(57)【要約】【課題】二次電池があがっていない場合であっても単なる重しにならず、二次電池があがった場合にその二次電池を充電可能な車載用電動システムを提供すること。【解決手段】車載用電動システム（電動テールゲートシステム１０）は、可動範囲が予め限定されている対象物（テールゲート１２）と、前記可動範囲の範囲内において対象物（テールゲート１２）に対して作用を及ぼすモータ（Ｍ）と、二次電池（Ｂ）と、外力により対象物（テールゲート１２）が動かされた場合に、モータ（Ｍ）が発電した電力を二次電池（Ｂ）に充電する電気回路（Ｃ）と、を備えている。【選択図】図１
2020150684.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
自動車の一部を構成する可動な対象物であって、可動範囲が予め限定されている対象物と、
前記可動範囲の範囲内において、前記対象物に対して作用を及ぼすモータと、
二次電池と、
前記自動車の外部からの力により前記対象物が動かされた場合に、前記モータが発電した電力を前記二次電池に充電する電気回路と、を備えている、
ことを特徴とする車載用電動システム。
【請求項２】
前記二次電池の電圧である第１電圧、及び、前記モータの逆起電力である第２電圧をモニターする電圧計と、
前記電気回路を制御する制御部であって、（１）前記第１電圧が前記第２電圧を上回っている場合に、前記二次電池から供給される電力を用いて前記モータを駆動し、（２）前記第１電圧が前記第２電圧以下である場合に、前記モータが発電した電力を前記二次電池に充電する、制御部と、を更に備えている、
ことを特徴とする請求項１に記載の車載用電動システム。
【請求項３】
音及び光の少なくとも何れか一方を用いた信号を発する通知部を更に備え、
前記制御部は、前記第１電圧が予め定められた閾値電圧を上回っている場合に、前記第１電圧が前記閾値電圧以上である旨を表す第１の通知信号を、前記通知部を介して発する、
ことを特徴とする請求項２に記載の車載用電動システム。
【請求項４】
前記制御部は、前記第２電圧が前記第１電圧を上回っている場合に、前記第２電圧が前記第１電圧を上回っている旨を表す第２の通知信号を、前記通知部を介して発する、
ことを特徴とする請求項３に記載の車載用電動システム。
【請求項５】
前記二次電池と前記電気回路との電気的な接続を制御する第１のスイッチを更に備え、
前記制御部は、前記モータが前記第２電圧を生じさせている場合であって、且つ、前記第２電圧が前記第１電圧を上回っている場合に、前記二次電池と前記電気回路とが電気的に接続されるように前記第１のスイッチを制御する、
ことを特徴とする請求項２〜４の何れか１項に記載の車載用電動システム。
【請求項６】
前記電気回路は、
２つ端子の間における電気的な接続を制御する第１〜第４のスイッチング素子と、
閉じた環状の配線であって、前記第１〜第４のスイッチング素子が、この順番で直列に挿入された配線である第１配線と、
一方の端部が前記第１のスイッチング素子と前記第４のスイッチング素子との間に電気的に接続されており、他方の端部が前記第２のスイッチング素子と前記第３のスイッチング素子との間に電気的に接続された配線である第２配線と、
前記第１〜第４のスイッチング素子の各々に対して、それぞれが並列に電気的に接続された第１〜第４のダイオードと、を備え、
前記モータは、前記第２配線に直列に挿入されている、
ことを特徴とする請求項２〜５の何れか１項に記載の車載用電動システム。
【請求項７】
前記第２配線に直列に挿入されている第２のスイッチを更に備え、
前記制御部は、（１）前記二次電池から供給される電力を用いて前記モータを駆動する場合、及び、（２）前記モータが発電した電力を前記二次電池に充電する場合に前記第２のスイッチをオンにし、前記（１）及び前記（２）以外の場合に前記第２のスイッチをオフにする、
ことを特徴とする請求項６に記載の車載用電動システム。
【請求項８】
前記対象物は、前記自動車の後方部分に設けられたテールゲートである、
ことを特徴とする請求項１〜７の何れか１項に記載の車載用電動システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、内燃機関を用いた自動車の一部を構成する対象物に対して力を作用させる車載用電動システムに関する。
【背景技術】
【０００２】
内燃機関を用いた自動車は、内燃機関を始動させるためにセルモータと、そのセルモータを駆動する電力を蓄えるために二次電池とを備えている。
【０００３】
このような自動車のユーザは、自動車の運転を終えたあと、例えばヘッドライトやルームライトなどの電力を消費する部品の電源をオフにしたことを確認してから自動車を離れる。仮に、電力を消費する部品の電源をオンにしたまま自動車を離れた場合、内燃機関が動作していない状態で、すなわち二次電池を充電することができない状態でこれらの部品が電力を消費し続けるため、二次電池の電圧は下降し続け、やがて、二次電池の電圧がセルモータを駆動するために求められる所定の電圧を下回り、結果として内燃機関を始動させることができなくなる。この状態は、いわゆる二次電池があがった状態である。
【０００４】
また、二次電池は、放電と充電とを繰り返すことによりその性能が劣化していく。その結果、どんなに充電をした場合であっても二次電池の電圧が前記所定の電圧を上回ることができなくなる。この場合、電力を消費する部品の電源をオフにしていたとしても、内燃機関が動作していない期間中に二次電池があがる場合もある。
【０００５】
このような二次電池（特許文献１においてはバッテリー）のあがりを防ぐために、特許文献１の図１には、自動車に搭載された手動発電機が記載されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２０００−１７５３７２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかしながら、特許文献１の図１に記載された手動発電機は、当然のことながら二次電池があがった場合にのみ用いられる発電専用の構成である。そのため、二次電池があがっておらず内燃機関を始動可能な状態において、この手動発電機は、なんらの機能を持たない。そのため、この手動発電機は、二次電池があがっていない状態においては、単に自動車の重量を増加させ、且つ、自動車のパッケージ内において所定の領域を占有する重しに過ぎない。
【０００８】
本発明の一態様は、上述した課題に鑑みなされたものであり、その目的は、二次電池があがっていない場合であっても単なる重しにならず、二次電池があがった場合にはその二次電池を充電可能な車載用電動システムを提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
上記の課題を解決するために、本発明の一態様に係る車載用電動システムは、自動車の一部を構成する可動な対象物であって、可動範囲が予め限定されている対象物と、前記可動範囲の範囲内において、前記対象物に対して作用を及ぼすモータと、二次電池と、前記自動車の外部からの力により前記対象物が動かされた場合に、前記モータが発電した電力を前記二次電池に充電する電気回路と、を備えている。
【００１０】
自動車の構成部材には、可動範囲が予め限定されている構成部材であって、モータからの作用を受ける構成部材が複数含まれている。可動範囲が予め限定されている自動車の構成部材としては、例えば、テールゲート、スライドドア、電動パワーステアリングシステム、窓、及びシートの各部調整機構が挙げられる。
【００１１】
本車載用電動システムは、可動範囲が予め限定されている構成部材のいずれかを対象物として採用しており、モータがその対象物に対して作用を及ぼすことができる。
【００１２】
そのうえで、本車載用電動システムは、自動車の外部からの力（以下において外力と称する）により対象物が動かされた場合に、モータが発電した電力を二次電池に充電する電気回路を更に備えているため、二次電池があがった場合に、二次電池を充電することができる。なお、外力の一例としては、ユーザが発する力が挙げられる。
【００１３】
以上のように、本車載用電動システムは、モータが対象物に対して作用を及ぼすことができ、且つ、二次電池があがった場合に二次電池を充電することができる。したがって、本車載用電動システムは、二次電池があがっていない場合であっても単なる重しにならず、二次電池があがった場合にはその二次電池を充電することができる。
【００１４】
本発明の一態様に係る車載用電動システムは、前記二次電池の電圧である第１電圧、及び、前記モータの逆起電力である第２電圧をモニターする電圧計と、前記電気回路を制御する制御部であって、（１）前記第１電圧が前記第２電圧を上回っている場合に、前記二次電池から供給される電力を用いて前記モータを駆動し、（２）前記第１電圧が前記第２電圧以下である場合に、前記モータが発電した電力を前記二次電池に充電する、制御部と、を更に備えている、ことが好ましい。
【００１５】
上記の構成によれば、制御部は、第１電圧と第２電圧との大小関係に応じてモータを駆動したり、二次電池を充電したりすることができる。
【００１６】
本発明の一態様に係る車載用電動システムは、音及び光の少なくとも何れか一方を用いた信号を発する通知部を更に備え、前記制御部は、前記第１電圧が予め定められた閾値電圧以上である場合に、前記第１電圧が前記閾値電圧以上である旨を表す第１の通知信号を、前記通知部を介して発する、ことが好ましい。
【００１７】
上記の構成によれば、本車載用電動システムは、第１電圧が予め定められた閾値電圧以上である場合に、第１電圧が閾値電圧以上である旨を表す第１の通知信号を、前記通知部を介して発する。したがって、本車載用電動システムは、二次電池があがった場合に対象物を動かすことによって二次電池を充電しているユーザに対して、第１電圧が閾値電圧以上になったことを通知することができる。
【００１８】
本発明の一態様に係る車載用電動システムにおいて、前記制御部は、前記第２電圧が前記第１電圧を上回っている場合に、前記第２電圧が前記第１電圧を上回っている旨を表す第２の通知信号を、前記通知部を介して発する、ことが好ましい。
【００１９】
本車載用電動システムにおいて二次電池は、第２電圧が第１電圧を上回った場合に充電される。また、第２電圧は、外力の大きさに応じて変化するため、本車載用電動システムを用いて二次電池を充電したいユーザは、第２電圧が第１電圧を上回る力で対象物を動かすことが求められる。
【００２０】
上記の構成によれば、本車載用電動システムは、第２電圧が第１電圧を上回っている場合にその旨を通知する。したがって、二次電池を充電したいユーザは、対象物を動かしているときに二次電池が充電されているのか否かを知ることができる。
【００２１】
本発明の一態様に係る車載用電動システムは、前記二次電池と前記電気回路との電気的な接続を制御する第１のスイッチを更に備え、前記制御部は、前記モータが前記第２電圧を生じさせている場合であって、且つ、前記第２電圧が前記第１電圧を上回っている場合に、前記二次電池と前記電気回路とが電気的に接続されるように前記第１のスイッチを制御する、ことが好ましい。
【００２２】
上記の構成によれば、車載用電動システムは、モータが第２電圧を生じさせている場合のうち、第２電圧が第１電圧を上回っている場合（すなわち二次電池を充電可能な場合）に、二次電池と電気回路とを電気的に接続する。したがって、車載用電動システムは、モータが第２電圧を生じさせている場合のうち、（１）二次電池を充電可能な場合に二次電池と電気回路とを電気的に接続し、（２）二次電池を充電できない場合に二次電池と電気回路とを電気的に切断しているため、二次電池の電力消費を抑制することができる。
【００２３】
本発明の一態様に係る車載用電動システムにおいて、前記電気回路は、２つ端子の間における電気的な接続を制御する第１〜第４のスイッチング素子と、閉じた環状の配線であって、前記第１〜第４のスイッチング素子が、この順番で直列に挿入された配線である第１配線と、一方の端部が前記第１のスイッチング素子と前記第４のスイッチング素子との間に電気的に接続されており、他方の端部が前記第２のスイッチング素子と前記第３のスイッチング素子との間に電気的に接続された配線である第２配線と、前記第１〜第４のスイッチング素子の各々に対して、それぞれが並列に電気的に接続された第１〜第４のダイオードと、を備え、前記モータは、前記第２配線に直列に挿入されている、ことが好ましい。
【００２４】
上記の構成によれば、モータが何れの方向に回転させられた場合であっても、二次電池に印加する第２電圧の極性を適切に保つことが容易である。
【００２５】
本発明の一態様に係る車載用電動システムは、前記第２配線に直列に挿入されている第２のスイッチを更に備え、前記制御部は、（１）前記二次電池から供給される電力を用いて前記モータを駆動する場合、及び、（２）前記モータが発電した電力を前記二次電池に充電する場合に前記第２のスイッチをオンにし、前記（１）及び前記（２）以外の場合に前記第２のスイッチをオフにする、ことが好ましい。
【００２６】
上記の構成によれば、第２のスイッチをオンにしない限り二次電池に蓄えられた電力によりモータが駆動されることはない。したがって、車載用電動システムは、上述した（１）及び（２）以外の場合において、なんらかの理由により対象物が意図しない動きをし、不測の事態が生じることを防ぐことができる。なお、（１）及び（２）以外の場合の一例としては、自動車が走行している場合が挙げられる。
【００２７】
本発明の一態様に係る車載用電動システムにおいて、前記対象物は、前記自動車の後方部分に設けられたテールゲートである、ことが好ましい。
【００２８】
自動車のテールゲートは、適度な大きさを有し、且つ、ユーザが自動車の外部からアクセスしやすい位置に設けられているため、車載用電動システムの対象物として好適である。
【発明の効果】
【００２９】
本発明の一態様に係る車載用電動システムは、二次電池があがっていない場合であっても単なる重しにならず、二次電池があがった場合にはその二次電池を充電することができる。
【図面の簡単な説明】
【００３０】
【図１】（ａ）は、本発明の一実施形態に係る電動テールゲートシステムの動作を示す概略図である。（ｂ）は、（ａ）に示した電動テールゲートシステムの回路図である。
【図２】（ａ）及び（ｂ）は、図１の（ｂ）に示した電動テールゲートシステムの回路図に対して、モータが発電した電力を二次電池に充電する場合に流れる電流の経路を追記した回路図である。
【図３】テールゲートをユーザが動かした場合に得られるモータの逆起電力及び二次電池Ｂの電圧を示すグラフである。
【図４】図１に示した電動テールゲートシステムを用いて二次電池を充電する場合の充電方法を示すフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００３１】
本発明の一実施形態に係る車載用電動システムの一例である電動テールゲートシステム１０について、図１を参照して説明する。
【００３２】
図１の（ａ）は、電動テールゲートシステム１０の動作を示す概略図である。なお、以下において、電動テールゲートシステムのことをＰＴＧ（Powered Tale Gate）システムとも称する。図１の（ｂ）は、ＰＴＧシステム１０の回路図である。なお、図１の（ｂ）においては、二次電池Ｂから放電された電流、又は、モータＭの逆起電力ＶＢＥＦに起因する電流が流れる配線を実線で示し、制御部ＰＵから各部に供給される制御信号Ｃｔｒｌ１〜７の経路を破線で示している。また、電圧計ＶＭから制御部ＰＵに供給される電圧信号ＭｏｎＶについては、その経路の図示を省略している。
【００３３】
〔ＰＴＧシステム１０の概要〕
ＰＴＧシステム１０は、内燃機関を用いた自動車１に搭載された車載用電動システムの一例である。ＰＴＧシステム１０は、自動車１の一部を構成する可動な対象物であって、可動範囲が予め限定されている対象物として、テールゲート１２を採用している。ＰＴＧシステム１０は、二次電池Ｂに蓄えられた電力を用いて、テールゲート１２を可動させる車載用電動システムの一例である。なお、テールゲート１２を可動させることは、特許請求の範囲に記載の対象物に対して作用を及ぼすことの一態様である。
【００３４】
そのうえで、ＰＴＧシステム１０は、自動車１の外部からの力（以下において外力と称する）によりテールゲート１２が動かされた場合に、モータＭが発電した電力を二次電池Ｂに充電する電気回路Ｃを用いて、二次電池Ｂがあがった場合に二次電池Ｂを充電することができる。なお、外力の一例としては、ユーザが発する力が挙げられる。
【００３５】
そのため、ＰＴＧシステム１０は、（１）二次電池Ｂがあがっていない場合にモータＭがテールゲート１２を可動させることができ、且つ、二次電池Ｂがあがった場合に二次電池Ｂを充電することができる。したがって、ＰＴＧシステム１０は、二次電池Ｂがあがっていない場合であっても単なる重しにならず、二次電池Ｂがあがった場合にはその二次電池を充電することができる。その結果として、ＰＴＧシステム１０を搭載した自動車１のユーザは、二次電池Ｂがあがった場合であっても、二次電池Ｂの電圧ＶＢがセルモータを駆動するために求められる所定の電圧である閾値電圧Ｖｔｈを上回るまで二次電池Ｂを充電することができる。したがって、ユーザは、自動車１の内燃機関を始動することができる。
【００３６】
〔ＰＴＧシステム１０の構成〕
ＰＴＧシステム１０を搭載している自動車１は、いわゆるミニバンと呼ばれるタイプの自動車であり、ボディ本体１１と、テールゲート１２と、ヒンジ１３と、動力源である内燃機関と、該内燃機関を始動するためのセルモータと、を備えている。なお、図１の（ａ）には、内燃機関及びセルモータの図示を省略している。
【００３７】
図１の（ａ）に示す様に、自動車１に搭載されたＰＴＧシステム１０は、テールゲート１２と、モータＭと、二次電池Ｂと、電気回路Ｃと、制御部ＰＵと、を備えている。
【００３８】
（テールゲート１２）
テールゲート１２は、ボディ本体１１の後方部分（本実施形態では後端）の上方部分（本実施形態では上端）にヒンジ１３を介して、開閉可能な状態で取り付けられている。したがって、テールゲート１２は、自動車１の一部を構成する可動な対象物の一例である。自動車１の一部を構成する可動な対象物の別の例については、後述する。
【００３９】
テールゲート１２の可動範囲は、ボディ本体１１の後端と、例えばヒンジ１３に設けられたストッパーとにより予め定められた範囲に限定されている。本実施形態においては、ボディ本体１１の後端を形成する面と、テールゲート１２のボディ本体１１側の部分を形成する面と、のなす角を角度θとして、テールゲート１２の可動範囲は、例えば、０°≦θ≦９０°の範囲に限定されている。図１の（ａ）には、角度θがθ＝０°，４５°，９０°の各状態を示している。以下において、θ＝０°の状態を全閉状態と称し、θ＝９０°の状態を全開状態と称し、θ＝４５°の状態を半開き状態と称する。なお、テールゲート１２の可動範囲は、自動車１の形状などに応じて適宜定めることができ、上述した０°≦θ≦９０°の範囲以外の範囲であってもよい。また、本実施形態では、角度θの上限値を定めるストッパーがヒンジ１３に設けられているものとして説明したが、ストッパーを設ける位置は、適宜定めることができる。
【００４０】
（モータＭ）
モータＭは、全長Ｌが伸縮するように構成されたモータである。本実施形態では、モータＭとして、スピンドルモータを採用している。モータＭが有する２つの端子間に電流を流すことによって、モータＭは駆動され、全長Ｌが伸縮する。また、モータＭの全長Ｌは、電力以外の力を用いて伸縮させることもできる。モータＭの全長Ｌを電力以外の力を用いて伸縮させた場合、前記２つの端子間には逆起電力ＶＢＥＦが生じる。
【００４１】
自動車１においては、ボディ本体１１の後方部分の上端近傍であって、ヒンジ１３の下方にはボールジョイントＢＪ１が配置されており、テールゲート１２のボディ本体１１側の部分の下方には、ボールジョイントＢＪ２が配置されている。モータＭの一方の端部は、ボールジョイントＢＪ１を介してボディ本体１１の後方部分に接合されており、モータＭの他方の端部は、ボールジョイントＢＪ２を介してテールゲート１２のボディ本体１１側の部分の下方に接合されている。
【００４２】
このように構成されたＰＴＧシステム１０において、テールゲート１２の開き具合、換言すれば角度θは、モータＭの全長Ｌに応じて変化する。図１の（ａ）に示す様に、全長ＬをＬ＝Ｌ１とすることによって、テールゲート１２は全閉状態になるし、全長ＬをＬ＝Ｌ２とすることによって、テールゲート１２は、全開状態になる。また、全長ＬをＬ１＜Ｌ＜Ｌ２の範囲内で変化させることによって、角度θを任意の値に制御することができる。
【００４３】
なお、本実施形態では、モータＭとしてスピンドルモータを採用しているが、モータＭの構成はこれに限定されるものではない。モータＭは、電流を流されることによって軸の回転運動を発生させ、その回転運動を一軸方向に沿った並進運動に変換する機構を備えていれば、如何なる構成であってもよい。
【００４４】
なお、モータＭの回転速度は、後述する電気回路Ｃ（Ｈブリッジ回路）を用いたＰＷＢ制御により制御されている。
【００４５】
（二次電池Ｂ）
二次電池Ｂは、自動車１を構成する複数の電動部品を駆動するための電力を蓄えるための二次電池である。二次電池Ｂに蓄えられた電力は、放電されることによって、ＰＴＧシステム１０のみならず、セルモータや、ＥＣＵ（Electronic control unit）や、ヘッドライトや、ルームライトなどに供給される。なお、放電される場合、二次電池Ｂの正極から負極に向かう方向に電流は流れる。
【００４６】
また、二次電池Ｂは、放電時とは逆方向に電流を流すことによって、すなわち、二次電池Ｂの負極から正極に向かう方向に電流を流すことによって、充電することができる。
【００４７】
自動車１の内燃機関が動作している場合には、内燃機関の出力の一部をオルタネータに入力することによって発電し、オルタネータにより得られた電力を二次電池Ｂに充電することができる。また、ＰＴＧシステム１０においては、内燃機関が動作していない場合であっても、（１）上述したように外力によりテールゲート１２が動かされることによりモータＭの全長Ｌが伸縮し、（２）その結果、モータＭの２つの端子間には逆起電力ＶＢＥＦが生じ、（３）その逆起電力ＶＢＥＦに起因する電流を、二次電池Ｂの負極から正極に向かう方向に電流を流すことによって、二次電池Ｂを充電することができる。
【００４８】
本実施形態において、二次電池Ｂの態様は限定されるものではなく、例えば、鉛蓄電池であってもよいし、ニッケル水素電池であってもよいし、リチウムイオン電池であってもよい。
【００４９】
（回路構成）
ＰＴＧシステム１０の回路構成は、図１の（ｂ）に示す通りである。すなわち、ＰＴＧシステム１０の回路は、二次電池Ｂと、電気回路Ｃと、モータＭと、制御部ＰＵと、電圧計ＶＭとを含む。
【００５０】
二次電池Ｂの正極に電気回路Ｃの一方の端子である端子Ｃ１が電気的に接続されており、二次電池Ｂの負極に電気回路Ｃの他方の端子である端子Ｃ２が電気的に接続されている。なお、以下において、「ａとｂとが接続されている」と記載は、特に断らない限り「ａとｂとが電気的に接続されている」こと、すなわち、「ａとｂとが導通している」ことを意味する。
【００５１】
制御部ＰＵは、二次電池Ｂに対して、電気回路Ｃと並列に接続されている。具体的には、制御部ＰＵの一方の端子である端子ＰＵ１は、二次電池Ｂの正極と電気回路Ｃの端子Ｃ１との間に接続されており、制御部ＰＵの他方の端子である端子ＰＵ２は、二次電池Ｂの負極と電気回路Ｃの端子Ｃ２との間に接続されている。制御部ＰＵは、端子ＰＵ１，ＰＵ２を介して二次電池Ｂから給電されている。
【００５２】
また、二次電池Ｂの負極、制御部ＰＵの端子ＰＵ２、及び電気回路Ｃの端子Ｃ２の各々は、設置されている。
【００５３】
電力計ＶＭは、二次電池Ｂに対して、電気回路Ｃ及び制御部ＰＵの各々と並列に接続されている。このように配置された電圧計ＶＭは、（１）モータＭの逆起電力ＶＢＥＦが発生していない場合には二次電池Ｂの電圧ＶＢをモニターし、（２）逆起電力ＶＢＥＦが発生している場合には電圧ＶＢと逆起電力ＶＢＥＦとの和をモニターすることができる。電圧ＶＢ及び逆起電力ＶＢＥＦの各々は、それぞれ、特許請求の範囲に記載の第１電圧及び第２電圧の一態様である。
【００５４】
電力計ＶＭは、モニターした電圧値を表す電圧信号ＭｏｎＶを制御部ＰＵへ供給する。
【００５５】
また、ＰＴＧシステム１０は、図１の（ｂ）に示す様に、二次電池Ｂの正極と、制御部ＰＵの端子ＰＵ１との間に挿入されたスイッチＳＷ１であって、二次電池Ｂと電気回路Ｃとの電気的な接続を制御するスイッチＳＷ１を更に備えていることが好ましい。スイッチＳＷ１は、特許請求の範囲に記載の第１のスイッチの一例である。
【００５６】
制御部ＰＵは、モータＭが逆起電力ＶＢＥＦを生じさせている場合であって、且つ、逆起電力ＶＢＥＦが電圧ＶＢを上回っている場合に、二次電池Ｂと電気回路Ｃとが接続されるように、スイッチＳＷ１を制御する制御信号Ｃｔｒｌ５を、電気回路Ｃに供給することが好ましい。
【００５７】
（制御部ＰＵ）
制御部ＰＵは、電気回路Ｃが備えている４つのトランジスタＴｒ１〜Ｔｒ４及びスイッチＳＷ１，ＳＷ２の各々に対して、それぞれ、制御信号Ｃｔｒｌ１〜Ｃｔｒｌ１４、及び制御信号Ｃｔｒｌ５，Ｃｔｒｌ６を供給することによって、トランジスタＴｒ１〜Ｔｒ４、及びスイッチＳＷ１，ＳＷ２の各々を制御する。
【００５８】
これらの制御信号Ｃｔｒｌ１〜６については、後述する。
【００５９】
制御部ＰＵは、電力計ＶＭから取得した電圧信号ＭｏｎＶが表す電圧値を参照して、電圧ＶＢ及び逆起電力ＶＢＥＦの各々を算出する。逆起電力ＶＢＥＦは、逆起電力ＶＢＥＦが発生している場合における電圧ＶＢと逆起電力ＶＢＥＦとの和から、モータＭの逆起電力ＶＢＥＦが発生していない場合における電圧ＶＢを差し引くことによって得られる。
【００６０】
そのうえで、制御部ＰＵは、電圧ＶＢが起動許可電圧を上回っている場合に二次電池Ｂから供給される電力を用いてモータＭを駆動し、電圧ＶＢが逆起電力ＶＢＥＦ以下である場合に、モータＭが発電した電力を二次電池Ｂに充電するように、スイッチＳＷ１と電気回路Ｃとを制御する。起動許可電圧は、モータＭを駆動することを許可する否かを決定する閾値電圧であり、その値は、適宜定めることができる。
【００６１】
また、本実施形態のように、ＰＴＧシステム１０が報知部ＮＤを更に備えている場合には、制御部ＰＵは、報知部ＮＤに対して制御信号Ｃｔｒｌ７を供給することによって、報知部ＮＤを制御する。
【００６２】
本実施形態において、報知部ＮＤは、制御部ＰＵから取得した制御信号Ｃｔｒｌ７に応じて、音を用いた音声信号を発するように構成されている。このような報知部ＮＤの例としては、スピーカが挙げられる。
【００６３】
制御部ＰＵは、電圧ＶＢが予め定められた閾値電圧Ｖｔｈを上回っている場合に、その旨を表す第１の通知信号であって、音声信号である第１の通知信号を発生させるための制御信号Ｃｔｒｌ７を、報知部ＮＤに供給することが好ましい。
【００６４】
この場合、報知部ＮＤは、制御部ＰＵから取得した制御信号Ｃｔｒｌ７に応じて、第１の通知信号を発生させる。
【００６５】
また、制御部ＰＵは、逆起電力ＶＢＥＦが電圧ＶＢを上回っている場合に、その旨を表す第２の通知信号であって、音声信号である第２の通知信号を発生させるための制御信号Ｃｔｒｌ７を、報知部ＮＤに供給することが好ましい。
【００６６】
この場合、報知部ＮＤは、制御部ＰＵから取得した制御信号Ｃｔｒｌ７に応じて、第２の通知信号を発生させる。
【００６７】
なお、本実施形態では、報知部ＮＤが音声信号である第１の通知信号及び第２の通知信号を発生させるものとして説明した。しかし、報知部ＮＤが発生させる信号は、音声信号に限定させるものではなく、光を用いた光信号であってもよい。光信号を発生させる報知部ＮＤの例としては、発光ダイオードが挙げられる。
【００６８】
（電気回路Ｃの構成）
図１の（ｂ）に示す様に、電気回路Ｃは、トランジスタＴｒ１〜Ｔｒ４と、配線Ｗ１と、配線Ｗ２と、ダイオードＤ１〜Ｄ４と、モータＭと、を備えている。
【００６９】
トランジスタＴｒ１〜Ｔｒ４は、特許請求の範囲に記載の第１〜第４のスイッチング素子の一例であり、制御部ＰＵから取得した制御信号Ｃｔｒｌ１〜Ｃｔｒｌ４に応じて、各トランジスタＴｒ１〜Ｔｒ４が備えている２つの端子であるエミッタ及びコレクタの間における接続を制御する。
【００７０】
配線Ｗ１は、特許請求の範囲に記載の第１配線の一例であり、閉じた環状の配線である。配線Ｗ１には、トランジスタＴｒ１〜Ｔｒ４がこの順番で直列に挿入されている。トランジスタＴｒ１〜Ｔｒ４は、それぞれ、コレクタが二次電池Ｂの正極側に、エミッタが二次電池Ｂの負極側に接続されている。
【００７１】
配線Ｗ２は、特許請求の範囲に記載の第２配線の一例であり、直線状の配線である。配線Ｗ２の一方の端部は、トランジスタＴｒ１トランジスタＴｒ４との間の地点である地点Ｃ４１に電気的に接続されている。また、配線Ｗの他方の端部は、トランジスタＴｒ２トランジスタＴｒ３との間の地点である地点Ｃ２３に電気的に接続されている。
【００７２】
ダイオードＤ１は、トランジスタＴｒ１に対して、並列に電気的に接続されたダイオードである。ダイオードＤ１は、カソードが二次電池Ｂの正極側に、アノードが二次電池Ｂの負極側に接続されている。同様に、ダイオードＤ２は、トランジスタＴｒ２に対して、並列に電気的に接続されたダイオードであり、ダイオードＤ３は、トランジスタＴｒ３に対して、並列に電気的に接続されたダイオードであり、ダイオードＤ４は、トランジスタＴｒ４に対して、並列に電気的に接続されたダイオードである。ダイオードＤ２〜Ｄ４は、それぞれ、ダイオードＤ１と同様に、カソードが二次電池Ｂの正極側に、アノードが二次電池Ｂの負極側に接続されている。
【００７３】
モータＭは、配線Ｗ２に直列に挿入されている。
【００７４】
このように構成された電気回路Ｃは、Ｈブリッジと呼ばれる電気回路である。
【００７５】
なお、電気回路Ｃの一態様において、第１〜第４のスイッチング素子の各々は、トランジスタに限定されるものではなく、電界効果型トランジスタ（Field Effect Transistor，ＦＥＴ）でもよいし、リレーでもよいし、スイッチでもよい。第１〜第４のスイッチング素子としてＦＥＴを採用する場合、各ＦＥＴは、それぞれ、ドレインが二次電池Ｂの正極側に、ソースが二次電池Ｂの負極側に接続すればよい。第１〜第４のスイッチング素子としてリレー又はスイッチを採用する場合、リレー又はスイッチの向きは問わない。
【００７６】
また、本実施形態のＰＴＧシステム１０のように、スイッチＳＷ２を更に備えている場合、スイッチＳＷ２は、配線Ｗ２に直列に挿入されていることが好ましい。
【００７７】
この場合、制御部ＰＵは、（１）二次電池Ｂから供給される電力を用いてモータＭを駆動する場合、及び、（２）モータＭが発電した電力を二次電池Ｂに充電する場合に、スイッチＳＷ２をオンにするための制御信号Ｃｔｒｌ７をスイッチＳＷ２に供給することが好ましい。また、制御部ＰＵは、上述した（１）及び（２）以外の場合、スイッチＳＷ２をオフにするための制御信号Ｃｔｒｌ７をスイッチＳＷ２に供給することが好ましい。
【００７８】
また、制御部ＰＵは、上述したスイッチＳＷ１及びスイッチＳＷ２を同じタイミングでオンにする、又は、オフにするための制御信号Ｃｔｒｌ５及び制御信号Ｃｔｒｌ６を、スイッチＳＷ１及びスイッチＳＷ２の各々に供給することが好ましい。このようにＰＴＧシステム１０が２つのスイッチＳＷ１及びスイッチＳＷ２を備えていることによって、いずれかのスイッチに不具合が生じた場合であって、予期せぬタイミングでテールゲート１２の開閉操作が行われる可能性を抑制することができる。
【００７９】
逆起電力ＶＢＥＦ≦電圧ＶＢの場合、すなわち、モータＭが発電した電力を二次電池Ｂに充電しない場合には、スイッチＳＷ１及びスイッチＳＷ２がオフであるため、電流が制御部ＰＵに流れることはない。逆起電力ＶＢＥＦ＞電圧ＶＢの場合、すなわち、モータＭが発電した電力を二次電池Ｂに充電する場合には、スイッチＳＷ１及びスイッチＳＷ２がオンであるため、電流は、二次電池Ｂのみならず制御部ＰＵにも流れる。ただし、図２の（ａ）及び（ｂ）の何れの場合であっても、制御部ＰＵの端子ＰＵ１が接続されている位置の電位は、プラスのままなので、制御部ＰＵが破壊される虞はない。
【００８０】
（二次電池Ｂの充電）
自動車１の二次電池Ｂがあがった場合に、自動車１のユーザがテールゲート１２を自力で動かすことによって、モータＭが発電し、二次電池Ｂが充電される場合の電流の流れについて、図２の（ａ）及び（ｂ）と、図３とを参照して説明する。
【００８１】
図２の（ａ）及び（ｂ）の各々は、図１の（ｂ）に示したＰＴＧシステム１０の回路図に対して、モータＭの逆起電力ＶＢＥＦに起因して流れる電流の経路を追記した回路図である。したがって、図２の（ａ）及び（ｂ）に示した回路図、及び、図１の（ｂ）に示した回路図の構成は同一であるが、図２の（ａ）及び（ｂ）においては、制御信号Ｃｔｒｌ１〜７の図示と、電圧信号ＭｏｎＶと、の図示とを省略している。
【００８２】
図３は、テールゲート１２をユーザが動かした場合に得られるモータＭの逆起電力ＶＢＥＦ及び二次電池Ｂの電圧ＶＢを示すグラフである。なお、図３に示した閾値電圧Ｖｔｈは、二次電池Ｂの電圧ＶＢがセルモータを駆動するために求められる所定の電圧である。したがって、図３に示したグラフにおける時間Ｔ＝０の時点では、電圧ＶＢが閾値電圧Ｖｔｈ未満であるため、自動車１のユーザは、内燃機関を始動することができない。
【００８３】
二次電池Ｂを充電する場合、制御部ＰＵは、スイッチＳＷ１をオンにするための制御信号Ｃｔｒｌ５をスイッチＳＷ１に供給し、スイッチＳＷ２をオンにするための制御信号Ｃｔｒｌ６をスイッチＳＷ２に供給する。
【００８４】
このようにスイッチＳＷ１，ＳＷ２の各々を制御することによって、逆起電力ＶＢＥＦに起因して流れる電流は、二次電池Ｂに流れ、制御部ＰＵには流れなくなる。
【００８５】
本実施形態においてモータＭとして採用しているスピンドルモータは、例えば、その軸を反時計回りに回転させた場合にその全長Ｌが伸び、その軸を時計回りに回転された場合にその全長Ｌが縮むように構成されている。したがって、外力により全長Ｌが延ばされた場合、スピンドルモータの軸は、反時計回りに回転し（図２の（ａ）参照）、外力により全長Ｌが縮めされた場合、スピンドルモータの軸は、時計回りに回転する（図２の（ｂ）参照）。
【００８６】
外力によりスピンドルモータの軸が反時計回り又は時計回りに回転させられた場合、スピンドルモータの２つの端子間には符号が逆向きの逆起電力ＶＢＥＦが生じる。しかし、ＰＴＧシステム１０は、後述する整流効果を有する電気回路Ｃを備えているため、外力によりスピンドルモータの軸が反時計回り及び時計回りの何れの方向に回転させられた場合であっても、電気回路Ｃの端子Ｃ１と端子Ｃ２との間に生じる逆起電力ＶＢＥＦの符号は、変化しない。図３に示した逆起電力ＶＢＥＦは、端子Ｃ１と端子Ｃ２との間に生じる逆起電力ＶＢＥＦを示している。
【００８７】
本実施形態では、スピンドルモータの軸が外力により半時計回りに回転させられた場合、逆起電力ＶＢＥＦに起因する電流は、配線Ｗ２を地点Ｃ２３からＣ４１へ向かう方向へ流れ、前記軸が外力により時計回りに回転させられた場合、前記電流は、配線Ｗ２をＣ４１からＣ３４へ向かう方向へ流れるものとする。
【００８８】
スピンドルモータの軸が半時計回りに回転させられた場合、逆起電力ＶＢＥＦに起因する電流は、スピンドルモータの一方の端子から地点Ｃ４１へ流れ、ダイオードＤ１，Ｄ４の整流作用により地点Ｃ４１から地点Ｃ１２へ流れ、且つ、ダイオードＤ２の整流作用により地点Ｃ１２から端子Ｃ１へ流れ、二次電池Ｂの正極へ流入する。また、二次電池Ｂの負極から流出した電流は、端子Ｃ２へ流れ、ダイオードＤ３，Ｄ４の整流作用により端子Ｃ２から地点Ｃ２３へ流れ、ダイオードＤ２の整流作用により地点Ｃ２３からスピンドルモータの他方の端子へ流入する。
【００８９】
したがって、スピンドルモータの軸が半時計回りに回転させられた場合にＰＴＧシステム１０の内部を流れる電流は、図２の（ａ）に太線で示した経路をたどる。
【００９０】
スピンドルモータの軸が時計回りに回転させられた場合、ダイオードＤ１〜Ｄ４の整流作用により、逆起電力ＶＢＥＦに起因する電流は、図２の（ｂ）に太線で示した経路をたどる。
【００９１】
また、逆起電力ＶＢＥＦの大きさは、スピンドルモータの軸が回転させられたときの角速度に依存して決まる。そのため、ユーザがテールゲート１２を自力で動かすことによってスピンドルモータの軸を回転させる場合、逆起電力ＶＢＥＦの時間変化は、例えば図３に示したような波形を示す。
【００９２】
ＰＴＧシステム１０において、二次電池Ｂは、逆起電力ＶＢＥＦが電圧ＶＢを上回っているときに充電可能である。そのため、ユーザが１回目にテールゲート１２を動かしたときには、逆起電力ＶＢＥＦが電圧ＶＢを上回っている充電期間Ｐ１において、二次電池Ｂは充電される。また、充電期間Ｐ１の期間中、二次電池Ｂが充電されることに起因して電圧ＶＢは、上昇する。
【００９３】
ユーザが２回目及び３回目にテールゲート１２を動かしたときについても同様であり、逆起電力ＶＢＥＦが電圧ＶＢを上回っている充電期間Ｐ１及び充電期間Ｐ２の各々において、二次電池Ｂは充電される。また、充電期間Ｐ２及び充電期間Ｐ３の各々の期間中、二次電池Ｂが充電されることに起因して電圧ＶＢは、上昇する。
【００９４】
また、図３を参照すると、充電期間Ｐ３の期間中の時間ＴがＴ＝Ｔ１の時点において、電圧ＶＢが閾値電圧Ｖｔｈに到達していることが分かる。したがって、時間Ｔが時間Ｔ１以降であれば、ユーザは、セルモータを回すことによって内燃機関を始動させることができる。
【００９５】
また、上述したように、制御部ＰＵは、電圧ＶＢが閾値電圧Ｖｔｈを上回っている場合、すなわち、時間Ｔが時間Ｔ１以降である場合に、電圧ＶＢが閾値電圧Ｖｔｈを上回っている旨を表す第１の通知信号を発生させるための制御信号Ｃｔｒｌ７を、報知部ＮＤに供給することが好ましい。
【００９６】
また、上述したように、制御部ＰＵは、逆起電力ＶＢＥＦが電圧ＶＢを上回っている場合、すなわち、充電期間Ｐ１，Ｐ２，Ｐ３の期間中に、逆起電力ＶＢＥＦが電圧ＶＢを上回っている旨を表す第２の通知信号を発生させるための制御信号Ｃｔｒｌ７を、報知部ＮＤに供給することが好ましい。
【００９７】
（モータＭの駆動）
二次電池Ｂに蓄えられた電力を放電することによって、モータＭを駆動する場合の電気回路Ｃの制御について、簡単に説明する。
【００９８】
二次電池Ｂに蓄えられた電力を放電することによって、スピンドルモータの軸を反転させる場合、制御部ＰＵは、トランジスタＴｒ１をオフにするための制御信号Ｃｔｒｌ１をトランジスタＴｒ１に供給し、トランジスタＴｒ２をオンにするための制御信号Ｃｔｒｌ２をトランジスタＴｒ２に供給し、トランジスタＴｒ３をオフにするための制御信号Ｃｔｒｌ３をトランジスタＴｒ３に供給し、トランジスタＴｒ４をオンにするための制御信号Ｃｔｒｌ４をトランジスタＴｒ４に供給すればよい。
【００９９】
また、二次電池Ｂに蓄えられた電力を放電することによって、スピンドルモータの軸を正転させる場合、制御部ＰＵは、トランジスタＴｒ１をオンにするための制御信号Ｃｔｒｌ１をトランジスタＴｒ１に供給し、トランジスタＴｒ２をオフにするための制御信号Ｃｔｒｌ２をトランジスタＴｒ２に供給し、トランジスタＴｒ３をオンにするための制御信号Ｃｔｒｌ３をトランジスタＴｒ３に供給し、トランジスタＴｒ４をオフにするための制御信号Ｃｔｒｌ４をトランジスタＴｒ４に供給すればよい。
【０１００】
（充電方法Ｍ１）
ＰＴＧシステム１０を用いて二次電池Ｂを充電する場合の充電方法Ｍ１について、図４を参照して説明する。図４は、充電方法Ｍ１を示すフローチャートである。
【０１０１】
制御部ＰＵは、自動車１のユーザからのなんらかの入力をトリガとして充電方法Ｍ１を開始する。このトリガは、例えば、自動車１のリモコンキーから制御部ＰＵに供給されたテールゲート１２を開けるための指示でもよいし、ユーザがセルモータを回すことによって内燃機関の始動を試みたが、内燃機関が始動しなかった旨を表す情報であってもよい。
【０１０２】
ステップＳ１１において、制御部ＰＵは、二次電池Ｂの電圧ＶＢと閾値電圧Ｖｔｈとを参照し、電圧ＶＢが閾値電圧Ｖｔｈ未満であるか否かを判定する。ステップＳ１１の判定結果がＹＥＳである場合、充電方法Ｍ１は、ステップＳ１２に進む。ステップＳ１１の判定結果がＮＯである場合、二次電池Ｂを充電する必要がないため、充電方法Ｍ１は終了する。
【０１０３】
ステップＳ１２において、制御部ＰＵは、スイッチＳＷ１及びスイッチＳＷ２の各々をオンにすることによって、ＰＴＧシステム１０の動作モードを通常モードから充電モードに移行させる。
【０１０４】
ステップＳ１３において、ユーザは、自力でテールゲート１２を開閉する。これにより、テールゲート１２が外力により開閉されるため、二次電池Ｂは、モータＭが発電した電力により充電される。
【０１０５】
ステップＳ１４において、制御部ＰＵは、電圧ＶＢと閾値電圧Ｖｔｈとを参照し、電圧ＶＢが閾値電圧Ｖｔｈ以上であるか否かを判定する。ステップＳ１４の判定結果がＮＯである場合、充電方法Ｍ１は、ステップＳ１３に戻る。ステップＳ１４の判定結果がＹＥＳである場合、充電方法Ｍ１は、ステップＳ１５に進む。
【０１０６】
ステップＳ１５において、制御部ＰＵは、電圧ＶＢが閾値電圧Ｖｔｈ以上である旨を表す第１の通知信号を、通知部ＮＤを介して発する。この工程により、ユーザは、二次電池Ｂが充電されたことにより、内燃機関を始動可能な状態になったことを認識する。
【０１０７】
ステップＳ１６において、ユーザは、テールゲート１２を自力で閉める。
【０１０８】
ステップＳ１７において、制御部ＰＵは、スイッチＳＷ１及びスイッチＳＷ２の各々をオフにすることによって、ＰＴＧシステム１０の動作モードを充電モードから通常モードに移行させる。
【０１０９】
ＰＴＧシステム１０を用いてこのような充電方法Ｍ１を実施することにより、なんらかの理由により二次電池Ｂがあがった場合であっても、ユーザは、二次電池Ｂを充電することができ、延いては内燃機関を始動させることができる。
【０１１０】
（対象物の変形例）
本実施形態では、特許請求の範囲に記載の対象物として、テールゲート１２を採用していた。しかし、対象物は、テールゲート１２に限定されるものではなく、自動車の一部を構成する可動な構成部材であって、可動範囲が予め限定されている構成部材であれば、その中から適宜選択することができる。対象物となり得る自動車の構成部材としては、テールゲート１２以外に、スライドドアや、電動パワーステアリングシステムに含まれるハンドルや、窓や、電動シート調整システムに含まれるシートの背もたれなどがあげられる。上述した窓は、自動車の側面に配置されたドアに備え付けられた窓であってもよいし、自動車の天井に配置された天窓であってもよし。
【０１１１】
本発明は上述した各実施形態に限定されるものではなく、請求項に示した範囲で種々の変更が可能であり、異なる実施形態にそれぞれ開示された技術的手段を適宜組み合わせて得られる実施形態についても本発明の技術的範囲に含まれる。
【符号の説明】
【０１１２】
１  自動車
１０  電動テールゲートシステム（車載用電動システム）
１１  ボディ本体
１２  テールゲート（対象物）
Ｂ  二次電池
Ｃ  電気回路
Ｍ  モータ
ＶＭ  電圧計
ＰＵ  制御部
ＮＤ  通知部
ＳＷ１  スイッチ（第１のスイッチ）
ＳＷ２  スイッチ（第２のスイッチ）
Ｔｒ１〜Ｔｒ４  トランジスタ（第１〜第４のトランジスタ）
Ｗ１  配線（第１配線）
Ｗ２  配線（第２配線）
Ｄ１〜Ｄ４  ダイオード（第１〜第４のダイオード）
【図１】
2020150684.tif 000003
【図２】
2020150684.tif 000004
【図３】
2020150684.tif 000005
【図４】
2020150684.tif 000006