形態に係るバックル用無線給電システムの概略構成を示すブロック図である。 第１実施形態に係る無線給電システムの動作を示すシーケンス図である。 第２実施形態に係る無線給電システムの概略構成を示すブロック図である。 第２実施形態に係る無線給電システムの動作を示すシーケンス図である。

以下、添付図面を参照しながら実施形態について説明する。説明の理解を容易にするため、各図面において同一の構成要素に対しては可能な限り同一の符号を付して、重複する説明は省略する。

［第１実施形態］
図１、図２を参照して第１実施形態を説明する。まず図１を参照して第１実施形態に係るバックル用無線給電システム１（以下では単に「無線給電システム」とも表記する）の構成を説明する。図１は、第１実施形態に係る無線給電システム１の概略構成を示すブロック図である。

図１に示す無線給電システム１は、車両の座席近傍に設置され、座席に設けられるシートベルトのバックルに電力を無線給電すると共に、バックルで取得された情報を車両側がバックルから無線通信により受信する。なお、本実施形態では、「バックルで取得された情報」とはバックル状態信号を含む。「バックル状態信号」とは、例えば、タングがバックルに挿入されているか否か、タング挿入可否を検出する検出部の故障有無などの情報を含む。

図１に示すように、無線給電システム１は、車両側装置１０とバックル側装置２０とを備える。車両側装置１０は、バックルに無線給電を行うと共に、バックル側装置２０から受信するバックル状態信号に基づいてバックルの状態を検出する。バックル側装置２０は、車両側装置１０から無線給電された電力をバックルに供給すると共に、バックル状態信号を車両側装置１０に送信する。例えば、車両側装置１０は車両内に設置され、バックル側装置２０はバックルが設けられる座席に設置されている。車両側装置１０とバックル側装置２０とは、無線で双方向に通信を行う。

車両側装置１０は、送信部１１と、受信部１２と、制御部１３とを有する。送信部１１は、電力をバックル側装置２０に送信する。受信部１２は、バックル状態信号をバックル側装置２０から受信する。送信部１１、受信部１２によるバックル側装置２０との送受信は、共通の単一のアンテナ１４を介して行われる。

制御部１３は、送信部１１、受信部１２の動作を制御する。また、制御部１３は、受信部１２により受信されたバックル状態信号に基づいて、バックルの状態を検出する。制御部１３は、検出したバックル状態に基づいて、車両の表示部などを用いて乗員にシートベルトの装着状態を提示することができる。

バックル側装置２０は、電源生成部２１と、送信部２２と、検出スイッチ２３（検出部）とを備える。電源生成部２１は、車両側装置１０から受信した電力を用いて送信部２２やバックル各部へ供給する電源を生成する。例えば、バックルのタング挿入口に照明を設けて、この照明の電源として用いることもできるし、タング挿抜の検出手段としてセンサ類を用いる場合にセンサの電源としても用いることができる。

送信部２２は、バックル状態信号を車両側装置１０に送信する。送信部２２は、検出スイッチ２３の開閉に応じてオン／オフの信号を送信する。検出スイッチ２３は、バックルにタングが挿入されたときにオン状態となり、バックルにタングが挿入されていないときにオフ状態となる。つまり、バックル状態信号のオン／オフは、タングがバックルに装着されているか否かを示す情報である。電源生成部２１、送信部２２による車両側装置１０との送受信は、共通の単一のアンテナ２４を介して行われる。

次に図２を参照して本実施形態に係る無線給電システム１の動作について説明する。図２は、第１実施形態に係る無線給電システム１の動作を示すシーケンス図である。

まず車両側装置１０の送信部１１は、無線給電の開始条件（例えばエンジンスタート、ドア開など）をクリアすると（Ｓ１０１）、所定タイミングで電力を送信（送電）する（Ｓ１０２）。電力の送信タイミングは、例えば周期的なタイミングを適宜設定することができる。

次に、バックル側装置２０では、電源生成部２１が電力を受信（受電）し（Ｓ２０１）、電力を送信部２２に供給する。第１実施形態では、この電力供給が、送信部２２によるバックル状態信号の送信を行うためのトリガとなる。

送信部２２は、まず検出スイッチ２３の故障有無を確認する（Ｓ２０２）。検出スイッチ２３の故障が無い場合（Ｓ２０２のＮｏ）にはステップＳ２０３に進む。検出スイッチ２３に故障が有る場合（Ｓ２０２のＹｅｓ）には、バックル状態信号の内容を「故障」とする（Ｓ２０６）。

ステップＳ２０２にて検出スイッチ２３に故障が無いと判定した場合、検出スイッチ２３の出力を取得する（Ｓ２０３）。スイッチの出力がＯＮの場合には、バックル状態信号の内容を「ＯＮ」とする（Ｓ２０４）。スイッチの出力がＯＦＦの場合には、バックル状態信号の内容を「ＯＦＦ」とする（Ｓ２０５）。なお、検出スイッチ２３が正常に動作している場合、タングがバックルに挿入されている状態ではスイッチ出力はＯＮとなり、タングがバックルから抜かれている状態ではスイッチ出力はＯＦＦとなる。

送信部２２は、ステップＳ２０４、Ｓ２０５、Ｓ２０６のいずれかの処理の後、バックル状態信号を車両側装置１０に送信する（Ｓ２０７）。

次に、車両側装置１０では、受信部１２がバックル状態信号を受信して（Ｓ１０３）、制御部１３に出力する。

制御部１３は、受信したバックル状態信号に基づきシートベルト装着状態を判定する（Ｓ１０４）。例えば、バックル状態信号がＯＮの場合には、タングがバックルに挿入されている状態であり、乗員がシートベルトを装着していると判定する。バックル状態信号がＯＦＦの場合には、タングがバックルから抜かれている状態であり、乗員がシートベルトを装着していないと判定する。また、バックル状態信号が「故障」の場合には、タングの挿抜状態を判定する要素に何らかの故障が発生しているものを判定する。

制御部１３は、ステップＳ１０４の判定結果に基づいてシートベルト装着状態を乗員に通知する（Ｓ１０５）。例えばシートベルト装着有無や、バックル検出機能の故障有無の上方を車両のメーターパネルに表示したり、音で報知することができる。

送信部１１は、終了条件（例えばエンジン停止など）を満たしているか否かを判定する（Ｓ１０６）。終了条件を満たしていない場合（Ｓ１０６のＮＯ）にはステップＳ１０２に戻り、再度所定タイミングで電力送信を行う。

次に第１実施形態に係る無線給電システム１の効果を説明する。無線給電システム１において、車両側装置１０は、バックル側装置２０へ電力を送信し、かつ、バックル側装置２０からバックル状態信号を受信する単一のアンテナ１４を有する。バックル側装置２０は、車両側装置１０によるバックル状態信号の受信タイミングが電力の送信タイミングと競合しないようバックル状態信号を車両側装置１０に送信する。より詳細には、バックル側装置２０は、車両側装置１０から電力を受信したことをトリガとしてバックル状態信号を車両側装置１０に送信する。

従来の無線給電と無線情報通信とを併用するシステム（例えば特許文献１）では、無線給電と無線情報通信とを別系統を用いて実施するのが一般的である。無線給電技術は、汎用性を高めるために、他の無線通信システムへの影響を与えないような周波数帯を選ぶべきという考え方が主流だからである（例えば「庄木裕樹、"ワイヤレス電力伝送技術の利用周波数の国際協調、制度化、標準化に関する最新動向"、ITUジャーナル、２０１４年２月、Ｖｏｌ．４４、Ｎｏ．２、Ｐ．３２〜３５」）。

これに対して第１実施形態の無線給電システム１では、上記構成により、車両側装置１０は、電力送電と、バックル状態信号の受信とを異なるタイミングで行うことができるので、両者の処理を別系統に分ける必要がなく、単一のアンテナ２４を用いて同一系統で行うことが可能となる。これにより、車両側装置１０が複数のアンテナを持つ必要がなくなり、システム構成を簡素化できる。また、バックル側装置２０は、車両側装置１０からの電力受信を情報送信のトリガとして用いるので、車両側装置１０は情報を要求するための要求信号を別途送信することが不要であり、バックル状態信号の送受信の構成をさらに簡素化できる。

また、第１実施形態の無線給電システム１では、バックル状態信号は、タングがバックルに装着されているか否かの情報に加えて、検出スイッチ２３の故障有無の情報も含む。これにより、車両側装置１０がバックル状態信号に基づいてタング挿抜だけでなく、タング挿抜を検出する検出部の故障も判定できるので、車両側装置１０によるバックルの状態の検出をより一層精度良く行うことができる。

［第２実施形態］
図３、図４を参照して第２実施形態を説明する。図３は、第２実施形態に係る無線給電システム１Ａの概略構成を示すブロック図である。図３に示すように、無線給電システム１Ａでは、車両側装置１０Ａが、バックル側装置２０Ａへ電力を送信するのに応じて、バックル状態信号の送信をバックル側装置２０Ａに要求する「状態要求信号」をバックル側装置２０Ａへ送信する点、バックル側装置２０Ａが、車両側装置１０Ａから要求信号を受信するのをトリガとしてバックル状態信号を車両側装置１０Ａに送信する点で、第１実施形態の無線給電システムと異なる。

図３に示すように、車両側装置１０Ａでは、制御部１３Ａが送信部１１Ａに状態要求信号を出力し、送信部１１Ａは電力送信と重ならないタイミングで状態要求信号を送信する。状態要求信号の送信タイミングは、例えば電力を送信した直後のタイミングである。

バックル側装置２０Ａでは、送信部２２Ａは、車両側装置１０Ａから状態要求信号を受信すると、バックル状態信号を送信する。

図４は、第２実施形態に係る無線給電システム１Ａの動作を示すシーケンス図である。図４の各ステップのうち図２と同一符号のものは、図２を参照して説明した第１実施形態の動作と同様である。ここでは第１実施形態との相違点のみを説明する。

車両側装置１０Ａにおいて、ステップＳ１０２にて送信部１１Ａが所定タイミングで電力を送信（送電）した後に、送信部１１Ａはバックルの状態要求信号もバックル側装置２０Ａに送信する（Ｓ１０２Ａ）。

バックル側装置２０Ａでは、送信部２２Ａは、状態要求信号を受信すると（Ｓ２０１Ａ）、これをトリガとしてステップＳ２０２〜Ｓ２０７の上述したバックル状態信号の送信処理を行う。

なお、状態要求信号の送信タイミングは、電力送電のタイミングに対応すればよく、例えば電力送電より前のタイミングで状態要求信号を送信する構成でもよい。

このように、第２実施形態の無線給電システム１Ａでは、バックル側装置２０Ａが車両側装置１０Ａから状態要求信号を受信したことをトリガとしてバックル状態信号を車両側装置１０Ａに送信する。状態要求信号をトリガとして用いることにより、バックル状態信号の送信タイミングの設定の自由度を向上できる。例えば、車両側装置１０Ａによる状態要求信号の送信タイミングを電力送電後の所定時間経過後とすれば、バックル側装置２０Ａがバックル状態信号を送信するタイミングを遅らせることができるし、状態要求信号の送信タイミングを電力送電より前にすれば、バックル側装置２０Ａがバックル状態信号を送信するタイミングを早くすることができる。

以上、具体例を参照しつつ本実施形態について説明した。しかし、本開示はこれらの具体例に限定されるものではない。これら具体例に、当業者が適宜設計変更を加えたものも、本開示の特徴を備えている限り、本開示の範囲に包含される。前述した各具体例が備える各要素およびその配置、条件、形状などは、例示したものに限定されるわけではなく適宜変更することができる。前述した各具体例が備える各要素は、技術的な矛盾が生じない限り、適宜組み合わせを変えることができる。

上記実施形態では、検出スイッチ２３に故障がある場合には、バックル側装置２０の送信部２２が故障発生の旨を車両側装置１０に送信する構成を例示したが、この代わりに、故障発生時にはバックル状態信号を送信しない構成としてもよい。この場合、車両側装置１０は、バックル側装置２０からバックル状態信号を所定期間に受信しない場合にスイッチ故障発生と判定することができる。

上記実施形態では、バックル側装置２０，２０Ａが車両側装置１０，１０Ａに送信する情報として、タングがバックルに挿入されているか否かを示すバックル状態信号を例示したが、これ以外のバックルで取得された他の情報としてもよい。

また、上記実施形態では、タングがバックルに挿入されているか否かを検出する検出部として検出スイッチ２３を適用する構成を例示したが、たとえば光センサ、ホールスイッチなどの他の要素を適用することもできる。

１ バックル用無線給電システム
１０ 車両側装置
１４ アンテナ
２０ バックル側装置
２３ 検出スイッチ（検出部）

Claims (4)

1. バックル用無線給電システムであって、
   バックルに無線給電を行う車両側装置と、
   前記車両側装置から無線給電された電力をバックルに供給すると共に、前記バックルで取得された情報を前記車両側装置に送信するバックル側装置と、
   を備え、
   前記車両側装置は、前記バックル側装置へ電力を送信し、かつ、前記バックル側装置から前記情報を受信する単一のアンテナを有し、
   前記バックル側装置は、前記車両側装置による前記情報の受信タイミングが前記電力の送信タイミングと競合しないよう前記情報を前記車両側装置に送信し、
   前記情報は、前記バックルにタングが挿入されているか否かを示すバックル状態信号を含み、
   前記バックル状態信号は、前記バックルにタングが挿入されているか否かを検出する検出部の故障を示す情報を含む、
   バックル用無線給電システム。
2. バックル用無線給電システムであって、
   バックルに無線給電を行う車両側装置と、
   前記車両側装置から無線給電された電力をバックルに供給すると共に、前記バックルで取得された情報を前記車両側装置に送信するバックル側装置と、
   を備え、
   前記車両側装置は、前記バックル側装置へ電力を送信し、かつ、前記バックル側装置から前記情報を受信する単一のアンテナを有し、
   前記バックル側装置は、前記車両側装置による前記情報の受信タイミングが前記電力の送信タイミングと競合しないよう前記情報を前記車両側装置に送信し、
   前記情報は、前記バックルにタングが挿入されているか否かを示すバックル状態信号を含み、
   前記バックル側装置は、前記バックルにタングが挿入されているか否かを検出する検出部の故障が発生した場合には前記バックル状態信号を前記車両側装置に送信せず、
   前記車両側装置は、前記バックル側装置から前記バックル状態信号を所定期間に受信しない場合に前記検出部の故障発生と判定する、
   バックル用無線給電システム。
3. 前記バックル側装置は、前記車両側装置から前記電力を受信したことをトリガとして前記情報を前記車両側装置に送信する、
   請求項１または２に記載のバックル用無線給電システム。
4. 前記車両側装置は、前記バックル側装置へ電力を送信するのに応じて要求信号を前記バックル側装置へ送信し、
   前記バックル側装置は、前記車両側装置から前記要求信号を受信したことをトリガとして前記情報を前記車両側装置に送信する、
   請求項１または２に記載のバックル用無線給電システム。

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