JP7180439B2 - 車両ドアにおける給電システム - Google Patents

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Description

本開示は、車両ドアにおける給電システムに関する。
特許文献１は、ドアパネルにドア用ハーネスを取付けること、ドア用ハーネスの端部のコネクタが車体側のコネクタに接続されることが開示されている。
特開平１１－１９８７４２号公報
ここで、ドアと車体との間の配線部材を少なくすることが望まれている。
そこで、ドアと車体との間の配線部材を少なくすることを目的とする。
本開示の給電システムは、非接触で電力供給を受ける非接触受電部と、前記非接触受電部が受電した電力によって充電されるように、前記非接触受電部に接続されたバッテリと、少なくとも前記非接触受電部が受電していない状態で、前記バッテリから給電されるように、前記バッテリに接続された電気部品とを備える。
本開示によれば、ドアと車体との間の配線部材を少なくすることができる。
図１は実施形態に係る給電システムが車両におけるドアに組込まれた状態を示す図である。 図２は給電システムを示すブロック図である。 図３はドアが閉じられた状態を示す図である。 図４はドアが開かれた状態を示す図である。 図５は第１変形例に係る給電システムを示すブロック図である。 図６は第２変形例に係る給電システムを示すブロック図である。 図７は第３変形例に係る給電システムを示すブロック図である。
［本開示の実施形態の説明］
最初に本開示の実施態様を列記して説明する。
本開示の車両ドアにおける給電システムは、次の通りである。
（１）車両ドアにおける給電システムは、非接触で電力供給を受ける非接触受電部と、前記非接触受電部が受電した電力によって充電されるように、前記非接触受電部に接続されたバッテリと、少なくとも前記非接触受電部が受電していない状態で、前記バッテリから給電されるように、前記バッテリに接続された電気部品と、を備える。
本開示によると、非接触受電部が受電した電力によってバッテリが充電される。また、電気部品は、少なくとも記非接触受電部が受電していない状態で、バッテリからの給電によって動作することができる。ドアと車体との間の配線部材を少なくすることを目的とする。
（２）前記非接触受電部が受電している状態で、前記非接触受電部から前記電気部品に電力供給がなされてもよい。
これにより、バッテリを消費しないで、電気部品に給電できる。
（３）前記電気部品への給電源を、前記非接触受電部と前記バッテリとで切替える切替部をさらに備えてもよい。
これにより、前記非接触受電部と前記バッテリとで切替えて、電気部品に電力供給することができる。
（４）前記電気部品が車両の本体側の電気部品との間で無線通信を行うための無線通信部をさらに備えていてもよい。
これにより、通信のための配線部材についても少なくできる。
［本開示の実施形態の詳細］
本開示の給電システムの具体例を、以下に図面を参照しつつ説明する。なお、本発明はこれらの例示に限定されるものではなく、特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。
[実施形態１]
以下、実施形態に係る車両ドアにおける給電システムについて説明する。図１は給電システム３０が車両１０におけるドア２０に組込まれた状態を示す図である。図１においてドア２０が閉じられた状態が実線で示され、ドア２０が開いた状態が２点鎖線で示されている。
車両１０は、車体１２に、乗員が乗り降りするドア用開口１４が設けられ、当該ドア用開口１４がドア２０によって開閉される。ここでは、ドア２０の前部がヒンジ部を介して車体に連結されており、ドア２０がヒンジ部を介してドア用開口１４に対して開閉される例で説明する。また、ここでは、ドア２０が運転席用ドアである例で説明するが，助手席用ドア、後部座席用ドアであってもよい。ドアは、荷物を出し入れするための開口を開閉可能に塞ぐ荷室用ドアであってもよい。ドアは、スライドドアであってもよい。
車体１２には、電力供給源２２及び非接触給電部２４が組込まれている。電力供給源２２は、補機用バッテリであってもよいし、発電機であってもよい。補機用バッテリは、車両に搭載された各種電気部品（制御機器、発光部、アクチュエータ等）に対して電力を供給するバッテリである。発電機は、車両に搭載された内燃機関による機械的エネルギーをから電気エネルギーに変換する機械である。車両１０が電気自動車又はハイブリット自動車である場合には、電力供給源２２は、動力用バッテリであってもよい。電力供給源２２は、車体１２においていずれの場所に設けられてもよい。
非接触給電部２４は、電力供給源２２からの電力を、後述する非接触受電部３２に対して非接触で電力供給する部品である。非接触給電部２４は、車体１２のうちドア２０の少なくとも一部に隣合って設けられる箇所に設けられる。
給電システム３０は、非接触受電部３２と、バッテリ３４と、電気部品３６とを備え、ドア２０に組込まれる。
非接触受電部３２は、非接触給電部２４からの電力供給を非接触で受ける部品である。
バッテリ３４は、充電可能な二次電池であり、非接触受電部３２が受電した電力によって充電されるように、非接触受電部３２に接続されている。
電気部品３６は、ドア２０に組込まれる電気部品である。電気部品３６は、非接触受電部３２が受電していない状態で、バッテリ３４から給電されるようにバッテリ３４に接続されている。ドア２０に組込まれる電気部品としては、フットライト（footlight）、パワーウインドウ用モータ、ドアミラー用モータ、ドアロック用モータ等が想定される。フットライトは、ドア２０に対して下方を照らすライトである。パワーウインドウ用モータは、ドアウインドウを開閉するためのモータである。ドアミラー用モータは、ドアミラーが向く方向を調整したり、ドアミラーを格納状態と非格納状態との間で姿勢変更したりするためのモータである。ドアロック用モータは、ドアをロック及びロック解除するためのモータである。バッテリ３４に接続される電気部品は、ドア２０が開いた状態で使用されるものが好ましく、例えば、フットライトを含むことが好ましい。
図２は給電システム３０を示すブロック図である。同図に示すように、車体１２には、電力供給源２２及び非接触給電部２４が設けられている。電力供給源２２と非接触給電部２４とは、ドライバ２３を介して、電力供給源２２からの電力を非接触給電部２４に供給可能に接続されている。非接触給電部２４は、給電用コイル２５等を含んでいる。そして、ドライバ２３による駆動によって、電力供給源２２からの電力が非接触給電部２４から非接触受電部３２に向けてエネルギー（電磁波エネルギー等）として伝送される。
非接触受電部３２は、給電用コイル３３等を含んでおり、上記給電用コイル２５からのエネルギーを電力として受ける。
バッテリ３４は、配線４０を介して非接触受電部３２に接続されている。配線４０としては被覆電線等が用いられる。配線４０には、整流回路３５が介挿されており、非接触受電部３２によって受電された交流波が直流波に整流される。非接触受電部が受電した電力によってバッテリ３４が充電されるようになっている。
電気部品３６は、配線４２を介してバッテリ３４に接続されている。配線４２としては被覆電線等が用いられる。バッテリ３４からの電力供給によって電気部品３６が駆動される。ここでは、電気部品３６は、配線４２及び配線４０を介して非接触受電部３２にも接続されている。つまり、バッテリ３４及び電気部品３６は、非接触受電部３２に対して並列接続されている。このため、非接触受電部３２が受電した電力によっても電気部品３６が駆動される。
非接触受電部３２が受電している状態においては、非接触受電部３２で受電された電力がバッテリ３４及び電気部品３６に供給される。非接触受電部３２が受電していない状態においては、バッテリ３４からの電力が電気部品３６に供給される。
上記非接触給電部２４及び非接触受電部３２は、ドア２０を閉じた状態で、非接触による電力伝送を可能な位置に設けられている。例えば、非接触給電部２４及び非接触受電部３２は、ドア２０を閉じた状態で、互いに対向する位置に配設される。図１では、車体１２のうちドア用開口１４の前寄りの位置に非接触給電部２４が設けられている。また、ドア２０のうち前寄りの位置に非接触受電部３２が設けられている。
ドア２０を閉じた状態では、図１及び図３に示すように、非接触給電部２４と非接触受電部３２とが対向配置され、非接触給電部２４から非接触給電部２４に向けて電力が伝送される状態となる。このため、ドア２０を閉じた状態では、車体１２に設けられた電力供給源２２からの電力供給によってバッテリ３４が充電される。また、車体１２に設けられた電力供給源２２からの電力供給によって電気部品３６が動作する。
ドア２０を開いた状態では、図１及び図４に示すように、非接触給電部２４に対して非接触給電部２４が大きく離れ、非接触給電部２４から非接触給電部２４に向けた電力伝送が困難な状態又は不可な状態となる。このため、ドア２０を開いた状態では、バッテリ３４からの電力供給によって電気部品３６が動作する。
非接触給電部２４及び非接触受電部３２の配置例は上記例に限られない。例えば、非接触給電部２４がドア用開口１４のうち後ろ寄りの位置に非接触給電部２４が設けられ、非接触受電部３２がドア２０のうち後ろ寄りの位置に配設されてもよい。
なお、ドア２０に設けられた全ての電気部品３６が上記非接触給電部２４及び非接触受電部３２を介して車体１２に設けられた電力供給源２２に接続されている必要は無い。ドア２０に設けられた複数の電気部品３６のうちの一部が有線の電力線によって電力供給源２２に接続されていてもよい。
このように構成された給電システム３０によると、非接触受電部３２が受電した電力によってバッテリ３４が充電される。また、電気部品３６は、少なくとも非接触受電部３２が受電していない状態で、バッテリ３４からの給電によって動作することができる。これにより、車体１２とドア２０との間で電力供給用の電線を少なくすることができる。例えば、ドア２０に設けられた全ての電気部品３６が上記非接触給電部２４及び非接触受電部３２を介して車体１２に設けられた電力供給源２２に接続されれば、車体１２とドア２０との間で電力供給を行うための電線を無くすることができる。
また、非接触受電部３２が受電している状態で、非接触受電部３２から電気部品３６に電力供給がなされるため、バッテリ３４を消費しないで、電気部品３６に電力供給することができる。
[変形例]
上記実施形態を前提として各種変形例について説明する。
図５に示す第１変形例に係る給電システム１３０では、非接触受電部３２と電気部品３６とが配線１４０を介して接続されている。バッテリ３４は、非接触受電部３２に対して電気部品３６と並列接続された状態となるように、配線１４２を介して上記配線１４０の途中に接続されている。配線１４２には、充電回路１２０が介挿されている。充電回路１２０によってバッテリ３４を微弱電流で充電することができるため、バッテリ３４を満充電状態に保ち易い。また、バッテリ３４と電気部品３６とは、配線１４４を介して接続されている。
この給電システム１３０には、電気部品３６への給電源を、非接触受電部３２とバッテリ３４とで切替える切替部１１０が設けられている。ここでは、切替部は、電流検出部１１２と切替回路１１４とを含む。電流検出部１１２は、配線１４０のうち非接触受電部３２とバッテリ３４との間の部分１４０ａに介挿されており、当該配線部分１４０ａを流れる電流を検出する。切替回路１１４は、リレー、半導体スイッチング素子等によって構成されており、配線１４０のうちバッテリ３４と電気部品３６との間の部分１４０ｂ及び配線１４４とに介挿されている。切替回路１１４は、配線部分１４０ｂと配線１４４とを選択的に導通状態に切替える。換言すれば、切替回路１１４は、非接触受電部３２から電気部品３６に電力供給がなされる状態と、バッテリ３４から電気部品３６に電力供給がなされる状態とに選択的に切替える。そして、電流検出部１１２が配線部分１４０ａに流れる電流を検出すると、切替回路１１４が配線部分１４０ｂを導通状態に切替え、非接触受電部３２から電気部品３６に電力供給がなされる状態となる。この状態では、非接触受電部３２から充電回路１２０を介してバッテリ３４に電力供給がなされるため、バッテリ３４が充電される。また、電流検出部１１２が配線部分１４０ａに流れる電流を検出しない状態になると、切替回路１１４が配線１４４を導通状態に切替え、バッテリ３４から電気部品３６に電力供給がなされる状態となる。
この例によると、非接触受電部３２とバッテリとを切替えて、電気部品３６に電力供給することができる。
なお、本変形例では、配線部分１４０ａに電流がなされるか否か、即ち、非接触受電部３２で受電されているか否かによって、給電源を、非接触受電部３２とバッテリ３４とで切替えているが、必ずしもその必要は無い。例えば、ドア２０が閉じられ、非接触受電部３２で受電している状態においても、バッテリ３４の充電状態等に応じて、給電源を、非接触受電部３２とバッテリ３４とで切替えてもよい。
上記実施形態及び変形例では、ドア２０の電気部品３６への電力供給路を非接触給電化する例を説明した。電気部品３６が電気制御ユニット（ＥＣＵ）等によって制御される部品等である場合には、当該電気部品を制御するための信号線を無線化してもよい。
図６に示す第２変形例では、電気部品３６に対応する電気部品２３６が車体１２に設けられたＥＣＵ１７によって制御される部品であることを想定している。電気部品２３６は、上記実施形態で説明したような給電システムによって給電される。
上記ＥＵＣ１７には、無線通信部１８が接続されている。無線通信部１８は、無線通信回路１８ａ及びアンテナ１８ｂを含む。無線通信回路１８ａ及びアンテナ１８ｂは、車体１２に設けられる。
また、電気部品２３６には、無線通信部２３７が接続されている。無線通信部２３７は、無線通信回路２３７ａ及びアンテナ２３７ｂを含む。無線通信回路２３７ａ及びアンテナ２３７ｂは、ドア２０に設けられる。
そして、ＥＣＵ１７及び電気部品２３６は、無線通信部１８及び無線通信部２３７を介して無線通信することができる。ＥＣＵ１７からの指令は、無線通信部１８及び無線通信部２３７を介して電気部品２３６に無線送信され、電気部品２３６は当該指令に従って動作することができる。
本例によると、車体１２とドア２０との間において通信のための配線部材についても少なくできる。車体１２とドア２０との間において通信のための配線部材については、少なくとも一部が無線化されればよいが、全ての通信が無線化されれば、通信のための配線部材が無くなる。上記実施形態において、車体１２とドア２０との間において電力供給用の配線部材が全て無くされ、本変形例の適用によって、車体１２とドア２０との間において通信用の配線部材が全て無くされれば、車体１２とドア２０との間での配線部材が全て無くされる。車体１２とドア２０との間での配線部材が全て無くされれば、それらの間のグロメットも不要となる。
なお、上記電力を非接触で供給するための電磁波エネルギー等に信号が重畳されて、ドア２０側の電気部品２３６に伝送されてもよい。
図７に係る第２変形例では、ドア２０に電気部品としてＥＣＵ３３６、ＥＣＵ３３６により制御される電気部品３３７が設けられている。ＥＣＵ３３６、電気部品３３７には、上記実施形態で説明したような給電システムによって給電される。
また、ＥＣＵ３３６には、無線通信部３３８が接続されている。無線通信部３３８は、無線通信回路３３８ａ及びアンテナ３３８ｂを含む。無線通信回路３３８ａ及びアンテナ３３８ｂは、ドア２０に設けられる。
そして、車体１２に設けられた電気部品としてのＥＣＵ１７とドア２０に設けられたＥＣＵ３３６とは、無線通信部１８及び無線通信部３３８を介して無線通信することができる。ＥＣＵ１７からの指令は、無線通信部１８及び無線通信部３３８を介してＥＣＵ３３６に無線送信される。ＥＣＵ３３６は、ＥＣＵ１７からの指令に応じて電気部品３３７を制御することができ、電気部品３３７はＥＣＵ３３６からの指令に応じて動作する。
本例によっても、上記第２変形例と同様の効果を得ることができる。また、ＥＣＵ３３６によって複数の電気部品３３７を制御することができる。
なお、上記各実施形態及び各変形例で説明した各構成は、相互に矛盾しない限り適宜組合わせることができる。例えば、上記第１変形例に対して、第２変形例、第３変形例が組合わされて、給電路及び通信路の無線化がなされてもよい。
１０ 車両
１２ 車体
１４ ドア用開口
１７ ＥＣＵ
１８ 無線通信部
１８ａ 無線通信回路
１８ｂ アンテナ
２０ ドア
２２ 電力供給源
２３ ドライバ
２４ 非接触給電部
２５ 給電用コイル
３０ 給電システム
３１ 非接触受電部
３２ 非接触受電部
３３ 給電用コイル
３４ バッテリ
３５ 整流回路
３６ 電気部品
４０ 配線
４２ 配線
１１０ 切替部
１１２ 電流検出部
１１４ 切替回路
１２０ 充電回路
１３０ 給電システム
１３２ 電流検出部
１４０ 配線
１４０ａ 配線部分
１４０ｂ 配線部分
１４０ｂ 部分
１４２ 配線
１４４ 配線
２３６ 電気部品
２３７ 無線通信部
２３７ａ 無線通信回路
２３７ｂ アンテナ
３３６ ＥＣＵ
３３７ 電気部品
３３８ 無線通信部
３３８ａ 無線通信回路
３３８ｂ アンテナ

Claims (5)

  1. 非接触で電力供給を受ける非接触受電部と、
    前記非接触受電部が受電した電力によって充電されるように、前記非接触受電部に接続されたバッテリと、
    少なくとも前記非接触受電部が受電していない状態で、前記バッテリから給電されるように、前記バッテリに接続された電気部品と、
    を備え、
    車両ドアに設けられる、前記電気部品とは別の電気部品が有線の電力線によって車体に設けられた電力供給源に接続され、
    前記非接触受電部が、前記車両ドアの室内向き部分に設けられて、前記車両ドアが閉められた状態で前記車体側に設けられた非接触給電部に対向する、車両ドアにおける給電システム。
  2. 前記非接触受電部が受電している状態で、前記非接触受電部から前記電気部品に電力供給がなされる、請求項１記載の車両ドアにおける給電システム。
  3. 前記電気部品への給電源を、前記非接触受電部と前記バッテリとで切替える切替部をさらに備える請求項１又は請求項２に記載の車両ドアにおける給電システム。
  4. 請求項３に記載の車両ドアにおける給電システムであって、
    前記切替部は、前記非接触受電部からの電流を検出し、前記非接触受電部からの電流から検出されると、前記非接触受電部から前記電気部品に電力供給がなされ、かつ、前記バッテリから前記電気部品に電力供給がなされない状態とし、前記非接触受電部からの電流から検出されない状態になると、前記バッテリから前記電気部品に電力が供給される状態とする、車両ドアにおける給電システム。
  5. 前記電気部品が車両の本体側の電気部品との間で無線通信を行うための無線通信部をさらに備える請求項１から請求項４のいずれか１項に記載の車両ドアにおける給電システム。
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