JPWO2019054046A1

JPWO2019054046A1 - ドアラッチ電源装置、ドアラッチ電源システム、およびそれを用いた車両

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Publication number: JPWO2019054046A1
Application number: JP2019541933A
Authority: JP
Inventors: 洋一影山; 貴司東出; 克則愛宕; 一雄竹中; 久雄平城; 侑吾薛
Original assignee: Panasonic Intellectual Property Management Co Ltd
Current assignee: Panasonic Intellectual Property Management Co Ltd
Priority date: 2017-09-14
Filing date: 2018-07-18
Publication date: 2020-12-03
Anticipated expiration: 2038-07-18
Also published as: EP3683099A4; JP7113363B2; US20200263460A1; EP3683099A1; WO2019054046A1; US11053714B2

Abstract

ドアラッチ電源装置は、蓄電部と、充電部と、放電部と、非接触受電部と、外部電源に接続されるように構成された入力部と、放電部に接続された出力部と、ドアを開ける操作に応じて送られる操作信号を受信する操作信号受信部とを備える。入力部に入力される入力電圧が第１入力閾値以上のときは蓄電部の蓄電電圧が第１蓄電電圧となるように充電部は外部電源から供給される電力を用いて動作するとともに、操作信号受信部で操作信号が受信されたときに放電部が蓄電部の電力を出力部へ出力してアクチュエータをアンラッチ状態にする。入力電圧が第１入力閾値よりも低いときは蓄電電圧が第２蓄電電圧となるように充電部が非接触受電部から供給される電力を用いて動作し、その後、操作信号が受信されたときに放電部が蓄電部の電力を出力部へ出力してアクチュエータをアンラッチ状態にするドアラッチ電源装置。

Description

本発明は、各種車両に使用されるドアラッチ電源装置、ドアラッチ電源システム、およびそれを用いた車両に関する。

図６は従来のドアラッチシステム１のブロック図であり、ドアラッチシステム１は通常時対応機構２と非常用対応機構９とを備える。通常時対応機構２は、車両用バッテリー３から電力供給を受けるドアラッチ電源装置４とドアラッチ電源装置４によって駆動されるドアラッチモータ５とを有する。通常時対応機構２では、ドアハンドル６からドアラッチ部７がアンラッチ状態となるための命令を受けることによってドアラッチ電源装置４とドアラッチモータ５とが動作する。

非常用対応機構９は、長期間にわたって車両８を起動させなかった場合などで、車両用バッテリー３上がりが生じたときにドアラッチ部７をアンラッチ状態とさせて車両８内へ入りメンテナンス対応を可能とするための冗長機能である。非常用対応機構９は、ドアハンドル６からドアラッチ部７がアンラッチ状態となるための命令を受けることによって機械的に動作するメカニカルラッチ機構１０を有する。

ドアラッチシステム１に類似の従来のドアラッチシステムは、例えば特許文献１に開示されている。

国際公開第２０１４／１５６０１６号

このドアラッチ電源装置は車両を軽量化することができる。

図１は実施の形態におけるドアラッチ電源の回路ブロック図である。図２は実施の形態におけるドアラッチ電源を用いた車両のブロック図である。図３は実施の形態におけるドアラッチ電源の動作を示すタイミングチャートである。図４は実施の形態におけるドアラッチ電源の動作を示すタイミングチャートである。図５は実施の形態におけるドアラッチ電源を用いた他の車両のブロック図である。図６は従来のドアラッチシステムのブロック図である。

図１は実施の形態におけるドアラッチ電源装置１１の回路ブロック図である。ドアラッチ電源装置１１は、蓄電部１２と充電部１３と放電部１４と非接触受電部１５と入力部１６と出力部１７と操作信号受信部１８と制御部２６とを含む。充電部１３は蓄電部１２を充電する蓄電部１２の充電経路１３Ａに接続されている。放電部１４は蓄電部１２を放電する蓄電部１２の放電経路１４Ａに接続されている。非接触受電部１５は充電部１３に接続されていて、非接触で蓄電部１２を充電可能となっている。入力部１６は充電部１３に接続されている。出力部１７は放電部１４に接続されている。そして、操作信号受信部１８はドアラッチ電源装置１１の外部で発せられた操作信号を受信する。

図２はドアラッチ電源装置１１を用いた車両２０のブロック図である。図３と図４はドアラッチ電源装置１１の動作を示すタイミングチャートである。ドアラッチ電源装置１１の構成および動作を以下に説明する。

車両２０の車体２３には、ドアラッチ電源装置１１と、ドアラッチ電源装置１１の入力部１６に接続された車両用バッテリー１９と、ドアラッチ電源装置１１の出力部１７に接続されたアクチュエータ２１と、電装品２１Ａとが搭載されている。車体２３にはドアラッチ電源装置１１の操作信号受信部１８に接続されたドアハンドル２４が配置されたドア２２が設けられている。車両用バッテリー１９はドアラッチ電源装置１１の外部の外部電源であり、鉛蓄電池やリチウムイオン電池等の充放電可能な二次電池である。電装品２１Ａは、例えばカーオーディオ装置やカーナビゲーション装置である。アクチュエータ２１は、ドア２２をラッチしているラッチ状態と、ドア２２をラッチしていないアンラッチ状態とに選択的になるように構成されている。ラッチ状態では止め金具がドア２２に係合してドア２２はラッチされて閉じている。アンラッチ状態ではドア２２は止め金具に係合しておらずラッチされておらず開放可能となっている。言い換えると、アンラッチ状態では、操作者がドア２２を押すだけ、あるいは引くだけでドア２２を開放することが可能な状態となっている。ドアラッチ電源装置１１の出力部１７から電力が出力されていないときはアクチュエータ２１はラッチ状態である。

実施の形態では操作者がドアハンドル２４を操作した結果として動作、駆動することとなるアクチュエータ２１が車体２３に搭載されている。しかし、アクチュエータ２１はドアラッチ開動作用装置であってもよい。

車両２０が起動していない状態で操作者が車両２０へ搭乗する際の車両２０やドアラッチ電源装置１１の動作について説明する。つまり、この動作は、前回に車両２０が起動および停止され、その後放置されていた状態で行われる。

車両２０の操作者はドア２２を開くためにドアハンドル２４を操作する。ドアハンドル２４は先にも述べたようにドアラッチ電源装置１１の操作信号受信部１８に接続されている。操作者がドアハンドル２４を操作することに応じて、操作信号受信部１８は操作信号を受信する。

ドアハンドル２４と操作信号受信部１８とは直接に接続されていても、あるいは間接的に接続されていてもよい。言い換えると、ドアハンドル２４が操作信号を発信しても、あるいは、ドアハンドル２４に連動するドアハンドル２４とは別の電気回路が操作信号を発信してもよい。

ドアラッチ電源装置１１の蓄電部１２は単一あるいは複数の蓄電素子よりなる。蓄電素子には繰り返し充放電が可能な二次電池や電気二重層コンデンサが用いられる。蓄電素子の種類についてはドアラッチ電源装置１１を動作仕様に応じて決定すればよい。本実施の形態では、軽量化や大電流放電に関する特性が優れている電気二重層コンデンサを蓄電部１２に用いたドアラッチ電源装置１１について説明する。図３と図４はドアラッチ電源装置１１の動作を示すタイミングチャートである。図３と図４は入力電圧Ｖｉｎと操作信号Ｓｏｐと出力電圧Ｖｏｕｔと蓄電電圧Ｖｃａとを示す。図３と図４において、横軸は時間を示し、縦軸は上記の電圧や信号の値を示す。

まず、ドアラッチ電源装置１１の入力部１６における入力電圧Ｖｉｎが入力閾値Ｖｉ１以上のときのドアラッチ電源装置１１および車両２０の動作について主に図３を用いて説明する。入力閾値Ｖｉ１は、車両２０に搭載された電装品２１Ａが動作することが可能な最低限度の値に決定する。ドアラッチ電源装置１１では、入力閾値Ｖｉ１よりも低い入力閾値Ｖｉ２が定義されている。入力閾値Ｖｉ２は、充電部１３や放電部１４が動作することが可能な最低限度の値、あるいは放電部１４において所定の昇圧後の電圧を得るにあたって昇圧前に必要な最低限の値に設定されている。

入力部１６で検出される入力電圧Ｖｉｎは車両用バッテリー１９の電圧であり、入力電圧Ｖｉｎは入力閾値Ｖｉ１と比較される。入力電圧Ｖｉｎが入力閾値Ｖｉ１以上であるとき、車両用バッテリー１９は劣化していない良好な状態であると判断される。入力電圧Ｖｉｎと入力閾値Ｖｉ１との比較に関する動作は、車両２０が放置されているときに所定の周期で周期的に行ってもよく、あるいは、操作信号受信部１８が操作信号を受信したときに行ってもよい。

制御部２６は入力電圧Ｖｉｎが入力閾値Ｖｉ１以上であると判定すると、充電部１３が動作を始める。充電部１３の動作は昇圧動作あるは降圧動作のいずれでも構わない。ここでは充電部１３は蓄電部１２の蓄電電圧Ｖｃａが蓄電電圧Ｖｃ１となるように蓄電部１２を充電する。蓄電部１２の蓄電電圧Ｖｃａを蓄電電圧Ｖｃ１へと蓄電部１２を充電する充電部１３の動作は、先に述べた比較の動作と同様に、車両２０が放置状態であるときに所定の周期で周期的に行っても、あるいは、操作信号受信部１８が操作信号Ｓｏｐを受信したときに行ってもよい。

前回に車両２０が起動を終えて停止した際には、蓄電部１２の蓄電電圧Ｖｃａが、蓄電部１２の電気二重層コンデンサの寿命を考慮し、電気二重層コンデンサの満充電電圧に対して概ね５０％程度もしくはそれ以下の値の蓄電電圧Ｖｃ１になるように制御部２６は充電部１３と放電部１４を動作させ、その後、蓄電部１２は放置される。これにより、蓄電部１２の劣化を進行し難くすることができる。蓄電部１２を構成する電気二重層コンデンサは車両用バッテリー１９に比較して同じ期間での放置状態における電圧の低下は生じにくいものの、長時間の放置により蓄電電圧Ｖｃａは次第に低下する。しかしながら蓄電電圧Ｖｃａの低下幅は小さな値である。このため、充電部１３が蓄電部１２の蓄電電圧Ｖｃａを蓄電電圧Ｖｃ１へと充電する動作は、車両２０が放置状態であるときに所定の周期で周期的に行ってもよく、あるいは、操作信号受信部１８が操作信号を受信したときに行ってもよい。ここでは何れの場合も非常に短時間で蓄電電圧Ｖｃａを蓄電電圧Ｖｃ１にする蓄電部１２の充電は完了する。

タイミングＴ１で操作者がドアハンドル２４を操作すると、操作信号受信部１８が操作信号Ｓｏｐを受信する。蓄電部１２は先にも述べたように、タイミングＴ１以前で蓄電電圧Ｖｃａが蓄電電圧Ｖｃ１となるように充電されている。もしくは、タイミングＴ１で操作信号受信部１８が操作信号Ｓｏｐを受信することに応じて充電部１３が瞬時に蓄電電圧Ｖｃａを蓄電電圧Ｖｃ１になるように蓄電部１２を充電する。タイミングＴ１以前で蓄電電圧Ｖｃａが蓄電電圧Ｖｃ１となるように蓄電部１２を充電する動作は、例えば、ドアラッチ電源装置１１に設けられた外部信号受信部２９が、操作者が所持する発信器などからの補助信号を受信した時点で充電部１３が始めてもよい。言い換えると、車両２０から離れていた操作者が保持する発信器が発信する補助信号を、操作者が車両２０へ近づいてきたことに伴ってドアラッチ電源装置１１が検知した時点で、充電部１３が上記の動作を始めてもよい。ここでは、外部信号受信部２９はドアラッチ電源装置１１に設けられているが、外部信号受信部２９は車両２０に設けられて外部信号受信部２９で受信された情報がドアラッチ電源装置１１に伝達される。

操作者がドアハンドル２４を操作しているタイミングＴ１からタイミングＴ２までの期間ＰＴ１２、もしくは期間ＰＴ１２よりも長いタイミングＴ１からタイミングＴ３までの期間ＰＴ１３において、概ね蓄電電圧Ｖｃ１へと充電された蓄電部１２の電力を放電部１４が出力部１７へ出力し、アクチュエータ２１を駆動する。言い換えると、期間ＰＴ１２もしくは期間ＰＴ１３において蓄電部１２の電力によってアクチュエータ２１をアンラッチ状態にしてドア２２を開放可能な状態にする。放電部１４の動作は昇圧動作あるは降圧動作のいずれでも構わない。

タイミングＴ１でのドアハンドル２４の操作に対応する充電部１３が蓄電電圧Ｖｃａを蓄電電圧Ｖｃ１へと蓄電部１２を充電する動作と、蓄電部１２の電力を放電部１４が出力部１７へと放電する動作とは同時に実施されてもよい。あるいは、タイミングＴ１で操作者がドアハンドル２４を操作し、これに対応して先ず充電部１３が蓄電電圧Ｖｃａを蓄電電圧Ｖｃ１にするように蓄電部１２を充電し、その後のタイミングＴ１１で放電部１４が蓄電部１２を放電して蓄電部１２の電力を出力部１７へ出力してもよい。またあるいは、タイミングＴ１で操作者がドアハンドル２４を操作し、その操作によって発せられる操作信号Ｓｏｐに対応して先ず充電部１３が蓄電電圧Ｖｃａを蓄電電圧Ｖｃ１になるように蓄電部１２を充電し、その後のタイミングＴ１１で充電部１３が充電の上記動作を終えると同時に、または充電部１３が充電の上記動作を終えた直後に、放電部１４が蓄電部１２を放電して蓄電部１２の電力を出力部１７へ出力し始めてもよい。

入力電圧Ｖｉｎが入力閾値Ｖｉ１以上である場合は、蓄電電圧Ｖｃａは蓄電電圧Ｖｃ１とほぼ同じ値を有するので、タイミングＴ１で充電部１３が蓄電部１２の蓄電電圧Ｖｃａを蓄電電圧Ｖｃ１へと蓄電部１２を充電する動作は、放電部１４が蓄電部１２を放電して蓄電部１２の電力を出力部１７へ出力する動作と同時に問題なく実施することができる。また、入力電圧Ｖｉｎが入力閾値Ｖｉ１以上である場合は車両用バッテリー１９が劣化しておらず良好な状態である。このため、蓄電部１２の蓄電電圧Ｖｃａは満充電状態に比較して低い値である蓄電電圧Ｖｃ１であっても、充電部１３から蓄電部１２へ電力を常時供給できることから、放電部１４はアクチュエータ２１を問題なく駆動させることができる。

次に、ドアラッチ電源装置１１の入力部１６における入力電圧Ｖｉｎが入力閾値Ｖｉ１よりも低いときのドアラッチ電源装置１１および車両２０の動作について主に図４を用いて説明する。

入力部１６で検出される入力電圧Ｖｉｎは車両用バッテリー１９の電圧であり、入力電圧Ｖｉｎは入力閾値Ｖｉ１と比較される。そして、入力電圧Ｖｉｎが入力閾値Ｖｉ１よりも低いとき、車両用バッテリー１９は劣化しており良好ではない状態にあると判断される。ここでの入力電圧Ｖｉｎと入力閾値Ｖｉ１との比較に関する動作は、車両２０が放置状態であるときに所定の周期で周期的に行ってもよく、あるいは、操作信号受信部１８が操作信号Ｓｏｐを受信したときに行ってもよい。

ここで述べている比較や判定の動作は後述する制御部２６が行う。制御部２６は、車両用バッテリー１９の電圧が低く車両用バッテリー１９が劣化しており良好ではない状態であっても、低い電圧で動作できる。したがって、基本的な制御や比較、判定は概ね常時あるいは任意のタイミングで行われる。言い換えると、入力閾値Ｖｉ１は車両２０に搭載された電装品２１Ａや充電部１３、放電部１４が動作するにあたって必要となる電圧として設定されているが、制御部２６は車両用バッテリー１９の出力電圧が入力閾値Ｖｉ１より低い値であっても動作が可能である。このとき、車両用バッテリー１９が劣化していることを充電表示部２７が示してもよい。

ドアラッチ電源装置１１に設けられた外部信号受信部２９が、操作者が所持する発信器からの補助信号を受信したタイミングで、制御部２６が動作を始めて判定や表示を行ってもよい。

あるいは、操作者がドアハンドル２４を操作した際に、アクチュエータ２１が駆動されずにラッチ状態のままでアンラッチ状態にならないことに基づき、車両用バッテリー１９が上がってしまったと操作者が推測してもよい。一般的に、車両用バッテリー１９が上がってしまうのは、半年や年単位の長期間にわたって車両２０を起動させなかった場合や、あるいは、車両２０のランプなどの負荷への通電を充電が伴わないで長時間継続させた場合に起こる。したがって、アクチュエータ２１が駆動されずにラッチ状態のままでアンラッチ状態にならない場合には、車両用バッテリー１９が上がってしまったと操作者が推測、あるいは判断してもよい。車両用バッテリー１９の劣化が大幅に進行し制御部２６が動作できない場合は、このように操作者が推測、あるいは判断することとなる。

入力電圧Ｖｉｎが入力閾値Ｖｉ１よりも低いと判定されると、基本的に充電部１３や放電部１４は動作しない、あるいは、制御部２６は充電部１３や放電部１４を動作させない。これは図４におけるタイミングＴ００以前の状態に該当する。例えば、タイミングＴ００で操作者がドアハンドル２４を操作した際に操作信号受信部１８が操作信号Ｓｏｐを受信し、タイミングＴ００で入力電圧Ｖｉｎが入力閾値Ｖｉ１よりも低いと判定されると、充電部１３や放電部１４は動作しない。

その場合、非接触受電部１５に対して車両２０の外部から電力を供給する。具体的にはタイミングＴ０１で操作者は、車両２０からは独立した電源である非接触給電部２５をドアラッチ電源装置１１の非接触受電部１５へ接近させて非接触給電部２５から非接触受電部１５へ電力を供給することができ、タイミングＴ０１で充電部１３は蓄電部１２を充電する動作を始める。非接触給電部２５から非接触受電部１５への電力の供給はタイミングＴ０１から、蓄電部１２の蓄電電圧Ｖｃａが蓄電電圧Ｖｃ２に達するタイミングＴ０２までの期間ＰＴ０１０２に行われる。言い換えると、充電部１３は蓄電部１２への充電の動作はタイミングＴ０１からタイミングＴ０２まで行われる。充電部１３の動作は昇圧動作あるは降圧動作のいずれでも構わない。

図４では、蓄電電圧ＶｃａはタイミングＴ０１からタイミングＴ０２まで直線状の軌跡で上昇している。蓄電電圧Ｖｃａの軌跡は非接触給電部２５と非接触受電部１５との結合の状態や蓄電部１２の充電特性によって変化する。したがって、蓄電電圧Ｖｃａの軌跡は直線状であるとは限らない。また図４では、非接触給電部２５から非接触受電部１５への電力の供給はタイミングＴ０１以降でも継続して行われているが、この電力の供給はタイミングＴ０２で終えてもよい。

次に、蓄電電圧Ｖｃａが蓄電電圧Ｖｃ２に達するまでの蓄電部１２の充電が完了したタイミングＴ０２のあと、タイミングＴ０３で操作者がドアハンドル２４を操作すると、操作信号受信部１８が操作信号Ｓｏｐを受信、それに応じてタイミングＴ０３で放電部１４が蓄電部１２の放電の動作を始める。さらに操作者がドアハンドル２４を操作しているタイミングＴ０３からタイミングＴ０４までの期間ＰＴ０３０４、もしくは期間ＰＴ０３０４よりも長いタイミングＴ０３からタイミングＴ０５までの期間ＰＴ０３０５において、蓄電電圧Ｖｃａが概ね蓄電電圧Ｖｃ２となるように充電された蓄電部１２の電力を放電部１４が出力部１７へ出力し、アクチュエータ２１を駆動する。言い換えると、期間ＰＴ０３０４もしくは期間ＰＴ０３０５において蓄電部１２の電力によってアクチュエータ２１は駆動されてラッチ状態からアンラッチ状態になる。放電部１４の動作は昇圧動作、降圧動作あるは蓄電部１２の電圧をそのまま放電させる動作のいずれでも構わない。

タイミングＴ０３からタイミングＴ０５までの期間ＰＴ０３０５においては、車両用バッテリー１９から蓄電部１２へ電力は供給されず、蓄電部１２に蓄積された限られた電力を放電部１４から出力部１７へと出力する。このため、期間ＰＴ０３０５においては充電部１３は動作せず、放電部１４のみを動作することが望ましい。

以上の動作により、長期間にわたって車両２０を起動させなかったときなどに車両用バッテリー１９でバッテリー上がりや大幅な劣化が生じた際に、ドアラッチ電源装置１１は車両２０のドア２２をアンラッチ状態とさせて操作者が車両２０内へ入り車両２０のメンテナンスを行うことが可能となる。

図６に示す従来のドアラッチシステム１では非常用対応機構９としてメカニカルラッチ機構１０を備えるので、容積増や重量増が伴う。この結果、車両８の重量も増加することで車両８の燃費が低下する。

実施の形態におけるドアラッチ電源装置１１では、冗長機能である従来のドアラッチシステム１の非常用対応機構９として動作するメカニカルラッチ機構１０は不要となり、車両２０の重量を軽量化することが可能となる。

ドアラッチ電源装置１１と、車両２０からは独立した電源に相当する非接触給電部２５からなるドアラッチ電源システム２８においては、ドアラッチ電源装置１１は非接触給電部２５の代わりに他の電源から電力を供給されてもよい。非接触給電部２５は商用電源や携帯式バッテリーによって駆動されてもよい。車両２０のメンテナンスの担当者が非接触給電部２５を保有していてもよい。あるいは、携帯式通信機用の非接触給電器などが非接触給電部２５として用いられてもよい。

ここで、蓄電電圧Ｖｃ２が蓄電電圧Ｖｃ１よりも高く設定されることが望ましい。先にも述べたように、蓄電電圧Ｖｃ１は蓄電部１２の寿命を考慮して蓄電部１２の満充電電圧よりも低くし、満充電電圧の５０％程度で寿命への影響度が低い値に設定されている。これに対して、蓄電電圧Ｖｃ２は車両用バッテリー１９の電力が不足している際に、非接触給電部２５から受電した電力を蓄える蓄電量に相当する。したがって、ドアラッチ電源装置１１の動作可能時間を長くするために蓄電電圧Ｖｃ２は、蓄電電圧Ｖｃ１の値よりも高く設定されて満充電電圧の８０％以上の値、あるいは満充電水準の値として設定されることが望ましい。

また、非接触給電部２５から非接触受電部１５と充電部１３とを介して蓄電部１２を充電することによって蓄電部１２の蓄電電圧Ｖｃａが蓄電電圧Ｖｃ２に達したとき、言い換えると、蓄電部１２に蓄えられた電力がアクチュエータ２１を駆動するために十分な値に達したとき、蓄電完了状態を示す充電表示部２７が車両２０、車体２３、ドア２２あるいはドアラッチ電源装置１１の何れか１つに設けられることが好ましい。充電表示部２７により操作者は蓄電部１２に対する充電状態を容易に視認することができ、非接触給電部２５からの給電を適切に行うことができる。

また先にも述べたように充電表示部２７は、入力電圧Ｖｉｎが入力閾値Ｖｉ１よりも低いときに、操作信号受信部１８が操作信号Ｓｏｐを受信すると、車両用バッテリー１９が異常であることを表示してもよい。これにより操作者は車両用バッテリー１９の状態を容易に視認することができる。

ドアラッチ電源装置１１および車両２０の上記の動作については、ドアラッチ電源装置１１の入力部１６における入力電圧が入力閾値Ｖｉ１以上のとき、およびドアラッチ電源装置１１の入力部１６における入力電圧が入力閾値Ｖｉ１よりも低いときの双方の場合で説明した。ここで、ドアラッチ電源装置１１の入力部１６における入力電圧が入力閾値Ｖｉ１よりも低いときの動作を蓄電電圧Ｖｃａの閾値を用いてさらに分けてもよい。その動作を以下に説明する。

入力電圧Ｖｉｎが入力閾値Ｖｉ１よりも低く、かつ、蓄電部１２の蓄電電圧Ｖｃａが蓄電電圧Ｖｃ３以上のとき、制御部２６は充電部１３を動作させない。このときの蓄電部１２の蓄電電圧Ｖｃａは先に述べたように、前回に車両２０が起動を終えて停止した際に充電されていた電力が低下しつつ残存していることによって生じている。

操作信号受信部１８で操作信号Ｓｏｐが受信されたときに放電部１４が蓄電部１２の電力を出力部１７へ出力する。この一方で、入力電圧Ｖｉｎが入力閾値Ｖｉ１よりも低く、かつ、蓄電電圧Ｖｃａが蓄電電圧Ｖｃ３よりも低いときは非接触受電部１５から供給される電力を用いて蓄電電圧Ｖｃａが蓄電電圧Ｖｃ２となるように充電部１３が動作し、その後、操作信号Ｓｏｐが受信されたときに放電部１４が蓄電部１２の電力を出力部１７へ出力する。

入力電圧Ｖｉｎが入力閾値Ｖｉ１よりも低く、車両用バッテリー１９が蓄電している電力が不足している場合であっても、蓄電電圧Ｖｃａが蓄電電圧Ｖｃ３以上であり蓄電部１２に電力が残っていれば、蓄電部１２は充電されなくても操作信号Ｓｏｐが受信されたときにアクチュエータ２１がラッチ状態からアンラッチ状態になるように蓄電電圧Ｖｃ３は設定されている。蓄電電圧Ｖｃ３の値は蓄電電圧Ｖｃ１よりも低くてもよい。そして、蓄電電圧Ｖｃ３の値は充電部１３や放電部１４が動作することが可能な最低限度の値、あるいは放電部１４において所定の昇圧後の電圧を得るにあたって昇圧前に必要な最低限の値に決定される。

たとえば、入力電圧Ｖｉｎが車両２０に搭載された電装品２１Ａを起動あるいは動作させることができないが充電部１３と放電部１４および制御部２６を起動あるいは動作させることができる値であるとき、操作信号受信部１８が操作信号Ｓｏｐを受信すると充電部１３が動作してもよい。言い換えるとこの状態は、入力電圧Ｖｉｎは入力閾値Ｖｉ１よりも低く車両２０に搭載された電装品２１Ａを起動あるいは動作させることができないときに相当する。さらにこの状態は、入力電圧Ｖｉｎが入力閾値Ｖｉ１よりも低いものの充電部１３および制御部２６を起動あるいは動作させることができる値であるときに相当する。

上記の条件のもとで蓄電部１２は、充電前での蓄電電圧Ｖｃａの値にかかわらず、蓄電電圧Ｖｃａが蓄電電圧Ｖｃ２あるいは蓄電電圧Ｖｃ３となるように充電されることができる。そして、操作信号Ｓｏｐが受信されたときに、蓄電部１２に充電されていた電力が放電されることによって、アクチュエータ２１をドア２２がアンラッチされているアンラッチ状態にすることができる。したがって、車両用バッテリー１９が電装品２１Ａを動作させることができない水準に劣化している場合であっても、充電部１３を動作させて蓄電部１２を充電させることが可能な水準であれば、アクチュエータ２１をアンラッチ状態にすることができる。

入力電圧Ｖｉｎが充電部１３と放電部１４および制御部２６を起動あるいは動作させることができる値よりも低いときには、先に述べたように非接触受電部１５から供給される電力を用いて蓄電部１２の蓄電電圧が蓄電電圧Ｖｃ２となるように充電部１３は蓄電部１２を充電するよう動作する。あるいは、非接触受電部１５から供給される電力によって制御部２６が起動し、蓄電部１２への充電と制御部２６の起動とが並行して行われてもよい。

以上の説明で、ドアラッチ電源装置１１を構成する各要素の動作とドアハンドル２４からの操作信号Ｓｏｐや車両用バッテリー１９の電圧との関係を示した。図１と図２に示すドアラッチ電源装置１１は制御部２６を備えていなくてもよく、その場合には充電部１３や放電部１４が入力電圧Ｖｉｎや蓄電電圧Ｖｃａ、操作信号Ｓｏｐに基づいて動作する。

図５は実施の形態における他のドアラッチ電源装置１１ａを用いた車両２０のブロック図である。ドアラッチ電源装置１１ａは制御部２６を備える。

ドアラッチ電源装置１１ａでは、制御部２６が入力電圧Ｖｉｎと蓄電電圧Ｖｃａの検出や判定、あるいは操作信号Ｓｏｐの検出を行い、充電部１３と放電部１４との動作を制御する。ここで制御部２６は素子や回路として集中配置される必要はなく、蓄電部１２や充電部１３や放電部１４に機能が分散して配置されてもよい。また、制御部２６が駆動するための電力は、車両用バッテリー１９や蓄電部１２から供給される。さらに、車両用バッテリー１９や蓄電部１２が蓄電している電力が制御部２６を駆動させることができない程度に不足しているときには、非接触給電部２５から非接触受電部１５へ電力が供給される際に、その電力を用いて制御部２６は起動して上記の動作を行う。

前述のように、入力部１６における入力電圧が入力閾値以上のときは蓄電部１２の蓄電電圧Ｖｃａが蓄電電圧Ｖｃ１となるように充電部１３は動作する。そして、操作信号受信部１８で操作信号Ｓｏｐが受信されたときに、放電部１４が蓄電部１２の電力を出力部１７へ出力する。

また、入力部１６における入力電圧が入力閾値Ｖｉ１よりも低いときは非接触受電部１５から供給される電力を用いて蓄電部１２の蓄電電圧Ｖｃａが蓄電電圧Ｖｃ２となるように充電部１３は動作する。そしてそのあとで、操作信号受信部１８で操作信号Ｓｏｐが受信されたときに、放電部１４が蓄電部１２の電力を出力部１７へ出力する。

以上の構成および動作により、ドアラッチ電源装置１１（１１ａ）の内部、あるいは車両用バッテリー１９など車両２０に搭載されて車両２０の内部に蓄えられた電力が、アクチュエータ２１を駆動することができない水準に低下した場合であっても、ドアラッチ電源装置１１（１１ａ）はアクチュエータ２１を駆動させるための電力の補給が容易にできる。これは、ドアラッチ電源装置１１（１１ａ）は非接触給電部２５を用いることにより、車両２０の外部、すなわちドアラッチ電源装置１１（１１ａ）の外部から非接触給電により蓄電部１２を充電することができることによる。

このため、長期間にわたって車両２０を起動させなかったときなどに車両用バッテリー１９でバッテリー上がりが生じた際においても、ドアラッチ電源装置１１（１１ａ）がアクチュエータ２１を駆動させ車両２０のドア２２をアンラッチ状態とさせることができる。したがって操作者が車両２０内へ入り車両２０のメンテナンスが可能となる。この結果、冗長機能である非常用対応機構として動作するメカラッチ機構は不要となり、車両２０の重量を軽量化することができる。

上述のように、ドアラッチ電源装置１１（１１ａ）はアクチュエータ２１と外部電源（車両用バッテリー１９）とに接続されるように構成されている。アクチュエータ２１は、ドア２２をラッチしているラッチ状態と、ドア２２をラッチしていないアンラッチ状態とになるように構成されている。ドアラッチ電源装置１１（１１ａ）は、蓄電部１２と、蓄電部１２の充電経路１３Ａに接続された充電部１３と、蓄電部１２の放電経路１４Ａに接続された放電部１４と、充電部１３に接続されて非接触で受電可能な非接触受電部１５と、外部電源に接続されるように構成されて、充電部１３に接続された入力部１６と、放電部１４に接続された出力部１７と、ドア２２を開けるための操作に応じて送られる操作信号Ｓｏｐを受信する操作信号受信部１８とを備える。入力部１６は外部電源に接続されるように構成されている・出力部１７はアクチュエータ２１に接続されるように構成されている。入力部１６に入力される入力電圧Ｖｉｎが入力閾値Ｖｉ１以上のときは蓄電部１２の蓄電電圧Ｖｃａが蓄電電圧Ｖｃ１となるように充電部１３は外部電源から供給される電力を用いて動作するとともに、操作信号受信部１８で操作信号Ｓｏｐが受信されたときに放電部１４が蓄電部１２の電力を出力部１７へ出力してアクチュエータ２１をラッチ状態からアンラッチ状態にする。入力電圧Ｖｉｎが入力閾値Ｖｉ１よりも低いときは蓄電電圧Ｖｃａが蓄電電圧Ｖｃ２となるように充電部１３が非接触受電部１５から供給される電力を用いて動作し、その後、操作信号Ｓｏｐが受信されたときに放電部１４が蓄電部１２の電力を出力部１７へ出力してアクチュエータ２１をラッチ状態からアンラッチ状態にする。

蓄電部１２は電気二重層コンデンサを有する。蓄電電圧Ｖｃ１は電気二重層コンデンサの満充電電圧よりも低い。

蓄電電圧Ｖｃ２は蓄電電圧Ｖｃ１よりも高い。

非接触受電部１５から供給される電力によって蓄電電圧Ｖｃａが蓄電電圧Ｖｃ２以上になると充電表示部２７は蓄電完了状態を示す。

入力電圧Ｖｉｎが入力閾値Ｖｉ１以上のときは、操作者によって発信された補助信号に対応して外部電源から供給される電力を用いて蓄電部１２の蓄電電圧Ｖｃａが蓄電電圧Ｖｃ１となるように充電部１３は動作する。入力電圧Ｖｉｎが入力閾値Ｖｉ１よりも低いときは、補助信号に対応して非接触受電部１５から供給される電力を用いて蓄電電圧Ｖｃａが蓄電電圧Ｖｃ２となるように充電部１３が動作し、その後、操作信号Ｓｏｐが受信されたときに放電部１４が蓄電部１２の電力を出力部１７へ出力してアクチュエータ２１をラッチ状態からアンラッチ状態にする。

入力電圧Ｖｉｎが入力閾値Ｖｉ１以上のときは蓄電部１２の蓄電電圧Ｖｃａが蓄電電圧Ｖｃ１となるように外部電源から供給された電力を用いて充電部１３は動作するとともに、操作信号受信部１８で操作信号Ｓｏｐが受信されたときに放電部１４が蓄電部１２の電力を出力部１７へ出力してアクチュエータ２１をラッチ状態からアンラッチ状態にする。入力電圧Ｖｉｎが入力閾値Ｖｉ１よりも低く、かつ、蓄電電圧Ｖｃａが蓄電電圧Ｖｃ３以上のときは充電部１３は動作せずに、操作信号受信部１８で操作信号Ｓｏｐが受信されたときに放電部１４が蓄電部１２の電力を出力部１７へ出力してアクチュエータ２１をラッチ状態からアンラッチ状態にする。入力電圧Ｖｉｎが入力閾値Ｖｉ１よりも低く、かつ、蓄電電圧Ｖｃａが蓄電電圧Ｖｃ３よりも低いときは非接触受電部１５から供給される電力を用いて蓄電電圧Ｖｃａが蓄電電圧Ｖｃ２となるように充電部１３が動作し、その後、操作信号Ｓｏｐが受信されたときに放電部１４が蓄電部１２の電力を出力部１７へ出力してアクチュエータ２１をラッチ状態からアンラッチ状態にする。

入力電圧Ｖｉｎが入力閾値Ｖｉ１以上のときは蓄電部１２の蓄電電圧Ｖｃａが蓄電電圧Ｖｃ１となるように外部電源から供給された電力を用いて充電部１３は動作するとともに、操作信号受信部１８で操作信号Ｓｏｐが受信されたときに放電部１４が蓄電部１２の電力を出力部１７へ出力してアクチュエータ２１をラッチ状態からアンラッチ状態にする。入力電圧Ｖｉｎが、入力閾値Ｖｉ１よりも低くかつ充電部１３と放電部１４とを動作させることが可能な入力閾値Ｖｉ２以上であるときは、操作信号受信部１８で操作信号Ｓｏｐが受信されたときに充電部１３と放電部１４とが動作して蓄電部１２の電力を出力部１７へ出力してアクチュエータ２１をラッチ状態からアンラッチ状態にする。入力電圧Ｖｉｎが入力閾値Ｖｉ１よりも低くかつ入力閾値Ｖｉ２よりも低いときは蓄電電圧Ｖｃａが蓄電電圧Ｖｃ２となるように非接触受電部１５から供給される電力を用いて充電部１３が動作し、その後、操作信号Ｓｏｐが受信されたときに放電部１４が蓄電部１２の電力を出力部１７へ出力してアクチュエータ２１をラッチ状態からアンラッチ状態にする。

本発明のドアラッチ電源は、ドアラッチ電源を含めた車両の重量を軽量化することができる効果を有し、各種車両において有用である。

１１，１１ａドアラッチ電源装置
１２蓄電部
１３充電部
１４放電部
１５非接触受電部
１６入力部
１７出力部
１８操作信号受信部
１９車両用バッテリー
２０車両
２１アクチュエータ
２２ドア
２３車体
２４ドアハンドル
２５非接触給電部
２６制御部
２７充電表示部
２８ドアラッチ電源システム
２９外部信号受信部

図１は実施の形態におけるドアラッチ電源の回路ブロック図である。図２は実施の形態におけるドアラッチ電源を用いた車両のブロック図である。図３は実施の形態におけるドアラッチ電源の動作を示すタイミングチャートである。図４は実施の形態におけるドアラッチ電源の動作を示すタイミングチャートである。図５は実施の形態における他のドアラッチ電源を用いた車両のブロック図である。図６は従来のドアラッチシステムのブロック図である。

次に、蓄電電圧Ｖｃａが蓄電電圧Ｖｃ２に達するまでの蓄電部１２の充電が完了したタイミングＴ０２のあと、タイミングＴ０３で操作者がドアハンドル２４を操作すると、操作信号受信部１８が操作信号Ｓｏｐを受信、それに応じてタイミングＴ０３で放電部１４が蓄電部１２の放電の動作を始める。さらに、蓄電電圧Ｖｃａが概ね蓄電電圧Ｖｃ２となるように充電された蓄電部１２の電力を、操作者がドアハンドル２４を操作しているタイミングＴ０３からタイミングＴ０４までの期間ＰＴ０３０４、もしくは期間ＰＴ０３０４よりも長いタイミングＴ０３からタイミングＴ０５までの期間ＰＴ０３０５において放電部１４が出力部１７へ出力し、アクチュエータ２１を駆動する。言い換えると、期間ＰＴ０３０４もしくは期間ＰＴ０３０５において蓄電部１２の電力によってアクチュエータ２１は駆動されてラッチ状態からアンラッチ状態になる。放電部１４の動作は昇圧動作、降圧動作あるは蓄電部１２の電圧をそのまま放電させる動作のいずれでも構わない。

Claims

ドアをラッチしているラッチ状態と、前記ドアをラッチしていないアンラッチ状態とになるアクチュエータと外部電源とに接続されるように構成されたドアラッチ電源装置であって、
蓄電部と、
前記蓄電部の充電経路に接続された充電部と、
前記蓄電部の放電経路に接続された放電部と、
前記充電部に接続されて非接触で受電可能な非接触受電部と、
前記外部電源に接続されるように構成されて、前記充電部に接続された入力部と、
前記アクチュエータに接続されるように構成されて、前記放電部に接続された出力部と、
前記ドアを開けるための操作に応じて送られる操作信号を受信する操作信号受信部と、
を備え、
前記入力部に入力される入力電圧が第１入力閾値以上のときは前記蓄電部の蓄電電圧が第１蓄電電圧となるように前記充電部は前記外部電源から供給される電力を用いて動作するとともに、前記操作信号受信部で前記操作信号が受信されたときに前記放電部が前記蓄電部の電力を前記出力部へ出力して前記アクチュエータを前記アンラッチ状態にし、
前記入力電圧が前記第１入力閾値よりも低いときは前記蓄電電圧が第２蓄電電圧となるように前記充電部が前記非接触受電部から供給される電力を用いて動作し、その後、前記操作信号が受信されたときに前記放電部が前記蓄電部の電力を前記出力部へ出力して前記アクチュエータを前記アンラッチ状態にする、
ドアラッチ電源装置。
前記蓄電部は電気二重層コンデンサを有し、
前記第１蓄電電圧は前記電気二重層コンデンサの満充電電圧よりも低い、請求項１に記載のドアラッチ電源装置。
前記第２蓄電電圧は前記第１蓄電電圧よりも高い、請求項２に記載のドアラッチ電源装置。
前記非接触受電部から供給される電力によって前記蓄電電圧が前記第２蓄電電圧以上になると蓄電完了状態を示す充電表示部をさらに備えた、請求項１に記載のドアラッチ電源装置。
前記入力電圧が前記第１入力閾値以上のときは、操作者によって発信された補助信号に対応して前記外部電源から供給される電力を用いて前記蓄電部の前記蓄電電圧が前記第１蓄電電圧となるように前記充電部は動作するとともに、
前記入力電圧が前記第１入力閾値よりも低いときは、前記補助信号に対応して前記非接触受電部から供給される電力を用いて前記蓄電電圧が前記第２蓄電電圧となるように前記充電部が動作し、その後、前記操作信号が受信されたときに前記放電部が前記蓄電部の電力を前記出力部へ出力する、請求項１に記載のドアラッチ電源装置。
前記入力電圧が前記第１入力閾値以上のときは前記蓄電部の前記蓄電電圧が前記第１蓄電電圧となるように前記外部電源から供給された電力を用いて前記充電部は動作するとともに、前記操作信号受信部で前記操作信号が受信されたときに前記放電部が前記蓄電部の電力を前記出力部へ出力し、
前記入力電圧が前記第１入力閾値よりも低く、かつ、前記蓄電電圧が第３蓄電電圧以上のときは前記充電部は動作せずに、前記操作信号受信部で前記操作信号が受信されたときに前記放電部が前記蓄電部の電力を前記出力部へ出力し、
前記入力電圧が前記第１入力閾値よりも低く、かつ、前記蓄電電圧が前記第３蓄電電圧よりも低いときは前記非接触受電部から供給される電力を用いて前記蓄電電圧が前記第２蓄電電圧となるように前記充電部が動作し、その後、前記操作信号が受信されたときに前記放電部が前記蓄電部の電力を前記出力部へ出力する、請求項１に記載のドアラッチ電源装置。
前記入力電圧が前記第１入力閾値以上のときは前記蓄電部の前記蓄電電圧が前記第１蓄電電圧となるように前記外部電源から供給された電力を用いて前記充電部は動作するとともに、前記操作信号受信部で前記操作信号が受信されたときに前記放電部が前記蓄電部の電力を前記出力部へ出力し、
前記入力電圧が、前記第１入力閾値よりも低くかつ前記充電部と前記放電部とを動作させることが可能な第２入力閾値以上であるときは、前記操作信号受信部で前記操作信号が受信されたときに前記充電部と前記放電部とが動作して前記蓄電部の電力を前記出力部へ出力し、
前記入力電圧が前記第１入力閾値よりも低くかつ前記第２入力閾値よりも低いときは前記蓄電電圧が前記第２蓄電電圧となるように前記非接触受電部から供給される電力を用いて前記充電部が動作し、その後、前記操作信号が受信されたときに前記放電部が前記蓄電部の電力を前記出力部へ出力する、
請求項１に記載のドアラッチ電源装置。
請求項１に記載のドアラッチ電源装置と、
前記ドアラッチ電源装置から独立した非接触給電部と、
を備え、
前記非接触給電部から前記非接触受電部と前記充電部とを介して前記蓄電部へ電力を供給する、ドアラッチ電源システム。
車体と、
前記車体に搭載された車両用バッテリーと、
前記車体に設けられたドアと、
前記ドアを開けるためのドアハンドルと、
前記ドアをラッチしているラッチ状態と、前記ドアをラッチしていないアンラッチ状態とになるアクチュエータと、
前記アクチュエータと前記車両用バッテリーとに接続されたドアラッチ電源装置と、
を備え、
前記ドアラッチ電源装置は、
蓄電部と、
前記蓄電部の充電経路に接続された充電部と、
前記蓄電部の放電経路に接続された放電部と、
前記充電部に接続されて非接触で受電可能な非接触受電部と、
前記車両用バッテリーと前記充電部とに接続された入力部と、
前記アクチュエータと前記放電部とに接続された出力部と、
前記ドアハンドルの操作に応じて送られる操作信号を受信する操作信号受信部と、
を有し、
前記入力部に入力される入力電圧が第１入力閾値以上のときは前記蓄電部の蓄電電圧が第１蓄電電圧となるように前記充電部は前記車両用バッテリーから供給される電力を用いて動作するとともに、前記操作信号受信部で前記操作信号が受信されたときに前記放電部が前記蓄電部の電力を前記出力部へ出力して前記アクチュエータを前記アンラッチ状態にし、
前記入力電圧が前記第１入力閾値よりも低いときは前記蓄電電圧が第２蓄電電圧となるように前記充電部が前記非接触受電部から供給される電力を用いて動作し、その後、前記操作信号が受信されたときに前記放電部が前記蓄電部の電力を前記出力部へ出力して前記アクチュエータを前記アンラッチ状態にする、車両。