JP2014121111A - ロック装置 - Google Patents

Abstract

【課題】ロックやアンロックを切り替える際の利便性を向上することができるロック装置を提供する。
【解決手段】同乗者等が車外から充電ケーブルロック装置２２をアンロック状態に切り替えるには、例えば給電口に配設されたアンロック操作部２７を操作する。給電口の送信アンテナ２８は、アンロック操作部２７の操作をアンロック開始トリガに、スマート照合の一環として給電口周囲照合を実行する。給電口周囲照合が成立しなければ、続いて車内スマート照合を実行する。よって、キー所持者が車内にいても、スマート照合が成立に移行し、充電ケーブルロック装置２２のアンロックを開始する条件が揃う。このため、電子キー２を所持しない同乗者であっても、車外から充電ケーブルロック装置２２をアンロックに切り替えて、充電ケーブル１６をインレット１９から取り外すことが可能となる。
【選択図】図１

Description

本発明は、ロック対象物をロック／アンロックするロック装置に関する。

近年、環境問題への意識の高まりから、二酸化炭素の排出量の少ない車両として、例えばプラグインハイブリッド車や電気自動車等の普及が進んでいる。これら車両は、例えば長距離走行してバッテリの残量が減ると、その度にバッテリを充電しなくてはならない。よって、車体には給電口が設けられ、充電設備から延びる充電ケーブルを給電口に接続し、充電設備から供給される電力でバッテリを充電する。バッテリ充電には長時間かかるので、充電ケーブルの付け替えや盗難等の防止を目的として、車体には、接続された充電ケーブルを車体にロックする充電ケーブルロック装置が搭載される傾向にある（特許文献１等参照）。

特開２００９−０８１９１７号公報

ところで、この種の充電ケーブルロック装置では、給電口に送信アンテナを設置し、この送信アンテナから送信される電波をトリガにした電子キーとの無線によるＩＤ照合（スマート照合）の成立を動作開始条件とすることが想定される。しかし、この場合、例えば乗車後に充電ケーブルの取り外しに気付いたとき、充電ケーブルロックをアンロックするには、車両から一旦下車して電子キーを給電口付近に位置させてＩＤ照合を成立させる必要が生じるので、この作業が面倒に感じる問題があった。

本発明の目的は、ロックやアンロックを切り替える際の利便性を向上することができるロック装置を提供することにある。

前記問題点を解決するために、本発明では、ロック及びアンロックの切り替えに関わるロック部材を、給電口に関係するロック対象物に対して固定又は非固定とすることにより、前記ロック対象物を取り外し不能にロック又は取り外し可能にアンロックするロック装置において、電子キーとの間の無線認証を開始するトリガの入力を基に、車内において前記電子キーの正当性を確認する車内照合を実行可能な認証実行手段と、前記認証実行手段の照合結果を基に、ロック及びアンロックの少なくとも一方の動作を制御する動作制御手段とを備えたことを要旨とする。

本発明の構成によれば、例えばキー所持者が車内にいて、電子キーを所持しない同乗者等が車外からロック対象物を操作することがある。このとき、無線認証として車内照合が実行されるので、車内にいるキー所持者が持つ電子キーとの間で無線認証を成立に移行し、ロック装置がロック又はアンロックに切り替わり動作する。よって、キー所持者が車内にいて、電子キーを所持しない同乗者等が車外でロック対象物を操作する場合であっても、キー所持者がわざわざ降車せずとも、車内照合成立によりロック装置の動作が実行されるので、ロック対象物を操作する際の利便性が向上する。

本発明では、前記トリガは、アンロックへの切り替え操作があったときに前記認証実行手段に入力されるアンロック開始トリガであることを要旨とする。この構成によれば、キー所持者が車内にいて、電子キーを所持しない同乗者等がロック対象物を車両から取り外す場合に、キー所持者がわざわざ降車せずとも、車内照合成立によりロック装置をアンロック状態に切り替えることが可能となる。よって、ロック装置のアンロックへの切り替え時、キー所持者に降車を課さずに済むので、電子キーを所持しない同乗者やサービスマン等であっても、ロック対象物を車両から取り外すことが可能となる。

本発明では、前記認証実行手段は、前記トリガを入力したとき、前記車内照合と、前記給電口の周囲で前記電子キーの正当性を確認する給電口周囲照合とを実行することを要旨とする。この構成によれば、車内照合のみならず給電口周囲照合も実行するので、車内に電子キーがなく給電口付近に電子キーがある場合であっても、電子キーとの無線認証を成立に移行することが可能となる。よって、電子キーが車内又は給電口付近のどちらにあっても、ロック装置を動作させることが可能となる。

本発明では、前記認証実行手段は、前記トリガを入力したとき、まず前記給電口周囲照合を実行し、当該給電口周囲照合が成立しないとき、続いて前記車内照合を実行し、前記電子キーの存在を確認することを要旨とする。この構成によれば、給電口周囲照合が成立しないときにのみ、車内照合が実行される。よって、必要なときにのみ給電口周囲照合を実行することになるので、車内照合を無駄に実施させずに済む。

本発明では、前記ロック対象物としての充電ケーブルのロック及びアンロックを切り替える充電ケーブルロック装置であることを要旨とする。この構成によれば、キー所持者が車内にいて、電子キーを所持しない同乗者等が充電ケーブルを車両から取り外す際に、キー所持者がわざわざ降車せずとも、車内照合成立により充電ケーブルロックをアンロックに切り替えることが可能となる。よって、電子キーを所持しない同乗者やサービスマン等であっても、充電ケーブルを車両から取り外すことが可能となる。

本発明によれば、ロック装置において、ロックやアンロックを切り替える際の利便性を向上することができる。

一実施形態の電子キーシステム及び充電ケーブルロック装置の構成図。 給電口の外観を示す斜視図。 （ａ）〜（ｃ）は充電ケーブルロック動作の説明図。 （ａ）〜（ｄ）は充電ケーブルアンロック動作の説明図。 別例のリッドロック装置の構成図。

以下、具体化したロック装置の一実施形態を図１〜図４に従って説明する。
図１に示すように、車両１には、電子キー２との間で無線によりキー照合を実行する電子キーシステム３が設けられている。本例の電子キーシステム３は、車両１からの通信を契機に狭域無線（通信距離：数ｍ）によりＩＤ照合（スマート照合）を行うキー操作フリーシステムである。電子キー２は、自身に登録された電子キーＩＤを、無線によって送信可能なキーのことを言う。

車両１には、電子キーＩＤの照合を行う照合ＥＣＵ（Electronic Control Unit）４と、車載電装品の電源を管理するボディＥＣＵ５と、エンジン７を制御するエンジンＥＣＵ６とが設けられ、これらが車内のバス８を介して接続されている。照合ＥＣＵ４のメモリには、車両１に登録された電子キー２の電子キーＩＤが書き込み保存されている。照合ＥＣＵ４には、車外にＬＦ（Low Frequency）帯の電波を送信する車外送信機９と、車内にＬＦ帯の電波を送信する車内送信機１０と、ＵＨＦ（Ultra High Frequency）帯の電波を受信する車両受信機１１とが接続されている。

車両駐停車時、車外送信機９は、ＩＤ返信のためのリクエスト信号Ｓrqを車外にＬＦ送信し、リクエスト信号Ｓrqを受信した電子キー２にＩＤ信号ＳidをＵＨＦ返信させる。ＩＤ信号Ｓidには、電子キー２に登録された電子キーＩＤが含まれる。照合ＥＣＵ４は、ＩＤ信号Ｓidを車両受信機１１で受信すると、ＩＤ信号Ｓid内の電子キーＩＤによりＩＤ照合（車外スマート照合）を行い、この照合が成立すれば、ドアロック施解錠を許可／実行する。例えば、ドアロック解錠時、車外ドアハンドルのロックボタン１２が操作されると、車外スマート照合の成立を条件に、車両ドアが施錠される。一方、ドアロック施錠時、車外ドアハンドルがタッチ操作されたことをタッチセンサ１３により検出すると、車外スマート照合の成立を条件に、車両ドアが解錠される。

また、電子キー２が車内にあると、今度は車内送信機１０からリクエスト信号Ｓrqの送信を行い、車外と同様にＩＤ照合（車内スマート照合）を実施する。この車内スマート照合が成立すれば、運転席に配設されたエンジンスイッチ１４による車両１の電源遷移操作（エンジン始動操作）が許可される。なお、車内スマート照合が車内照合に相当する。

図２に示すように、車両１が例えばプラグインハイブリッド車や電気自動車等のバッテリ搭載車両の場合、車体１５の側壁には、充電ケーブル１６の接続箇所として給電口１７がリッド１８によって開閉可能に設けられている。給電口１７には、受電側のコネクタとなるインレット１９が設けられ、充電ケーブル１６の先端に配設された給電側のコネクタである給電プラグ２０をインレット１９に接続することにより、車両１に搭載されたバッテリ２１が充電される。なお、充電ケーブル１６及びリッド１８がロック対象物に相当する。

給電口１７の上部には、インレット１９に接続された充電ケーブル１６をインレット１９にロック可能なロック装置（充電ケーブルロック装置）２２が設けられている。ロック装置２２は、アンロック位置及びロック位置の間をスライド移動するロックピン２３が、自身の長手方向（図２のＺ軸方向）に沿って往復動可能に設けられている。充電ケーブル１６をインレット１９に接続すると、給電プラグ２０に回動操作可能に配設されたロックアーム２４が内部の付勢部材（図示略）の付勢力によって閉じ側に回り、先端の爪部２５がインレット１９の突起２６に係止することにより、充電ケーブル１６がインレット１９に抜け止めされる。ロック装置２２は、ロックアーム２４の爪部２５を、ロック位置に位置したロックピン２３で上から押さえ付けることにより、充電ケーブル１６をインレット１９にロックする。なお、ロックピン２３がロック部材に相当する。

給電口１７には、充電ケーブルロック装置２２をアンロックする際に操作するアンロック操作部２７が設けられている。アンロック操作部２７は、例えばプッシュ式のモーメンタリスイッチからなる。

給電口１７には、電子キーシステム３に準じた電波を給電口１７付近に送信可能な送信アンテナ２８が設けられている。本例の送信アンテナ２８は、給電口１７付近に正規の電子キー２が存在するか否かを確認するスマート照合（給電口周囲照合）の開始要求を送信するアンテナであって、給電口１７付近にリクエスト信号Ｓrqを給電口１７付近にＬＦ電波により送信可能である。給電口周囲照合は、給電口１７付近を通信エリアとするスマート照合であって、アンロック操作部２７の操作時、この操作をアンロック開始トリガとして実行される無線認証である。送信アンテナ２８は、照合ＥＣＵ４に接続され、動作が照合ＥＣＵ４によって管理される。給電口周囲照合の成立結果は、充電ケーブルロック装置２２のアンロックを許可する１条件として使用される。

図１に示すように、充電ケーブルロック装置２２には、ロック／アンロックの動作を制御するロックＥＣＵ２９と、ロックピン２３をロック位置やアンロック位置へ切り替える際の駆動源となるアクチュエータ３０とが設けられている。ロックＥＣＵ２９は、電気配線を介して、照合ＥＣＵ４、ボディＥＣＵ５及びアンロック操作部２７と接続されている。ロックＥＣＵ２９は、アクチュエータ３０を駆動制御してロックピン２３をロック位置／アンロック位置に移動させることにより、ロック／アンロックを切り替える。

ロックＥＣＵ２９には、スマート照合の開始トリガ（ロック開始トリガ、アンロック開始トリガ）の入力を基に照合ＥＣＵ４にスマート照合を実行させる照合実行要求部３１と、このスマート照合の照合結果を照合ＥＣＵ４から取得する照合結果取得部３２と、取得したスマート照合結果を基にロック／アンロックの動作を制御する動作制御部３３とが設けられている。本例のアンロック開始トリガは、アンロック操作部２７が操作されたときにアンロック操作部２７から出力されるスイッチのオン信号である。なお、照合実行要求部３１が認証実行手段に相当し、照合結果取得部３２及び動作制御部３３が動作制御手段に相当する。

次に、本例のロック装置２２の動作を、図３及び図４を用いて説明する。
［充電ケーブルロック動作］
図３（ａ）に示すように、充電ケーブルロックをロック状態に切り替えるとき、例えばキー所持者が車外において充電ケーブル１６を給電口１７に接続する操作をとった場合を想定する。このとき、充電ケーブル１６をインレット１９に接続した後、ロック開始トリガが揃ったとする。

ロック開始トリガは、例えば充電ケーブル１６が単にインレット１９に接続されたことや、インレット１９への充電ケーブル１６の接続後に、給電口１７や運転席に配設されたロック用のスイッチやボタンが操作されたこととしてもよい。また、これら以外のロック開始トリガは、インレット１９への充電ケーブル１６の接続後に、車両ドアを施錠操作するドアロック連動としてもよい。いずれにせよ、ロック開始トリガは、種々の態様が適用可能である。

図３（ｂ）に示すように、照合実行要求部３１は、ロック開始トリガを入力すると、スマート照合開始要求を照合ＥＣＵ４に出力し、照合ＥＣＵ４にスマート照合を実行させる。照合ＥＣＵ４は、照合実行要求部３１からスマート照合開始要求を入力すると、送信アンテナ２８からリクエスト信号Ｓrqの送信を行い、給電口１７付近におけるスマート照合を実行する。キー所持者が充電ケーブル１６をインレット１９に接続する場合、給電口周囲照合は成立する。照合ＥＣＵ４は、給電口周囲照合の成立によりスマート照合成立を確認すると、スマート照合成立通知をロックＥＣＵ２９に出力する。ロックＥＣＵ２９は、このスマート照合成立通知を照合結果取得部３２で取得する。

図３（ｃ）に示すように、動作制御部３３は、ロック開始トリガの検出下でスマート照合成立通知を入力すると、アクチュエータ３０をロック方向に動作させ、ロック装置２２をロック状態に切り替える。このとき、ロックピン２３がアンロック位置からロック位置に移動し、インレット１９に接続された充電ケーブル１６のロックアーム２４に当接することにより、ロック状態となる。よって、インレット１９に接続された充電ケーブル１６を第三者等によって不正に取り外されることがない。

［充電ケーブルアンロック動作］
図４（ａ）に示すように、充電ケーブルロックをアンロックに切り替えるとき、例えばキー所持者が車内にいて、電子キー２を持たない同乗者が充電ケーブル１６を引き抜く場合を想定する。このとき、アンロック開始トリガが揃ったとする。

アンロック開始トリガは、給電口１７に配設されたアンロック操作部２７が操作されたこと以外に、例えばインレット１９に充電ケーブル１６が接続されている状況下で、車両ドアを解錠操作するドアアンロック連動としてもよい。また、アンロック操作部２７は、例えば車内等、給電口１７以外の箇所に配置されてもよい。いずれにせよ、アンロック開始トリガは、アンロック操作部２７から出力されるオン信号の他に、種々の態様が適用可能である。

図４（ｂ）に示すように、照合実行要求部３１は、アンロック開始トリガを入力すると、スマート照合開始要求を照合ＥＣＵ４に出力し、照合ＥＣＵ４にスマート照合を実行させる。照合ＥＣＵ４は、まず送信アンテナ２８からリクエスト信号Ｓrqの送信を行い、給電口周囲照合を実行する。このとき、給電口１７付近には、電子キー２を所持しない同乗者しかいないので、給電口周囲照合が成立しないこととなる。

図４（ｃ）に示すように、照合ＥＣＵ４は、送信アンテナ２８からリクエスト信号Ｓrqを送信した後、所定時間内に給電口周囲照合が成立しないことを確認すると、今度は車内送信機１０からリクエスト信号Ｓrqの送信を開始し、車内スマート照合を実行する。この場合、キー所持者が車内にいるので、車内スマート照合は成立する。照合ＥＣＵ４は、スマート照合が成立することを確認すると、スマート照合成立通知をロックＥＣＵ２９に出力する。ロックＥＣＵ２９は、このスマート照合成立通知を照合結果取得部３２で取得する。

図４（ｄ）に示すように、動作制御部３３は、アンロック開始トリガの検出下でスマート照合成立通知を入力すると、アクチュエータ３０をアンロック方向に動作させ、充電ケーブルロック装置２２をアンロック状態に切り替える。このとき、ロックピン２３がロック位置からアンロック位置に移動し、それまで充電ケーブル１６に係止していたロックピン２３が充電ケーブル１６から離間して、アンロック状態となる。よって、インレット１９に接続された充電ケーブル１６をインレット１９から引き抜くことが可能となる。

本実施形態の構成によれば、以下に記載の効果を得ることができる。
（１）キー所持者が車内にいるとき、電子キー２を所持しない同乗者や充電スタンドのサービスマン等がロック状態の充電ケーブルを取り外すことがある。本例の場合、ロック解除用のアンロック操作部２７が同乗者等により操作されると、車内スマート照合が実行可能であるので、車内に存在する電子キー２との間のスマート照合が成立に移行され、この車内スマート照合の成立を条件に充電ケーブルロック装置２２がアンロックに切り替えられる。よって、キー所持者が車内にいて、同乗者やサービスマン等が充電ケーブル１６を取り外すとき、キー所持者がわざわざ降車して給電口周囲照合を成立させる必要がないので、充電ケーブル１６を取り外す際の利便性を向上することができる。

（２）キー所持者が車内にいたままでも、電子キー２を所持しない同乗者やサービスマン等に充電ケーブル１６をインレット１９から取り外してもらえるので、キー所持者にとって利便性が高い。

（３）電子キー２との無線認証として、車内スマート照合のみならず、給電口周囲照合も実行する。よって、仮に車内に電子キー２がなく、給電口１７付近に電子キーが存在した場合であっても、電子キー２とのスマート照合を成立に移行することができる。よって、電子キー２が車内又は給電口１７付近のどちらにあっても、充電ケーブルロック装置２２をアンロックに切り替えることができる。

（４）ロック状態下でアンロック操作部２７が操作されたとき、まず給電口周囲照合を行い、給電口周囲照合が成立しなければ、車内スマート照合が実行される。よって、給電口１７付近に電子キーがないとき、つまり必要なときにのみ車内スマート照合が実行されるので、車内スマート照合を無駄に実施させずに済む。

（５）ロック装置２２のロック対象物を充電ケーブル１６としたので、充電ケーブル１６をインレット１９から引き抜く際の利便性が確保される。
（６）充電ケーブル１６のロック動作時も車内スマート照合を実行するようにしたので、充電ケーブルロック装置２２をロックに切り替える際、仮にキー所持者が車内にいても、車内に位置する電子キー２とのスマート照合成立を以て、充電ケーブルロック装置２２をロック状態に切り替えることができる。

なお、実施形態はこれまでに述べた構成に限らず、以下の態様に変更してもよい。
・給電口１７にロック／アンロックで共用されるスイッチを設け、このスイッチが操作される度に、交互にロック／アンロックが切り替わるものでもよい。

・充電ケーブル１６の接続検出は、例えば充電ケーブル１６に配設されたスイッチで検出した信号より把握するものでもよい。
・車内スマート照合は、ロック及びアンロックの少なくとも一方で実行されればよい。

・車内スマート照合及び給電口周囲照合は、例えば給電口周囲照合が先に実行されてもよいし、或いはこれらが同時に実行されてもよい。
・ロック装置２２の動作状態切り換え時に課すスマート照合は、給電口周囲照合に限らず、例えば車両ドアに設置された送信アンテナからの電波をトリガに実施される車外スマート照合でもよい。

・電子キーシステム３は、キー操作フリーシステムやワイヤレスキーシステムに代えて、例えば近距離無線システムでもよい。近距離無線通信システムは、近距離無線（通信距離：数cm〜十数cm）で双方向により認証を行うシステムであり、例えばイモビライザーシステムやNFC（Near Field Communication）システムなどがある。

・電子キーシステム３で使用する電波の周波数は、ＬＦやＵＨＦ以外の周波数に変更可能である。
・ロック装置２２のアクチュエータは、モータやソレノイド等が採用可能である。

・ロック装置２２は、例えばロック／アンロックの一方を手動とし、他方を電動としてもよい。
・ロック装置２２は、ロックピン２３をロック／アンロックの各方向に動かすことができれば、他の構造に適宜変更可能である。例えば、ロック部材は、スライド移動するピンに限定されず、例えば回動する円柱状の部材に切り欠きを形成したものでもよい。この場合、切り欠きのない箇所でロックアーム２４を固定し、切り欠きの部分でロックアーム２４の操作を許容する。また、ロック部材は、ロック／アンロックの各位置に回動する扇状の板材としてもよい。

・ロック装置２２は、ロックピン２３が付勢部材によってアンロック方向に常時付勢されているアンロック側常時付勢型でもよいし、例えばロックピン２３が付勢部材によってロック方向に常時付勢されているロック側常時付勢型でもよい。

・ロック装置２２は、ロックピン２３とその支持部分とを例えば突をスロープ状の溝により連結し、支持部分の動作により、突と溝とにより案内されて、ロックピン２３がロック／アンロックの各位置に動く直結型としてもよい。

・ロック装置２２は、例えばロックピン２３を給電プラグ２０の筐体自体（本体部分）に直に係止することによりロック状態をとる構造でもよい。
・図５に示すように、ロック装置２２は、リッド１８をロック／アンロックする装置として用いてもよい。この場合、リッド１８の裏面にストライカ４１（図１にも図示）が設けられ、このストライカ４１の溝部４２にロックピン２３が係止することにより、ロック状態をとる。

・リッドアンロックの開始条件は、例えば車内に配設された所定のボタン（スイッチ）の操作や、電子キーシステム３のＩＤ照合成立下で閉状態のリッド１８を更に奥へ押し込む操作としてもよい。

・リッドロックの開始条件は、例えばリッド１８の閉状態を前提とするドアロック連動としてもよい。また、リッドロックの開始条件に、電子キーシステム３によるＩＤ照合成立を含ませてもよい。

・ロック装置２２は、共通のロックピン２３及びアクチュエータ３０の組によって、充電ケーブルロック及びリッドロックの一方を選択的に実行可能な装置としてもよい。
・ロック対象物は、充電ケーブル１６やリッド１８に限らず、バッテリ搭載車両の給電口１７に関係する部品であればよい。

・ロック装置２２は、充電ケーブルロック専用でもよいし、又はリッドロック専用でもよい。また、ロック装置２２は、広義として給電口１７に配設されるものであればよい。
・本例のロック装置２２の動作制御は、ロック及びアンロックの少なくとも一方に適用されればよい。また、本例のロック装置２２の動作制御において、給電口周囲照合は省略可能である。

１…車両、２…電子キー、１６…ロック対象物を構成する充電ケーブル、１７…給電口、１８…ロック対象物を構成するリッド、２２…ロック装置（充電ケーブルロック装置、リッドロック装置）、２３…ロック部材としてのロックピン、３１…認証実行手段としての照合実行要求部、３２…動作制御手段を構成する照合結果取得部、３３…動作制御手段を構成する動作制御部。

Claims (5)

1. ロック及びアンロックの切り替えに関わるロック部材を、給電口に関係するロック対象物に対して固定又は非固定とすることにより、前記ロック対象物を取り外し不能にロック又は取り外し可能にアンロックするロック装置において、
   電子キーとの間の無線認証を開始するトリガの入力を基に、車内において前記電子キーの正当性を確認する車内照合を実行可能な認証実行手段と、
   前記認証実行手段の照合結果を基に、ロック及びアンロックの少なくとも一方の動作を制御する動作制御手段と
   を備えたことを特徴とするロック装置。
2. 前記トリガは、アンロックへの切り替え操作があったときに前記認証実行手段に入力されるアンロック開始トリガである
   ことを特徴とする請求項１に記載のロック装置。
3. 前記認証実行手段は、前記トリガを入力したとき、前記車内照合と、前記給電口の周囲で前記電子キーの正当性を確認する給電口周囲照合とを実行する
   ことを特徴とする請求項１又は２に記載のロック装置。
4. 前記認証実行手段は、前記トリガを入力したとき、まず前記給電口周囲照合を実行し、当該給電口周囲照合が成立しないとき、続いて前記車内照合を実行し、前記電子キーの存在を確認する
   ことを特徴とする請求項３に記載のロック装置。
5. 前記ロック対象物としての充電ケーブルのロック及びアンロックを切り替える充電ケーブルロック装置である
   ことを特徴とする請求項１〜４のうちいずれか一項に記載のロック装置。